磷尾矿粉-钢纤维协同改良的耐热抗渗混凝土材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磷尾矿粉

【技术实现步骤摘要】
磷尾矿粉
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钢纤维协同改良的耐热抗渗混凝土材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于矿粉、纤维改良混凝土材料领域，更具体地涉及一种磷尾矿粉
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钢纤维协同改良的耐热抗渗混凝土材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]当今蓄水池，盾构隧道管片，工厂热处理车间等结构对材料的耐热性和抗渗性有着较高要求，矿粉
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纤维混凝土作为一种新型建筑材料有较好的抗渗性、耐热性，同时随着材料的加入对混凝土的抗压，抗折强度有一定提升，因此该种新型建筑材料常被用于上述重要结构中。
[0003]传统矿渣混凝土凝结硬化慢，早期强度低，抗冻性差，干缩性较大，泌水性大且抗渗性差，传统纤维混凝土虽然在抗折强度上有一定提升，但对于抗压强度，抗渗几乎没有产生正面影响，耐热性达不到要求，容易导致混凝土侧向细微收缩开裂，无法用于有特殊要求的建筑结构中。
[0004]综合上述问题，目前需要研究解决在提高混凝土抗渗性及耐热性的同时提高混凝土弯曲韧性。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术的不足，实现上述目的，本专利技术提供了一种磷尾矿粉
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钢纤维协同改良的耐热抗渗混凝土材料及其制备方法，该混凝土材料具有较好抗渗性，耐热性能的同时具备更加良好的弯曲韧性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种磷尾矿粉
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钢纤维协同改良的耐热抗渗混凝土材料，所述混凝土材料钢纤维和包括以下重量份的混合材料：粗骨料1350～1580份、细骨料810～1010份、水泥骨料475～590份、水200～300份、磷尾矿粉75～113份，膨胀剂45～84份，减水剂3～7份；其中，所述钢纤维占上述混合材料总体积的1.5～2％；所述磷尾矿粉中的氟含量占比2.5～3％、酸不溶物占比22～23％。
[0007]本专利技术较优的技术方案：所述磷尾矿粉产自湖北荆门，粒径4～45μm，密度2.81g/cm3，质量系数1.29，经立磨高细矿粉生产线生产，比表面积为431m2/kg，主要化学成分组成：P2O5占比5.15％、Al2O3占2比0.23％、Fe2O3占比2.26％、CaO占比37.50％、MgO占比16.53％、SO3占比5.53％、C占比8.53％、F占比2.92％、K2O占比0.07％，酸不溶物占比21.28％；主要矿物成分相组成为白云石CaMg(CO3)2、石英SiO2和磷灰石Ca5(PO4)3F。所选矿粉符合《磷尾矿处理处置技术规范》(GB/T38104
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2019)；
[0008]本专利技术较优的技术方案：所述水泥骨料采用华新普通硅酸盐水泥，比表面积370m2/kg，密度3.25g/cm3；化学成分组成：SiO2占比22.85％、Al2O3占比4.74％、Fe2O3占比3.26％、CaO占比61.80％、MgO占比0.85％、SO3占比7.3％；矿物成分包含：硅酸三钙3CaO
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SiO2，简式C3S，硅酸二钙2CaO
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SiO2，简式C2S，铝酸三钙3CaO
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Al2O3，简式C3A，铁铝酸四钙
4CaO
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Al2O3·
Fe2O3，简式C4AF，所选水泥符合《通用硅酸盐水泥》(GB175
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2007)。
[0009]本专利技术较优的技术方案：所述钢纤维采用镀铜微丝钢纤维，长度12mm，单丝直径为0.23mm，弹性模量215/GPa，密度7.97g/cm3，极限伸长率26％，拉伸强度≥2875/MPa。
[0010]本专利技术较优的技术方案：所述粗骨料选用石灰石碎石，5～20mm连续一级级配，堆积密度1554kg/m3，含泥量0.1％，泥块含量：0.05％，针片状含量：2.7％，压碎指标：8.3％(石灰石碎石5
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10mm压碎指标不考核)；其余指标满足II类技术要求，所选粗骨料符合《建筑用卵石、碎石》(GB/T14685
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2011)。
[0011]本专利技术较优的技术方案：所述膨胀剂采用硫铝酸钙膨胀剂(CSR)，膨胀剂的加入量占胶凝材料总重量的6～8％，其主要成分为C4A3S,游离氧化钙和无水石膏，其比表面积为285m2/kg，1.18mm筛余为0.13％，初凝时间170min，终凝时间4.5h，水中7d膨胀率为0.037％，空气中21d膨胀率为0.006％，所选膨胀剂符合《混凝土膨胀剂》(GB23439—2009)。
[0012]本专利技术较优的技术方案：所述细骨料选用人工砂或天然砂；人工砂的细度模数在2.4～2.8范围内,天然砂的细度模数宜在2.2～3.0范围内，堆积密度1590kg/m3，表观密度2630kg/m3，含泥量0.9％，泥块含量：0.3％，含水率5.3％，所选细骨料符合《建筑用砂》(GB/T 14684—2011)。
[0013]本专利技术较优的技术方案：上述材料中减水剂选自HT
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100聚羧酸高性能减水剂，液体为无色或棕红色透明液体；主要成分是分子量为500
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5000的聚羧酸聚合物。减水剂使得混凝土早期强度提高70％以上，同时降低坍落度损失，有效降低水胶比，提高耐久性高性能解决混凝土粘度大、施工性能不好的弱点，符合GB8076
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2008《混凝土外加剂》标准。所选用减水剂占总质量份数的3～7份。
[0014]本专利技术还提供了一种磷尾矿粉
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钢纤维协同作用下增强混凝土耐热抗渗材料的制备方法，具体包括以下步骤：
[0015](1)将按重量份数称取的810～1010份的细骨料、1350～1580份粗骨料、水100～150份、混合搅拌30～60s；所述细骨料选用人工砂或天然砂；人工砂的细度模数在2.4～2.8范围内,天然砂的细度模数宜在2.2～3.0范围内；所述粗骨料选用石灰石碎石；
[0016](2)然后加入按重量份数计的470～590份水泥骨料、75～113份磷尾矿粉，继续搅拌30～60s；所述水泥骨料采用华新普通硅酸盐水泥；所述磷尾矿粉的粒径4～45μm，磷尾矿粉中氟含量占比2.92％，酸不溶物占比22.28％，主要矿物成分相组成为CaMg(CO3)2、SiO2和Ca5(PO4)3F；
[0017](3)再加入按重量份数计的100～150份水，3～7份减水剂，继续搅拌30～60s；所述减水剂选自HT
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100聚羧酸高性能减水剂，主要成分是分子量为500
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5000的聚羧酸聚合物；
[0018](4)然后，继续加入按重量份数计的45～84份膨胀剂，继续搅拌30～60s；所述膨胀剂选用硫铝酸钙膨胀剂；
[0019](5)最后将上述组分总体积1.5～2％钢纤维在持续搅拌的状态下加入上述混合料中，并继续搅拌120～180s，得到磷尾矿粉
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钢纤维增强混凝土耐热抗渗材料；其中，所述钢纤维采用长度12mm的镀铜微丝钢纤维。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
(PO4)3F；(3)再加入按重量份数计的100～150份水，3～7份减水剂，继续搅拌30～60s；所述减水剂选自HT
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100聚羧酸高性能减水剂，主要成分是分子量为500
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5000的聚羧酸聚合物；(4)然后，继续加入按重量份数计的45～84份膨...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杨盛，宋碧亚，程檀倬，张伟，胡杰，朱华，白子洵，
申请(专利权)人：中铁十一局集团城市轨道工程有限公司中铁十一局武汉重型装备有限公司，
类型：发明
国别省市：