[發明專利]一種生態型超高性能混凝土及其制備方法

在審

• 申請號: 202111159374.4
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113831083A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 張志豪;李信;韋鵬亮;余睿;蔡昱;陳露一;冷勇
• 申請（專利權）人: 中鐵橋研科技有限公司;中鐵大橋局集團有限公司;武漢理工大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B7/24;C04B7/26
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 張凱

本申請涉及建筑材料領域，特別涉及一種生態型超高性能混凝土及其制備方法。本申請提供的超高性能混凝土包括膠凝材料、砂子、水和減水劑，其中，所述膠凝材料包括以下質量份的原料：硅酸鹽水泥400?450份，脫水相120?180份，鉬尾礦120?180份，石粉180?200份，硅灰180?200份；所述脫水相由水泥水化得到。本申請提供的超高性能混凝土以鉬尾礦作為膠凝材料，不僅使尾礦得到了高價值化利用，而且大大降低了超高性能混凝土的能耗。

技術領域

本申請涉及建筑材料領域，特別涉及一種生態型超高性能混凝土及其制備方法。

背景技術

超高性能混凝土，簡稱UHPC(Ultra-High Performance Concrete)，具有超高的耐久性和超高的力學性能,在大跨徑橋梁、抗爆結構和薄壁結構等方面具有廣泛的應用。制備超高性能混凝土使用的膠凝材料占比高于普通混凝土，造成能耗過高，因此如何降低超高性能混凝土的能耗成為亟待解決的問題。

鉬是一種珍貴有色金屬，被應用在各種合金中用于提升抗腐蝕性能和提高合金強度。隨著鉬在高新技術產業中的大量應用，鉬礦的產量飛速增長。鉬礦在冶煉過程中會生產出大量的鉬尾礦，中國每年排放360萬噸鉬尾礦。鉬尾礦的堆積對環境和地下水資源都會構成持續威脅，減少鉬尾礦的堆積總量是礦業可持續發展最迫切的任務之一。

中國鉬尾礦的主要礦物組成是CaO、SiO₂，含有少量的Al₂O₃和Fe₂O₃等，是一種惰性材料，相關研究表明鉬尾礦在經過磨細或低溫煅燒后，可以被激發出活性，鉬尾礦本身顆粒較細，與水泥顆粒相差不大，可以作為輔助膠凝材料使用。

基于以上問題，開發一種以鉬尾礦為原料的超高性能混凝土具有重要意義。

發明內容

本申請實施例提供一種生態型超高性能混凝土，以解決相關技術中超高性能混凝土能耗過高、鉬尾礦堆積的問題。

第一方面，本申請提供了一種生態型超高性能混凝土，包括膠凝材料、砂子、水和減水劑，其中，所述膠凝材料包括以下質量份的原料：硅酸鹽水泥400-450份，脫水相120-180份，鉬尾礦120-180份，石粉180-200份，硅灰180-200份；所述脫水相由水泥水化得到。

一些實施例中，所述膠凝材料包括以下質量份的原料：硅酸鹽水泥420份，脫水相130份，鉬尾礦140份，石粉190份，硅灰190份。

一些實施例中，所述膠凝材料包括以下質量份的原料：硅酸鹽水泥445份，脫水相160份，鉬尾礦175份，石粉185份，硅灰185份。

一些實施例中，所述脫水相通過以下過程制備：

步驟S101，向水泥中加水混合，得到水泥凈漿；

步驟S102，將水泥凈漿澆筑成型，脫模并養護，得到水泥漿試塊；

步驟S103，對水泥漿試塊依次進行球磨、篩分，之后煅燒，冷卻至室溫，即得到脫水相。

一些實施例中，步驟S101中，水的用量與水泥用量的質量比為0.35。

一些實施例中，步驟S103中，煅燒的溫度為600-700℃。

一些實施例中，超高性能混凝土的水膠比為0.17-0.22。

一些實施例中，減水劑的用量為膠凝材料質量的3％-3.5％。

一些實施例中，所述減水劑為聚羧酸減水劑。

一些實施例中，所述砂子包括細砂和粗砂，超高性能混凝土的膠砂比為1-1.1。

一些實施例中，超高性能混凝土中各原料的配合比通過以下過程得到：