[發明專利]骨料-摻合料多固廢纖維混凝土及其制備方法

在審

• 申請號: 202111505651.2
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114031336A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 劉蘭蘭;張延年
• 申請（專利權）人: 吉林建筑科技學院
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00
• 代理公司: 沈陽之華益專利事務所有限公司 21218
• 代理人: 韓凌宇

本發明公開了骨料?摻合料多固廢纖維混凝土及其制備方法，包括以下重量份的原料：高硅鐵尾礦10?20份、脫硫灰5?10份、礦渣5?10份、水泥70?80份、機制砂120?140份、機制石280?320份、化學活化劑2份、減水劑1份、三異丙醇胺1份、聚丙烯纖維5?10份、水40?50份。脫硫灰可以延長水泥凝結時間。固廢耦合摻合料經化學激發，高溫煅燒，提高了混凝土耐久性，抗壓強度，機制砂石作骨料提高了混凝土界面過渡區的強度并且可以緩解天然砂石供應不足等問題，三異丙醇胺作為助磨劑，其可顯著機械研磨的細度。本發明可以按22%?33%的取代率取代水泥，實現了大工業固廢的資源利用，減少尾礦的堆積。

技術領域

本發明涉及纖維混凝土，特別是涉及骨料-摻合料多固廢纖維混凝土及其制備方法。

背景技術

“綠色高性能混凝土”是1998年首次提出的概念，將代表著未來混凝土發展的方向，也是混凝土發展唯一的必然選擇。綠色高性能混凝土的概念中主要包含了有效節約資源以及能源，不破壞現有環境，而更利于環境的可持續發展，以便滿足當代以及后代人的發展需求等幾點含義。因此，將大量累積堆存的固體廢棄物開發為混凝土的原材料將是綠色高性能環保混凝土發展的必然需求。

礦物摻合料已成為混凝土中不可缺少的主要組分之一，將取代部分水泥摻入到混凝土中，不僅可以節約原材料成本，而且還可充分發揮其“形態效應”、“微集料效應”以及“火山灰效應”，能有效提高其混凝土的各項性能指標，特別是在提高混凝土耐久性等方面的作用較顯著。礦物摻合料在水泥混凝土當中的廣泛應用，不僅能降低能源消耗，而且起到了節能環保的積極作用，符合當今綠色高性能混凝土的可持續發展要求。目前活性摻合料的開發與應用日益受到人們的重視，當前普遍使用的礦物摻合料大部分都是工業廢料，其中現階段在國內最經常使用的礦物摻合料包括粉煤灰、沸石粉、石灰石粉、高爐礦渣粉以及硅灰等。這些常用礦物摻合料在混凝土中得到了廣泛的應用與發展，也存在供應不足、密度小以及不易運輸等一系列弊端，這使人們致力于開發更環保的有效新途徑。

鐵尾礦由于其礦物及化學組成等特點，可將鐵尾礦研究開發為混凝土礦物摻合料，以此來提高其附加值，可進一步降低混凝土的成本。鐵尾礦主要是以非活性晶體礦物組成，因此要將鐵尾礦開發為礦物摻合料，能大摻量應用到混凝土當中，必須對其先進行活性激發處理。

發明內容

本發明的目的是提供骨料-摻合料多固廢纖維混凝土及其制備方法。該纖維混凝土主要采用工業廢料高硅鐵尾礦、脫硫灰、礦渣，結合活化劑，高溫煅燒，經機械研磨提高固廢耦合摻合料的活性。與尾礦廢石制備的機制砂、石，聚丙烯纖維，協同制備多固廢耦合纖維混凝土。

為了解決現有技術存在的問題，本發明采用的技術方案如下：

骨料-摻合料多固廢纖維混凝土，包括以下重量份的原料：高硅鐵尾礦10-20份、脫硫灰5-10份、礦渣5-10份、水泥70-80份、機制砂120-140份、機制石280-320份、化學活化劑2份、減水劑1份、三異丙醇胺1份、聚丙烯纖維5-10份、水40-50份。

進一步地，所述的化學活化劑包括以下重量份的原料：偏硅酸鈉固體1.5份、氫氧化鈉固體0.5份。

進一步地，所述的減水劑為聚羧酸系高效減水劑，減水率為18%-23%。

進一步地，所述的機制砂是由尾礦廢石經過機械加工破碎，篩分至細度模數為2.0-2.5。

進一步地，所述的聚丙烯纖維為聚丙烯纖維顆粒，其粒徑為110-120目。

進一步地，所述的脫硫灰為鋼廠半干法改性后的脫硫灰。

進一步地，所述的礦渣為S95礦渣粉。

制備骨料-摻合料多固廢纖維混凝土的方法，包括以下步驟：

（1）將所述重量份的高硅鐵尾礦經600-800℃高溫煅燒1h后急冷，使鐵尾礦轉變為玻璃體；