[发明专利]绿色环保水泥基复合材料

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域或基础工程建设领域，具体涉及尾砂在制备绿色环保、高性能水泥基复合材料方面的应用，为尾砂的综合而高效利用开辟了方向，其制备的高性能水泥基复合材料主要用于建筑工程、铁路、公路、桥梁等土木工程材料领域。

背景技术

1993年法国Bouygues公司以Pierre Richard为首的研究小组研制成功一种新型超高性能混凝土：Reactive Powder Concrete，它由细砂、水泥、石英粉、硅灰、高效减水剂、微钢纤维组成，硬化过程中采用预压和热养护工艺，提高密实性、改善微结构和提高强度。Bouygues公司发展了RPC200及RPC800两种配比。1998年8月在加拿大Sherbrooke市召开了HPC和RPC国际会议，专家对RPC的评估为完全可以与金属材料媲美，与高分子材料抗衡的跨世纪新材料。RPC虽然因其卓越的性能而得到青睐，但是由于其采用的超细粉体材料价格昂贵、要经过超磨细而导致能耗大，国外微细金属纤维价格高，从而性价比低，不仅RPC800、RPC400难以在工程中推广应用，即使RPC200在工程中大规模应用也十分艰难。

据不完全统计，我国尾砂排放量0.8～1亿吨/年，尾砂占全国固体废料的1/3左右，但尾砂综合利用率仅为8.2％左右，这些尾砂存在大气中，不仅占用农田，特别还会造成严重的环境污染，尾砂排入河道、沟谷、低地，污染水土大气，破坏环境，乃至造成灾害，成为社会可持续发展的严重威胁。

因此，在目前提倡绿色环保、节能减排、低碳生活的国际大环境下，如何利用尾砂研制并生产出低成本、低能耗、绿色环保的高性能水泥基复合材料，具有重要的现实意义和的巨大的实际应用价值。

发明内容：

技术问题：本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足和缺陷，并利用尾砂作为增强填充料，提供一种绿色环保、强度高的水泥基复合材料，并为尾砂的综合利用开拓方向。

技术方案：本发明的绿色环保、强度高的水泥基复合材料，是由六大组分组成，其重量配合比为：

水泥                 16.8％～25.2％

工业废渣          16.8％～25.2％

高效外加剂        0.7％～1.0％

普通河砂          20.2％～30.2％

尾砂              20.2％～30.3％

超细镀铜钢纤维    2.6％～6.7％

其余为水。

1、水泥：水泥是强度等级52.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

2、工业废渣：是由超细粉煤灰、磨细矿粉、硅灰中两种或三种组成的胶凝材料体系。

其中，超细粉煤灰要求需水量比≤95％，烧失量≤5％，比表面积≥500m²/kg；磨细矿粉要求比表面积≥500m²/kg；硅灰要求SiO₂含量≥90％，比表面积≥20000m²/kg。

3、高效外加剂：减水率≥35％的聚羧酸外加剂，固含量≥28％。

4、普通河砂：要求最大粒径3mm，连续级配。

5、尾砂：铁矿尾砂或铜矿尾砂，要求最大粒径≤0.8mm，体积平均粒径为150～350μm，连续级配。

6、超细镀铜钢纤维：国产平直型镀铜钢纤维，直径d≤0.2mm、长度l≤15mm。

7、水：普通自来水

8、本发明提出的绿色环保、强度高的水泥基复合材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)按按配方比例称取所需的水泥、工业废渣、普通河砂、尾砂、钢纤维，干搅拌1-2分钟，使其混合均匀；(2)按配方比例称取高效外加剂和水，将其在容器中混合均匀；(3)将水剂缓慢大加入到混合均匀的干料中，在搅拌机中搅拌2-3分钟，使其搅拌成大流动性的浆体；(4)将浆体浇入钢模，进行振动成型；(5)1天后拆模，将试件进行标准养护。