[发明专利]一种铜渣基高抗折耐磨路面修复材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种铜渣基高抗折耐磨路面修复材料及其制备方法，该铜渣基高抗折耐磨路面修复材料，按质量百分数计，包括以下组分：水泥：30～50％，铜渣：15～35％，界面增强剂：5～15％，分散稳定剂：0.1～0.5％，余量为水。本发明的铜渣基高抗折耐磨路面修复材料，具有抗折强度高，耐磨性能好等特点。其中铜渣可以部分取代水泥，当取代20～40％的水泥时，水泥砂浆28d抗折强度达到7.0MPa以上，28d磨损量小于2.5kg/m²。本发明可视为提升固体废弃物附加值的有效手段，在固体废弃物资源化利用方面具有极好的推广前景。

技术领域

本发明涉及路面修复材料技术领域，特别涉及一种铜渣基高抗折耐磨路面修复材料及其制备方法。

背景技术

我国已成为世界上水泥产量最大的国家，仅2015年全国水泥产量达23.48亿吨，而混凝土产量占世界总产量的一半以上。全球每年因生产水泥排放CO₂约20亿吨，占总碳排放量的6％～7％，与此同时还会产生大量NO、CO等，带来严重的环境污染问题。铜渣是炼铜过程中产生的固体废弃物，每生产1t铜就会产生2～3t的铜渣。目前铜渣综合利用率低下，以堆放为主。随着我国现代经济的迅速发展，铜金属的需求量只会越来越高，铜渣的产量也会越来越多，如果这些铜渣长期堆存，不仅会占用大量土地，而且铜渣中的有毒金属元素就会溶出，进入土壤，流入河流而导致二次环境污染。因此，怎样有效利用这些工业铜渣，变得尤为重要。钢渣是钢铁冶金工业的固体废弃物，随着当今钢铁工业的不断发展，钢渣的数量也不断增加，不仅占用了大量土地，给环境造成了严重污染，而且给人民的生产和生活带来了潜在危害。

水泥混凝土路面存在一个通病，“三年一小修，五年一大修”，这已成为了人们谈论中国公路的焦点，这主要是因为水泥混凝土路面长期超负荷运营，同时耐磨性不足引起的。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供了一种提高水泥混凝土路面耐磨性的新方案，即把铜渣掺加到水泥中，再加入界面增强剂，制备出一种铜渣基高抗折耐磨路面修复材料，不仅有效解决了水泥混凝土路面耐磨性不足的问题，同时将铜矿渣应用于水泥中，可开辟一条新的绿色水泥基材料之路，提高铜矿渣的利用率，对经济、环境以及城市建设均有利，实现炼铜地区经济、资源与环境的可持续发展。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种铜渣基高抗折耐磨路面修复材料，按质量百分数计，包括以下组分：水泥：30～50％，铜渣：15～35％，界面增强剂：5～15％，分散稳定剂：0.1～0.5％，余量为水。

可选地，所述界面增强剂为通过以下方法制得的界面增强剂：

将破碎后的钢渣烘干后，粉磨，然后，进行湿磨处理，直至钢渣的中值粒径为2～4μm，得到界面增强剂。

可选地，所述湿磨处理过程中，加入有分散稳定剂；所述钢渣、所述分散稳定剂、所述湿磨处理中的水的质量比为1∶0.1∶2。

可选地，所述湿磨处理的研磨体为氧化锆研磨体；所述氧化锆研磨体的级配为3mm∶1.7mm∶0.8mm＝1∶1∶2，且所述氧化锆研磨体、所述钢渣的质量比为10∶1。

可选地，所述湿磨处理的研磨转速为400rpm，研磨时间为120min。

可选地，所述水泥为P·O 42.5级普通硅酸盐水泥。

可选地，所述铜渣的粒径小于0.08mm。

可选地，所述分散稳定剂为磷酸酯类聚合物与魔芋胶的混合物；所述磷酸酯类减水剂与所述魔芋胶的质量比为(50～60)∶1；

可选地，所述磷酸酯类减水剂的分子量为10000～30000，且所述磷酸酯类减水剂的分子结构式为：

其中，m∶n∶p＝3.3∶1∶(0.1 5～0.25)。