一种高掺量钢渣微粉基钢渣骨料玄武岩纤维复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种高掺量钢渣微粉基钢渣骨料玄武岩纤维复合材料，包括钢渣微粉50份，水泥50份，钢渣230～280份，减水剂1份，玄武岩纤维1～2份，水30份。所述的钢渣微粉、钢渣和玄武岩纤维的重量份之和为整体复合材料重量的77.6％～80.3％。本发明专利技术的最大特征就是工业固废弃利用高、钢渣微粉占比整个胶凝材料的可达50％，钢渣占比复合材料骨料的100％，为提高韧性，掺入的纤维也为绿色环保的玄武岩纤维。制备出的复合材料，工业固废弃材料和环保材料占比整个材料重量高达77.6％～80.3％。在满足性能的前提下，该复合材料具有重大的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种高掺量钢渣微粉基钢渣骨料玄武岩纤维复合材料
本专利技术涉及建筑材料
，具体为一种高掺量钢渣微粉作为胶凝材料，钢渣作为唯一填充料，并掺入玄武岩纤维增韧的复合建筑材料。
技术介绍
钢渣是钢铁矿石炼钢后的副产品，其约占整个钢材产出的15％。随着21世纪炼钢技术的不断提升，钢材的量产使得钢渣产量迅速提高。这部分钢渣作为工业体废弃物亟需进行处置，随意倾倒或掩埋这些废料需要占用巨大的土地空间，势必会对侵占地区的生态环境造成恶劣影响，这是钢铁行业所要面对的棘手问题。钢渣的成分随着原材料的矿物成分的变化而发生变化，但绝大部分钢渣均富含潜在水硬性化学成分，如硅酸三钙、硅酸二钙、铁铝酸四钙、铁酸钙等，当钢渣碱度大于1.8时，具有和水泥相似的性能，这就使得钢渣有着替代水泥作为胶凝材料的可能性。此外，钢渣中含有总质量约35～60％的CaO以及10～15％的SiO2，这两种化学成分具有一定强度，可作为复合材料中用以提高强度的填充料而加以利用。以上两个特点表明钢渣可作为利用固废弃制备的新型绿色建筑材料的原材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种高掺量钢渣微粉基钢渣骨料玄武岩纤维复合材料，其工业固废弃利用高、节能环保，性能的提升和优化具有重大的经济效益和社会效益。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高掺量钢渣微粉基钢渣骨料玄武岩纤维复合材料，包括钢渣微粉50份，水泥50份，钢渣230～280份，减水剂1份，玄武岩纤维1～2份，水30份。优选的，所述的钢渣微粉、钢渣和玄武岩纤维的重量份之和为整体复合材料重量的77.6％～80.3％。本专利技术还提供一种高掺量钢渣微粉基钢渣骨料玄武岩纤维复合材料的制备方法，依次将钢渣微粉、水泥、钢渣放入搅拌机搅拌1～2分钟，然后放入玄武岩纤维，继续搅拌1～2分钟；此时，将混合好减水剂的水慢慢沿搅拌容器的容器壁倒入，搅拌1～2分钟后，减水剂与水和干料进行了充分的反应；搅拌物则逐渐转变为湿润的状态，此时加大搅拌速度，继续搅拌1～2分钟，待搅拌物完全成坨即可；搅拌桶慢转速应控制在60～80转/min，快转速应限定在180～240转/min；将成坨的混合料倒入模具中，成型后，在25摄氏度下，湿度95％，养护56天拆模，最终得到钢渣微粉基钢渣骨料玄武岩纤维复合材料与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的最大特征就是工业固废弃利用高、钢渣微粉占比整个胶凝材料的可达50％，钢渣占比复合材料骨料的100％，为提高韧性，掺入国家列为重大发展的四大纤维(碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、玄武岩纤维)之一，绿色环保的玄武岩纤维。制备出的复合材料，工业固废弃材料和环保材料占比整个材料重量高达77.6％～80.3％。按照本专利配合比设计进行制备的试件，在同等养护条件及龄期下，其立方体试件强度均优越于按照C30混凝土配合比设计的对比例，达到了抗压强度35MPa、劈拉强度4MPa以上。在满足性能的前提下，该复合材料不但节约了砂、石等日益缺乏的自然资源、替代了半数高耗能资源水泥、而且钢渣的使用还大大减缓了其对堆放场地的占用，保护了生态环境，具有重大的经济效益和社会效益。附图说明图1为本专利技术的立方体抗压强度示意图。图2为本专利技术的立方体劈裂抗拉强度示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-2，本专利技术提供一种技术方案：一种高掺量钢渣微粉基钢渣骨料玄武岩纤维复合材料，包括钢渣微粉50份，水泥50份，钢渣230～280份，减水剂1份，玄武岩纤维1～2份，水30份，份数为质量份数；钢渣微粉粒度为425目；表面积大于390m2/kg；45μm筛余量小于2％。水泥为P.O42.5的硅酸盐水泥。钢渣骨料为粒度80目的转炉钢渣。钢渣微粉中硅酸三钙为主要矿物组分，硅酸二钙为次要矿物组分，精磨细后，在水化和活性方面，具有良好的表现可作为胶凝材料使用，并且细度越高，水化和活性越好。本专利技术所选钢渣微粉细度很高，达到了425目，完全可以部分替代水泥使用。钢渣中含有总质量约35～60％的CaO以及10～15％的SiO2，这两种化学成分具有一定强度，可作为复合材料中用以提高强度的填充料而加以利用。表1为本次使用钢渣微粉及钢渣的化学成分。表1为钢渣微粉及钢渣的化学成分玄武岩纤维长度为6mm，厚度为20μm，极限抗拉强度为1890MPa。掺入玄武岩纤维可以起到阻止复合材料裂缝发展的作用，提高了材料整体的韧性，提升了抗压、抗拉性能。减水剂为萘系减水剂，也称为FDN减水剂，主要成分为β-萘磺酸钠甲醛缩合物。它对于水泥粒子有很强的分散作用，可全面提高或改善材料的性能，是配置高性能混凝土的有效外加剂。其掺量为水泥用量的2％，减水率为18％～28％。在整体材料组分中，钢渣微粉、钢渣被称为工业固废弃材料，玄武岩纤维被称为绿色环保材料。钢渣微粉、钢渣和玄武岩纤维的重量份之和为整体复合材料重量的77.6％～80.3％。由于使用的材料很大比例为工业固废弃材料或绿色环保材料，实现了废物利用、变废为宝的效果。本专利技术还提供一种高掺量钢渣微粉基钢渣骨料玄武岩纤维复合材料的制备方法：依次将钢渣微粉、水泥、钢渣放入搅拌机搅拌1～2分钟，然后放入玄武岩纤维，继续搅拌1～2分钟；此时，将混合好减水剂的水慢慢沿搅拌容器的容器壁倒入，边搅拌边倒入，慢慢倒入的作用在于不会让搅拌物凝结不均匀形成块状，完全倒入之后让其继续搅拌，一开始混合材料会显得很干，视觉上处在一种缺水状态。搅拌1～2分钟后，减水剂与水和干料进行了充分的反应；搅拌物则逐渐转变为湿润的状态，此时加大搅拌速度，继续搅拌1～2分钟，待搅拌物完全成坨即可。搅拌桶慢转速应控制在60～80转/min，快转速应限定在180～240转/min，搅拌时仔细观察纤维是否成团，必要时用直径为4-6mm的铁棍手动翻搅。将成坨的混合料倒入模具中，成型后，在25摄氏度下，湿度95％，养护56天拆模，最终得到钢渣微粉基钢渣骨料玄武岩纤维复合材料。实施例1钢渣微粉50份，水泥50份，钢渣280份，减水剂1份，玄武岩纤维1份，水30份。工业固废弃材料与绿色环保材料占整体复合材料重量的80.3％。其中，钢渣微粉与钢渣作为工业固废弃材料占整体材料重量的80.1％。水泥作为高耗能材料占比整体复合材料重量的12.1％。称好上述料后，依次将钢渣微粉、水泥、钢渣、放入搅拌机搅拌1～2分钟，然后放入玄武岩纤维，继续搅拌1～2分钟。最后将混合好FDN减水剂的水慢慢沿搅拌容器的容器壁倒入。大概搅拌1～2分钟后，减水剂与水和干料进行了充分的反应。搅拌物则逐渐转变为湿润的状态，此时加大搅拌速度，继续搅拌1～2分钟，待搅拌物完全成坨即可。上述搅拌转速中，慢转速应控制在60～80转/m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高掺量钢渣微粉基钢渣骨料玄武岩纤维复合材料，其特征在于：包括钢渣微粉50份，水泥50份，钢渣230～280份，减水剂1份，玄武岩纤维1～2份，水30份。/n

【技术特征摘要】
1.一种高掺量钢渣微粉基钢渣骨料玄武岩纤维复合材料，其特征在于：包括钢渣微粉50份，水泥50份，钢渣230～280份，减水剂1份，玄武岩纤维1～2份，水30份。


2.根据权利要求1所述的高掺量钢渣微粉基钢渣骨料玄武岩纤维复合材料，其特征在于：所述的钢渣微粉、钢渣和玄武岩纤维的重量份之和为整体复合材料重量的77.6％～80.3％。


3.根据权利要求1所述的高掺量钢渣微粉基钢渣骨料玄武岩纤维复合材料，其特征在于：所述的钢渣微粉粒度为425目；表面积大于390m2/kg；45μm筛余量小于2％。


4.根据权利要求1所述的高掺量钢渣微粉基钢渣骨料玄武岩纤维复合材料，其特征在于：所述的水泥为P.O42.5的硅酸盐水泥。


5.根据权利要求1所述的高掺量钢渣微粉基钢渣骨料玄武岩纤维复合材料，其特征在于：所述钢渣骨料为粒度80目的转炉钢渣。


6.根据权利要求1所述的高掺...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛国华，李超，金生吉，白泉，于贺，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21