[发明专利]一种高掺量铁尾矿砂自密实混凝土的制备方法

权利要求书

1.一种高掺量铁尾矿砂自密实混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)改性铁尾矿砂的制备：配制质量分数为1-1.2％的氟硅烷乙醇溶液；向氟硅烷乙醇溶液中加入水，氟硅烷乙醇溶液与水的质量比为1：50-80，快速搅拌，并用醋酸调节pH值为3.5-4.5，得混合液；向铁尾矿砂中均匀喷洒入混合液，快速搅拌20-30min后，得改性铁尾矿砂；

(2)纳米粒子/碳纤维复合材料的制备：将短切碳纤维进行预处理；将纳米氮化硼高度分散在硅溶胶中，得混合料；将预处理的短切碳纤维浸入混合料中，并搅拌20-30min，然后过滤出短切碳纤维，所得碳纤维静置1-2天后，研磨分散，再将所得物于70-80℃下进行真空干燥，然后在氮气气氛下，于650-670℃下煅烧1-1.5h，自然冷却至室温，得纳米粒子/碳纤维复合材料；

所述短切碳纤维的预处理方法包括以下步骤：将短切碳纤维浸入0.3-0.5mol/L的HCl溶液中1.5-2h，然后过滤，并进行真空干燥；将酸处理后的碳纤维中加入其质量1-1.5％的四氧化三钴以及其质量60-70％的N,N-二甲基乙酰胺，研磨2-3h，然后加入氨水，调节pH为10-10.5，将混合料导入反应釜中，逐渐升温至160-165℃，回流搅拌反应4-5h，冷却至室温，过滤，依次用水、乙醇洗涤，真空干燥；

(3)配制细骨料：细骨料由以下重量百分比的原料混合得到：改性铁尾矿砂70-80％、河沙20-30％；

(4)称取以下重量份的原料：水泥60-70份、粉煤灰30-40份、细骨料115-135份、粗骨料145-165份、苯丙乳液1.5-2份、纳米粒子/碳纤维复合材料0.8-1.1份、减水剂0.7-0.8份、水29-33份；

(5)制备自密实混凝土：先向细骨料中加入苯丙乳液、纳米粒子/碳纤维复合材料，搅拌均匀后，得预混合料；然后向预混合料中加入水泥、粉煤灰、水，搅拌60-80s，再加入减水剂搅拌80-90s，最后再加入粗骨料搅拌85-100s，得自密实混凝土。

2.根据权利要求1所述的高掺量铁尾矿砂自密实混凝土的制备方法，其特征在于，所述氟硅烷为十三氟辛基三乙氧基硅烷或十七氟癸基三甲氧基硅烷；所述混合液与铁尾矿砂的质量比为1：30-35。

3.根据权利要求1所述的高掺量铁尾矿砂自密实混凝土的制备方法，其特征在于，所述铁尾矿砂的细度模数为0.7-1.3。

4.根据权利要求1所述的高掺量铁尾矿砂自密实混凝土的制备方法，其特征在于，所述纳米氮化硼、硅溶胶的质量比为1：4-5，所述硅溶胶的固含量为18-21％。

5.根据权利要求1所述的高掺量铁尾矿砂自密实混凝土的制备方法，其特征在于，所述短切碳纤维的长度为500-800μm，直径为5-10μm；所述纳米氮化硼的粒径为5-20nm。

6.根据权利要求1所述的高掺量铁尾矿砂自密实混凝土的制备方法，其特征在于，所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。

7.根据权利要求1所述的高掺量铁尾矿砂自密实混凝土的制备方法，其特征在于，所述河砂选用Ⅱ区砂，细度模数为2.3-3.0，所述粗骨料为粒径为5-20mm的碎石；所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰。

8.根据权利要求1所述的高掺量铁尾矿砂自密实混凝土的制备方法，其特征在于，所述苯丙乳液的固含量为50-56％，pH值为8-8.5。

9.根据权利要求1所述的高掺量铁尾矿砂自密实混凝土的制备方法，其特征在于，所述减水剂为粉状聚羧酸类减水剂，减水率大于20％。