[发明专利]一种利用固废混合物制备而成的玻璃纤维增强水泥材料

说明书

本发明公开了一种利用固废混合物制备而成的玻璃纤维增强水泥材料，由以下重量份原料制备成：36～55份的水泥、10～35份的天然石英砂、1～20份的废混凝土颗粒、1～10份的尾矿砂、1～5份的废砖颗粒、10～20份的水、0.1～2份的减水剂、0.1～1份调凝剂、1～5份的高分子聚合物溶液和3～6份的耐碱玻璃纤维。水泥为快硬硫铝酸盐水泥；纤维为耐碱玻璃纤维无捻粗纱；减水剂为聚羧酸系高效减水剂，高分子聚合物溶液为水性的丙烯酸酯共聚乳液。本发明所述的GRC材料具有早强、高强、高抗弯曲强度、高抗冲击性的特点。本发明还提供所述的废混凝土颗粒、尾矿砂和废砖颗粒的固废混合物制备早强高强高抗冲击GRC材料的方法。

技术领域

本发明涉及一种水泥基复合材料，更具体地涉及一种利用废混凝土颗粒、尾矿砂和废砖颗粒的固废混合物制备的早强高强高抗冲击GRC材料及其制备方法，属于建筑材料领域。

背景技术

GRC是英文Glass fiber Reinforced Concrete的缩写，在中国习惯称为“玻璃纤维增强水泥”。玻璃纤维增强水泥是一种以耐碱玻璃纤维为增强材料、水泥砂浆为基体材料的纤维水泥复合材料。其中的玻璃纤维为耐碱玻璃纤维，常用的水泥为硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥，砂子多为优质的天然石英砂。在我国，玻璃纤维增强水泥材料主要性能为：抗弯曲比例极限强度7.0～8.0Mpa，抗弯曲极限强度15.0～20.0Mpa，抗冲击强度8KJ/m2左右。

天然石英砂是天然石英矿经开采、破碎加工而成的石英颗粒，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物。使用天然砂会消耗大量的自然资源，且对环境保护不利。

废混凝土颗粒和废砖颗粒都是建筑固体废弃物，是建筑物因达到使用年限或因老化被拆毁，产生的固体废弃物。与混凝土相比，砖的强度很低，且吸水率高，混凝土与砖混合后，会大幅度降低混凝土颗粒的压碎指标，而在建筑固废的资源化利用过程中，往往很难将废砖颗粒与混凝土颗粒完全分开，本发明的目的除了将废旧混凝土资源化利用外，最关键的是如何将废砖进行资源化利用。

铁尾矿是选铁过程中排放的固体废弃物，含硅量高，有的SiO₂含量高达75％，粒径0.01mm～5mm。尾矿砂数量巨大，长期堆积成山，不仅占用土地、河道或农田，而且破坏环境与植被，甚至存在泥石流危险。尾矿砂综合利用是长期的任务。

本技术发明是利用废混凝土、铁尾矿、废砖颗粒的固废混合物，通过采用一定的工艺和增强、增韧以及聚合物改性技术，替代天然石英砂达20％～60％，制备出快硬早强的玻璃纤维增强水泥复合材料。与目前市场上的玻璃纤维增强水泥材料相比，本发明提供的一种固废混合物制备早强高强高抗冲击GRC材料及其制备方法，制备出的GRC材料具有早强、高强、高抗冲击的特点，突破了固体废弃物制备玻璃纤维增强水泥材料时力学强度低技术瓶颈，利用固废颗粒制备出玻璃纤维增强水泥材料性能指标优异，且可将废混凝土变废为宝。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，而提供一种利用固废混合物制备而成的玻璃纤维增强水泥材料，利用经过加工处理后的废混凝土颗粒、尾矿砂、废砖颗粒替代天然石英砂，通过采用一定的制备工艺，并采用聚合物改性等技术方法，制备出具有快硬、早强、高强、高抗冲击强度的玻璃纤维增强水泥材料，突破了废砖颗粒等固体废弃物制备玻璃纤维增强水泥材料时力学性能差的技术瓶颈，利用废混凝土、铁尾矿、废砖颗粒的固废混合物制备出玻璃纤维增强水泥材料性能指标优异，优于市场上的玻璃纤维增强水泥材料。在初始流动度达到150～400mm情况下，制备的新材料其7天的抗冲击强度是传统GRC的3倍，达到21KJ/m²以上，7天的抗弯强度达到18MPa以上，7天抗压强度达35MPa以上，7天抗弯比例极限强度达10MPa以上。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：