[发明专利]多固废耦合掺合料制备纤维混凝土

说明书

本发明公开了多固废耦合掺合料制备纤维混凝土，包括以下重量份的原料：高硅铁尾矿10‑20份、脱硫灰5‑10份、矿渣5‑10份、水泥70‑80份、机制砂120‑140份、机制石280‑320份、化学活化剂2份、减水剂1份、三异丙醇胺1份、聚丙烯纤维5‑10份、水40‑50份。脱硫灰可以延长水泥凝结时间。固废耦合掺合料经化学激发，高温煅烧，提高了混凝土耐久性，抗压强度，机制砂石作骨料提高了混凝土界面过渡区的强度并且可以缓解天然砂石供应不足等问题，三异丙醇胺作为助磨剂，其可显著机械研磨的细度。本发明可以按22%‑33%的取代率取代水泥，实现了大工业固废的资源利用，减少尾矿的堆积。

技术领域

本发明涉及纤维混凝土，特别是涉及多固废耦合掺合料制备纤维混凝土。

背景技术

“绿色高性能混凝土”是1998年首次提出的概念，将代表着未来混凝土发展的方向，也是混凝土发展唯一的必然选择。绿色高性能混凝土的概念中主要包含了有效节约资源以及能源，不破坏现有环境，而更利于环境的可持续发展，以便满足当代以及后代人的发展需求等几点含义。因此，将大量累积堆存的固体废弃物开发为混凝土的原材料将是绿色高性能环保混凝土发展的必然需求。

矿物掺合料已成为混凝土中不可缺少的主要组分之一，将取代部分水泥掺入到混凝土中，不仅可以节约原材料成本，而且还可充分发挥其“形态效应”、“微集料效应”以及“火山灰效应”，能有效提高其混凝土的各项性能指标，特别是在提高混凝土耐久性等方面的作用较显著。矿物掺合料在水泥混凝土当中的广泛应用，不仅能降低能源消耗，而且起到了节能环保的积极作用，符合当今绿色高性能混凝土的可持续发展要求。目前活性掺合料的开发与应用日益受到人们的重视，当前普遍使用的矿物掺合料大部分都是工业废料，其中现阶段在国内最经常使用的矿物掺合料包括粉煤灰、沸石粉、石灰石粉、高炉矿渣粉以及硅灰等。这些常用矿物掺合料在混凝土中得到了广泛的应用与发展，也存在供应不足、密度小以及不易运输等一系列弊端，这使人们致力于开发更环保的有效新途径。

铁尾矿由于其矿物及化学组成等特点，可将铁尾矿研究开发为混凝土矿物掺合料，以此来提高其附加值，可进一步降低混凝土的成本。铁尾矿主要是以非活性晶体矿物组成，因此要将铁尾矿开发为矿物掺合料，能大掺量应用到混凝土当中，必须对其先进行活性激发处理。

发明内容

本发明的目的是提供多固废耦合掺合料制备纤维混凝土。该纤维混凝土主要采用工业废料高硅铁尾矿、脱硫灰、矿渣，结合活化剂，高温煅烧，经机械研磨提高固废耦合掺合料的活性。与尾矿废石制备的机制砂、石，聚丙烯纤维，协同制备多固废耦合纤维混凝土。

为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案如下：

多固废耦合掺合料制备纤维混凝土，包括以下重量份的原料：高硅铁尾矿10-20份、脱硫灰5-10份、矿渣5-10份、水泥70-80份、机制砂120-140份、机制石280-320份、化学活化剂2份、减水剂1份、三异丙醇胺1份、聚丙烯纤维5-10份、水40-50份。

进一步地，所述的化学活化剂包括以下重量份的原料：偏硅酸钠固体1.5份、氢氧化钠固体0.5份。

进一步地，所述的减水剂为聚羧酸系高效减水剂，减水率为18%-23%。

进一步地，所述的机制砂是由尾矿废石经过机械加工破碎，筛分至细度模数为2.0-2.5。

进一步地，所述的聚丙烯纤维为聚丙烯纤维颗粒，其粒径为110-120目。

进一步地，所述的脱硫灰为钢厂半干法改性后的脱硫灰。

进一步地，所述的矿渣为S95矿渣粉。

制备多固废耦合掺合料制备纤维混凝土的方法，包括以下步骤：

（1）将所述重量份的高硅铁尾矿经600-800℃高温煅烧1h后急冷，使铁尾矿转变为玻璃体；