一种铁尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料制造技术

技术编号:13376944 阅读:53 留言:0更新日期:2016-07-21 02:16
本发明专利技术公开了一种铁尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料,由以下质量百分比的组分组成:水泥26.1%~27.6%、粉煤灰31.3%~33.2%、铁尾矿砂20.9%~22.1%、水15.2%~20%、纤维1.24%~1.25%、高效减水剂0.34%~0.66%、消泡剂0.03%、增稠剂0.03%。本发明专利技术用细骨料为铁尾矿砂替代全部的天然砂,不仅能够实现铁尾矿的大宗资源化,降低其带来的环境污染和生态危害问题,还节省了土地和天然砂资源,推动城市循环经济发展和节约型城市建设,带来一定的社会效益和经济效益;还大大降低了本复合材料的加工成本;另外,本复合材料能够满足工程上对强度要求的同时,还具备优异的拉伸应变硬化性能、变形性能、耗能能力以及优异的耐久性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纤维增强水泥基复合材料
,具体涉及一种铁尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料。
技术介绍
聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基复合材料可称为工程水泥基复合材料,其缩写为ECC(EngineeredCementitiousComposites),由美国密歇根大学VictorC.Li教授于1992年提出。ECC通常是水泥或者水泥加填料,再加小粒径细骨料作为基体,用纤维作为增强材料,该复合材料具有超高韧性、高抗拉强度、高抗裂能力,在变形过程中可实现稳态开裂,形成多裂缝破坏形态,具备应变硬化特性,其极限拉伸应变率可达3%~5%,是普通混凝土的300~500倍,在抗冲击、抗拉、抗剪、抗疲劳性能及耐久性等方面比普通混凝土有较大的优势,用于混凝土结构构件将极大改善结构的抗震与抗倒塌性能。但是目前国内外开发研究的聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料主要采用天然河砂进行制备,由于天然河砂的不可再生性,过度的开采及使用会导致资源枯竭、水土流失、自然景观恶化和河床改道等自然灾害。由工业和信息化部、科学技术部、国土资源部和国家安全生产监督总局编制的《金属尾矿综合利用专项规划(2010~2015年)》(工信部联规[2010]174号)指出,我国目前工业固体废弃物综合利用率在60%左右,金属尾矿的综合利用率平均不到10%,尾矿的综合利用大大滞后于其它大宗固体废弃物。尾矿已成为我国工业目前产出量最大、综合利用率最低的大宗固体废弃物。我国现有尾矿库12718座,其中在建尾矿库为1526座,占总数的12%,已经闭库的尾矿库1024座,占总数的8%,截止2007年,全国尾矿堆积总量为80.46亿吨。仅2007年,全国尾矿排量近10亿吨。因此,可利用铁尾矿砂替代天然河砂制备混凝土类材料,以及各类高性能混凝土和纤维增强水泥基复合材料,以实现大宗消纳金属尾矿,最大程度地降低其带来的环境污染和生态危害问题,同时也大量的节省了我国的不可再生资源。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是利用铁尾矿砂代替纤维增强水泥基复合材料中的天然河砂,提高材料的绿色性能,同时保持所述复合材料具备应有的物理与力学性质的技术问题。为了解决上述技术问题,本专利技术所采用的技术方案是提供了一种铁尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料,该复合材料由以下质量百分比的组分组成:水泥26.1%~27.6%、粉煤灰31.3%~33.2%、铁尾矿砂20.9%~22.1%、水15.2%~20%、纤维1.24%~1.25%、高效减水剂0.34%~0.66%、消泡剂0.03%、增稠剂0.03%。在上述方案中,由以下质量百分比的组分组成:水泥:26.1%;粉煤灰:31.3%;铁尾矿砂:20.9%;水:20%;纤维:1.24%;高效减水剂:0.4%;消泡剂:0.03%;增稠剂:0.03%。在上述方案中,由以下质量百分比的组分组成:水泥:27.53%;粉煤灰:33.2%;铁尾矿砂:22.1%;水:15.2%;纤维:1.25%;高效减水剂:0.66%;消泡剂:0.03%;增稠剂:0.03%。在上述方案中,所述水泥为强度等级42.5R的普通硅酸盐水泥。在上述方案中,所述粉煤灰为低钙类一级粉煤灰。在上述方案中,所述铁尾矿砂为特细砂。在上述方案中,所述高效减水剂为聚羧酸高效减水剂,浓度在40%以上,且减水率为38%以上。在上述方案中,所述消泡剂为DZ-1670K,其含固量为38%。在上述方案中,所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。在上述方案中,所述纤维为聚乙烯醇纤维,纤维长度为12mm,纤维直径为40μm,纤维抗拉强度为1560MPa,纤维弹性模量为4.10×104MPa,断裂伸长率为6.5%。本专利技术用细骨料为铁尾矿砂,替代全部的天然砂,不仅能够实现铁尾矿的大宗资源化、变废为宝,降低其带来的环境污染和生态危害问题,同时还可节省土地和天然砂资源,推动城市循环经济发展和节约型城市建设,带来一定的社会效益和经济效益。且大大降低了水泥基复合材料的加工成本。另外,本专利技术提供的复合材料能够满足工程上对强度的要求的同时,还具备优异的拉伸应变硬化性能、变形性能、耗能能力以及优异的耐久性能,能够为当前建筑结构提供所需要的高韧性聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料。具体实施方式本专利技术提供了一种铁尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料。利用铁尾矿砂替代纤维增强水泥基复合材料中的天然河砂,实现铁尾矿砂的大宗资源化、变废为宝,降低其带来的环境污染和生态危害问题,还可节省土地和天然砂资源,同时还大大降低了水泥基复合材料的加工成本。下面结合具体实施例对本专利技术予以详细说明。本专利技术提供的一种铁尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料,由以下质量百分比的组分组成:水泥:26.1%~27.6%;粉煤灰:31.3%~33.2%;铁尾矿砂:20.9%~22.1%;水:15.2%~20%;纤维:1.24%~1.25%;高效减水剂:0.34%~0.66%;消泡剂:0.03%;增稠剂:0.03%。其中:水泥为强度等级42.5R的普通硅酸盐水泥;粉煤灰为低钙类一级粉煤灰;铁尾矿砂为特细砂;高效减水剂为聚羧酸高效减水剂,其浓度在40%以上,且减水率为38%以上;消泡剂为DZ-1670K,其含固量为38%;增稠剂为羟丙基甲基纤维素;纤维为聚乙烯醇纤维,其纤维长度为12mm、纤维直径为40μm、纤维抗拉强度为1560MPa,纤维弹性模量为4.10×104MPa,断裂伸长率为6.5%。在施工现场将上述各组分按相应质量百分比混合,并用搅拌机拌和成均质浆料,即可使用;在用于混凝土构件时,使用方法与普通PVA纤维增强水泥基复合材料一致,没有特殊要求,构件采用标准养护,养护龄期一般为28d。以下为铁尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料几种典型实施例。实施例1。一种铁尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料,由以下质量百分比的组分组成:水泥:26.1%;粉煤灰:31.3%;铁尾矿砂:20.9%;水:20%;纤维:1.24%;高效减水剂:0.4%;消泡剂:0.03%;增稠剂:0.03%。本实例所得产品各项性能的试验结果如表1所示;构件采用标准养护,养护龄期及试验龄期为28d。表1:采用实施例1所得试验构件各项性能的试验结果表fcu/MPaff/MPafts/MPaεtu48.110.84.92.37%其中,本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种铁尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料,其特征在于,该复合材料由以下质量百分比的组分组成:水泥26.1%~27.6%、粉煤灰31.3%~33.2%、铁尾矿砂20.9%~22.1%、水15.2%~20%、纤维1.24%~1.25%、高效减水剂0.34%~0.66%、消泡剂0.03%、增稠剂0.03%。

【技术特征摘要】
1.一种铁尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料,其特征在于,该复合
材料由以下质量百分比的组分组成:水泥26.1%~27.6%、粉煤灰31.3%~
33.2%、铁尾矿砂20.9%~22.1%、水15.2%~20%、纤维1.24%~1.25%、高
效减水剂0.34%~0.66%、消泡剂0.03%、增稠剂0.03%。
2.如权利要求1所述的复合材料,其特征在于,由以下质量百分比的
组分组成:水泥:26.1%;粉煤灰:31.3%;铁尾矿砂:20.9%;水:20%;
纤维:1.24%;高效减水剂:0.4%;消泡剂:0.03%;增稠剂:0.03%。
3.如权利要求1所述的复合材料,其特征在于,由以下质量百分比的
组分组成:水泥:27.53%;粉煤灰:33.2%;铁尾矿砂:22.1%;水:15.2%;
纤维:1.25%;高效减水剂:0.66%;消泡剂:0.03%;增稠剂:0.03%。
4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:何淅淅丁鲁波刘翔
申请(专利权)人:北京建筑大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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