[发明专利]利用矿渣废料制备的高性能水泥复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种利用矿渣废料制备的高性能水泥复合材料及其制备方法，以质量份计，所述高性能水泥复合材料含有5～12份的陶瓷纤维、5～12份的炉渣，76～90份硅酸盐水泥和100‑180份的水。该水泥复合材料以硅酸盐水泥为基体，在硅酸盐水泥中添加陶瓷纤维和炉渣，不仅降低了水泥的成本，而且得到的水泥复合材料可显著提高水泥的阻尼系数和冲击值，还实现了矿渣等废物再利用实现绿色环保的目的。

技术领域

本发明涉及水泥复合材料，具体地，涉及一种利用矿渣废料制备的高性能水泥复合材料及其制备方法。

背景技术

当前，用石棉纤维、钢纤维和玻璃纤维增强水泥的复合材料在工程应用中有广泛的应用，但由于石棉纤维有危害健康且对环境造成严重污染，钢纤维易锈蚀，玻璃纤维不耐腐蚀的缺点，使人们认识到寻求新型的增强材料仍然任重而道远。就目前国内外研究情况来看，碳纤维、陶瓷纤维、芳纶纤维等已经成为混凝土增强材料的主要对象。另外，工业废渣作为水泥代用材料已经取得了一定的进展，工业废渣是在工业生产和工业加工中以及燃料燃烧、矿物开采、交通运输、环境治理过程中废弃材料，大多数工业废渣与水泥原料相似，有一些工业废渣有一定热值，作为熟料与纤维(碳纤维、陶瓷纤维)按一定比例加入可提高水泥特性，其炉渣的处理解决了当前的工业残留废物处理问题，并且从处理成本上分析，其成本为普通硅酸盐水泥原料制备成本的六、七成，降低水泥生产成本。

矿渣是矿石经选矿和冶炼的残余物，即炼钢过程中的工业废料，废渣约占原料的30％，而矿渣的遗弃将会造成严重的污染，大量的矿渣处理和再利用成为利用矿渣等废料来制备建设性、经济型的的材料成为工业生产的重要问题，通过化学成分分析知道矿渣的成分和硅酸盐水泥的成分基本一致，同样存在水硬性。在工业生产上常常将矿渣生产为矿渣微粉、矿渣棉等，矿渣硅酸盐水泥是在普通矿渣硅酸盐水泥成分的基础上混入适量的粒化高炉矿渣，在性能上其对硫酸盐类侵蚀的抵抗能力、耐热性及抗水性更好，水化热较低，广泛运用于地下、水中和高压、高温蒸汽、海水工程；而矿渣微粉可活化处理来提高其比表面积，更大程度的提高水泥性能且成本仅为水泥成本的六七成。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用矿渣废料制备的高性能水泥复合材料，该水泥复合材料以硅酸盐水泥为基体，在硅酸盐水泥中添加陶瓷纤维和炉渣，不仅降低了水泥的成本，而且得到的水泥复合材料可显著提高水泥的阻尼系数和冲击值，还实现了矿渣等废物再利用实现绿色环保的目的。

为了实现上述目的，本发明提供了一种利用矿渣废料制备的高性能水泥复合材料，以质量份计，所述高性能水泥复合材料含有5～12份的陶瓷纤维、5～12份的炉渣，76～90份硅酸盐水泥和100-180份的水。

本发明还提供一种前文所述的高性能水泥复合材料的制备方法，包括取陶瓷纤维、炉渣加入硅酸盐水泥中得到混合料，采用搅拌或碾压使混合料混合均匀；然后加入水混合均匀的步骤。

通过上述技术方案，本发明以硅酸盐水泥为基体，在硅酸盐水泥中添加陶瓷纤维和炉渣，不仅降低了水泥的成本，而且得到的水泥复合材料可显著提高水泥的阻尼系数和冲击值，还实现了矿渣等废物再利用实现绿色环保的目的。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是冲击值随纤维含量的变化曲线；

图2是冲击值随炉渣含量的变化曲线；

图3是阻尼系数随纤维含量的变化曲线；

图4是阻尼系数随炉渣含量的变化曲线；

图5是阻尼比随纤维含量的变化曲线；

图6是阻尼比随炉渣含量的变化曲线；