[發(fā)明專利]一種利用尾礦砂制備而成的玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810024896.5
• 申請(qǐng)日: 2018-01-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108218357B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦憲明;張利俊;王靈秀;劉佳;項(xiàng)斌峰;邱洪華;蔡素燕;裴超;劉新?tīng)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)北京天譽(yù)有限公司
• 主分類號(hào): C04B28/06
• 分類號(hào): C04B28/06;C04B14/42;C04B111/20
• 代理公司: 北京萬(wàn)科園知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11230
• 代理人: 張亞軍;吳茜

本發(fā)明公開(kāi)了一種利用尾礦砂制備而成的玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料，由以下重量份的原料制備而成：35～45份的水泥、10～35份的天然石英砂、5～30份的尾礦砂、10～20份的水、0.2～2份的減水劑、2?5份的水溶性高分子溶液和2～4份的耐堿玻璃纖維。所述的水泥為快硬硫鋁酸鹽水泥；所述的纖維為耐堿玻璃纖維無(wú)捻粗紗；所述的減水劑為聚羧酸系高效減水劑，所述的水溶性高分子溶液為丙烯酸酯共聚乳液。本發(fā)明所述的玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料具有高抗壓強(qiáng)度、高抗彎極限強(qiáng)度、抗彎比例極限強(qiáng)度、高抗沖擊強(qiáng)度和高抗凍性的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水泥基復(fù)合材料，是一種玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料及制備方法，具體涉及一種利用尾礦砂制備的高抗凍、高強(qiáng)度玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料及其制備方法，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

玻璃纖維增強(qiáng)水泥是一種以耐堿玻璃纖維為增強(qiáng)材料、水泥砂漿為基體材料的纖維水泥復(fù)合材料，其主要成分為水泥、砂子、水、耐堿玻璃纖維、外加劑等。其中的水泥為硫鋁酸鹽水泥、硅酸鹽水泥；砂子為優(yōu)質(zhì)的天然石英砂；玻璃纖維為耐堿玻璃纖維。我國(guó)目前研究的玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料主要性能為：抗彎比例極限強(qiáng)度7.0～8.0MPa，抗彎極限強(qiáng)度15.0～20.0MPa，抗沖擊強(qiáng)度8kJ/m²左右，抗壓強(qiáng)度30～50MPa，抗凍性一般為25次凍融循環(huán)后不出現(xiàn)起層、剝落等破壞現(xiàn)象。

生產(chǎn)玻璃纖維增強(qiáng)水泥的砂多為石英砂。石英砂為天然石英石經(jīng)破碎加工而成的石英顆粒，是一種堅(jiān)硬、耐磨、化學(xué)性能穩(wěn)定的硅酸鹽礦物，其主要礦物成分為SiO2。

尾礦砂是選礦廠在特定的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，將礦石磨細(xì)，選取有用成分后排放的廢棄物。尾礦砂數(shù)量巨大，長(zhǎng)期堆積成山，不僅占用土地、河道或農(nóng)田，而且破壞環(huán)境與植被，甚至存在泥石流危險(xiǎn)。尾礦砂綜合利用是長(zhǎng)期的任務(wù)。

本發(fā)明采用尾礦替代天然石英砂，通過(guò)一定的工藝和增強(qiáng)增韌、聚合物改性技術(shù)，大幅度提高水泥界面的粘聚性和抗?jié)B性，制備玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料，替代比例高達(dá)20％～60％，且制備的玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料強(qiáng)度高，耐久性好。變廢為寶，將尾礦砂進(jìn)行了資源化開(kāi)發(fā)利用，保護(hù)了天然資源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種利用尾礦砂制備而成的玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料及制備方法，利用經(jīng)過(guò)加工處理后的尾礦砂替代天然石英砂，并通過(guò)采用一定的制備工藝和聚合物改性等技術(shù)方法，制備出高抗壓強(qiáng)度、高抗沖擊強(qiáng)度、高抗彎極限強(qiáng)度和良好抗凍性的玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料，突破了固體廢棄物制備玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料時(shí)力學(xué)性能和耐久性差的技術(shù)瓶頸。利用尾礦砂制備出的玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料性能指標(biāo)優(yōu)異，優(yōu)于市場(chǎng)上的玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料，在初始流動(dòng)度達(dá)到150～400mm情況下，制備的新材料7天抗壓強(qiáng)度達(dá)40MPa以上，抗沖擊強(qiáng)度達(dá)21MPa以上，抗彎比例極限強(qiáng)度達(dá)10MPa以上，抗彎強(qiáng)度極限達(dá)20MPa以上；材料的抗凍融性能優(yōu)異，75次凍融循環(huán)后，材料質(zhì)量損失不超過(guò)3％，彎曲極限強(qiáng)度損失不超過(guò)10％，抗凍性指標(biāo)是目前市場(chǎng)上的玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料無(wú)法達(dá)到的。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種利用尾礦砂制備而成的玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料，由以下重量份的組分經(jīng)攪拌、噴射后得到的：35～45份的水泥、10～35份的天然石英砂、5～30份的尾礦砂、10～20份的水、0.2～2份的減水劑、2～5份的水溶性高分子溶液和2～4份的耐堿玻璃纖維。

上述技術(shù)方案中，所述的水泥，為快硬硫鋁酸鹽水泥。

上述技術(shù)方案中，所述的天然石英砂，為天然石英石經(jīng)破碎加工而成的顆粒物，粒徑為0.01mm～15mm；其主要礦物成分是SiO₂。

上述技術(shù)方案中，所述的尾礦砂，為鐵礦石選鐵后的固體廢棄物經(jīng)篩分、水洗加工而成的顆粒物，粒徑0.01mm～5mm；其主要礦物成分為SiO₂，含泥量小于3％(按質(zhì)量計(jì))。