[發明專利]含纖維復合填充體材料、混凝土構件

在審

• 申請號: 202111164287.8
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113816663A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 杜向紅;黃沛生;梁德義;崔國偉;孫勇;鄭國雄;許楊豐;林燦聯;鐘杰;謝勝;吳立堅;車維維;馮雪蘭
• 申請（專利權）人: 深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司凡口鉛鋅礦
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B18/12;C04B18/24;C04B16/06
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 黃志云

本申請涉及混凝土構件技術領域，提供了一種含纖維復合填充體材料、混凝土構件，其材料的重量比重如下：包括填充體材料和膠凝材料的混合物，且填充體材料與膠凝材料的重量比為0.84～25.7:55～83.1；填充體材料包括尾砂和纖維。本申請的混凝土構件以采礦過程中得到尾砂的作為原料，并且協同加入纖維進行復配使用，通過添加纖維，改善了以尾砂作為骨料的混凝土構件的纖維有細化裂縫的作用，能有效延緩混凝土構件早期塑性收縮裂縫的產生和發展，混凝土構件內部的細觀結構得到改善，減少混凝土構件內部原生微裂紋的開展，使混凝土構件裂縫寬度減小，進而促進了對尾砂的高效處置和循環利用。

技術領域

本申請屬于混凝土構件技術領域，尤其涉及一種含纖維復合填充體材料、混凝土構件。

背景技術

近年來，隨著硫精礦回收，礦山尾砂產率大幅度降低，以及礦山磨砂等充填料減少，再加礦山生產能力的穩步提升，礦山充填料及充填能力明顯不足。此外，由于細粒尾砂占總尾砂的40％以上，細粒尾砂沉降速度慢，在砂倉漿瞞后，大部分細粒尾砂隨溢流排走，導致溢流濃度很大，尾砂回收率下降。這些問題都亟待解決。

另外，從混凝土構件纖維的發展歷史來看，鋼纖維是發展最早的一種纖維。鋼纖維混凝土構件具有突出的耐磨性和抗凍性，其抗剪性能也非常良好，可以對溫度應力裂縫實現有效組織或者抑制，同時還具有良好的抗疲勞性能與抗裂性、抗沖擊性、抗變形能力，其抗壓極限強度、抗拉以及抗彎折能力都非常高，質量和強度之間的比值也非常大。早在1910年美國Porter就提出了把鋼纖維均勻地撒入混凝土構件中以強化材料的設想,有學者在2000年對聚丙烯-鋼混合纖維混凝土構件的增強機理做了一系列的研究，研究結果表明，不同尺寸的鋼纖維有助于不同的力學性能，小尺寸纖維的添加對壓縮強度有顯著影響，但對劈裂抗拉強度僅略有影響。何橋敏等人對鋼纖維摻量不同的鋼纖維混凝土構件的抗拉強度、抗折強度和抗壓強度進行了測定，結果表明，鋼纖維摻量顯著影響混凝土構件的抗拉強度和抗折強度，對抗壓強度影響較小，以抗拉強度為參數，推薦最佳鋼纖維參量為1.5％％。嚴少華等人對鋼纖維含量為0％～6％、抗壓強度在65～120MPa范圍的四種鋼纖維高強混凝土構件，進行單軸壓縮荷載作用下的應力-應變全過程試驗，試驗表明，鋼纖維高強度混凝土構件的壓縮強度隨鋼纖維含量的增加而顯著提高，但并不隨鋼纖維含量或長徑比線性提高。以上結果表明，鋼纖維雖然可以大幅度地提高混凝土構件的力學性能，但是由于其單位重量比過高，在大規模的實際應用中，可能會出現下沉或者大規模的分布不均情況，從而導致混凝土構件的力學性能分布不均。

碳纖維(carbon fiber，簡稱CF)是20世紀60年代開發研制的一種高性能纖維，是一種含碳量在95％以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料，具有抗拉強度和彈性模量高、化學性質穩定、與混凝土構件粘結好等優點。但由于碳纖維生產成本較高，且施工難度較大，應用受到一定限制。

發明內容

本申請的目的在于提供一種復合充填體材料及其制備方法，旨在解決現有技術中混凝土構件抗拉強度和抗折強度差的問題。

為實現上述申請目的，本申請采用的技術方案如下：

第一方面，本申請提供一種含纖維復合填充體材料，其材料的重量比重如下：包括填充體材料和膠凝材料的混合物，且填充體材料與膠凝材料的重量比為0.84～25.7:55～83.1；填充體材料包括尾砂和纖維。

本申請第一方面提供的混凝土構件，本申請的混凝土構件以采礦過程中得到尾砂的作為原料，并且協同加入纖維進行復配使用，通過添加纖維，細化了以尾砂作為骨料的混凝土構件的裂縫，能有效延緩混凝土構件早期塑性收縮裂縫的產生和發展，混凝土構件內部的細觀結構得到改善，減少混凝土構件內部原生微裂紋的開展，使混凝土構件裂縫寬度減小，進而促進了對尾砂的高效處置和循環利用。

第二方面，本申請提供了一種混凝土構件，由包括上述含纖維復合填充體材料和水經混合、凝固處理得到的混凝土構件。