一种玄武岩纤维改性石墨尾矿砂水泥砂浆及其制备方法技术

一种玄武岩纤维改性石墨尾矿砂水泥砂浆及其制备方法，本发明专利技术属于砂浆制备技术领域，用石墨尾矿砂替代部分天然砂制备水泥砂浆，不仅使固体废弃物石墨尾矿砂得到资源化生态化利用，减少不可再生资源的使用，还使水泥砂浆提高基本力学性能的同时提高抗裂性能

【技术实现步骤摘要】
一种玄武岩纤维改性石墨尾矿砂水泥砂浆及其制备方法


[0001]本专利技术属于砂浆制备
，具体涉及一种玄武岩纤维改性石墨尾矿砂水泥砂浆及其制备方法
。

技术介绍

[0002]石墨尾矿是排放的尾矿矿浆经自然脱水后所形成的固体工业废料，是固体工业废料的主要组成部分
。
石墨尾矿大量堆积会侵占农田，降低土地利用率，且石墨尾矿的粒径较小，容易造成大气
、
水体污染，严重破坏生态环境
。
随着生态文明建设深入推进，越发强调对大宗固废的综合利用
。
[0003]同时，天然河砂长期以来被普遍作为建设施工的优秀原材料，市场供不应求，但天然河砂作为一种地域资源，具有短时间内不可再生的特征
。
随着我国对生态环境保护的愈加重视，为加强河湖水域保护，强化河道采砂活动监管，天然砂开发利用也被严格限制
。
较为成熟的解决方案依旧在于机制砂使用，机制砂将会成为缓解建设用砂供应紧缺问题的重要突破口，用石墨尾矿砂替代天然河砂具有重要的应用实际价值
。
[0004]然而，水泥砂浆同样存在抗裂性差，易收缩的弱点
。
纤维的使用可以分散裂纹尖端区域的应力集中，减轻早期毛细管负压力的突然增加，从而减轻相应的收缩，实现良好的抗裂性和韧性
。
其中，玄武岩纤维属于一种绿色环保型纤维，以良好的力学性能和优异的综合性能已被广泛应用研究
。
目前，使用石墨尾矿替代天然河砂制备水泥砂浆的研究仍处于起步阶段，还没有玄武岩纤维改性石墨尾矿砂水泥砂浆的方案出现
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种玄武岩纤维改性石墨尾矿砂水泥砂浆及其制备方法，用石墨尾矿砂替代部分天然砂制备水泥砂浆，不仅使固体废弃物石墨尾矿砂得到资源化生态化利用，减少不可再生资源的使用，还使水泥砂浆提高基本力学性能的同时提高抗裂性能
。
该混凝土掺入玄武岩纤维，抗压
、
抗折强度和干燥收缩性能均得到显著提高
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种玄武岩纤维改性石墨尾矿砂水泥砂浆，水泥砂浆基质的重量分数组成为：水泥
20
‑
40
份
、
石墨尾矿砂0‑
30
份
、
标准砂
20
‑
80
份
、
玄武岩纤维
0.1
‑
0.3
份
、
水5‑
20
份和减水剂
0.1
‑
0.3
份
。
[0008]上述水泥砂浆的重量分数组成优选为：每
100
份水泥砂浆，水泥
22.2
份
、
石墨尾矿砂
13.3
份
、
标准砂
53.2
份
、
水
11.1
份
、
减水剂
0.1
份和玄武岩纤维
0.1
份
。
[0009]上述水泥为强度等级为
42.5
的普通硅酸盐水泥；所述标准砂属于中砂；所述减水剂为一种固体含量为
20
％
、
减水效率为
30
％聚羧酸减水剂
。
[0010]上述石墨尾矿砂为中国萝北县云山石墨园区生产石墨尾矿，粒径大小在
10um
‑
1mm
之间，比表面积
10.87m2/kg。
[0011]上述玄武岩纤维为微米级短切纤维，单丝直径
15um
，长度
12mm。
[0012]本专利技术还提供玄武岩纤维改性石墨尾矿砂水泥砂浆的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0013]一
、
将按重量称取的干燥的标准砂
、
石墨尾矿砂以及玄武岩纤维以低速混合均匀后倒入水泥砂浆搅拌机的漏斗中待用；
[0014]二
、
将按重量称取的高效减水剂与水混合液
、
水泥在搅拌容器中低速搅拌
30
秒；
[0015]三
、
在第二个低速搅拌
30
秒过程中，均匀加入漏斗中的混合材料，然后高速下混合
30
秒，最后停拌
90s
，在第1个
15s
内用刮具将叶片和搅拌器壁上的胶砂，刮入锅中间
。
最后继续在约高速下搅拌
60s
；所得即为玄武岩纤维改性石墨尾矿砂水泥砂浆
。
[0016]上述步骤一中和步骤二中的混合速度优选为自转
140
±
5r/min、
公转
62
±
5r/min。
[0017]上述步骤三中的混合速度优选为自转
285
±
10r/min、
公转
125
±
10r/min。
[0018]本专利技术的有益效果如下：
[0019]第一，通过以石墨尾矿砂部分等量取代标准砂，减少了水泥砂浆中标准砂的使用，充分利用当地尾矿资源，就地取材，加强大宗固废综合利用，消耗一定量的当地石墨尾矿废弃物，在节约材料成本的基础上缓解对环境造成的污染；
[0020]第二，石墨尾矿砂的活火山效应可以降低水泥砂浆孔隙率，同时玄武岩纤维对水泥砂浆起到增韧
、
阻裂的作用，在水泥砂浆中任意交叉连接，形成了致密的网状结构，抑制微裂缝的发展和延缓宏观裂缝的产生
。
两者协同作用，使石墨尾矿砂水泥砂浆抗压
、
抗折强度和干燥收缩性能得到较大幅度改善
。
[0021]第三，不同质量的减水剂能够有效地增加水泥砂浆拌合物的流动性，缓解由于石墨尾矿自身较高吸水性和玄武岩纤维的亲水性导致的水泥砂浆基体流动性减弱的问题，从而使玄武岩纤维改性石墨尾矿砂水泥砂浆的流动性要求符合规范需求，扩大其实际应用范围
。
附图说明
[0022]图1为本专利技术方法制备的水泥砂浆抗折试验的试件实物照片；
[0023]图2为本专利技术方法制备的水泥砂浆抗压试验后试件实物照片；
[0024]图3为玄武岩纤维改性石墨尾矿砂水泥砂浆的的干燥收缩性能试验的实物照片；
[0025]图4为本专利技术实验数据统计图，其中横坐标的单位是天，纵坐标的单位是干燥收缩率
。
具体实施方式
[0026]具体实施方式一：
[0027]一种玄武岩纤维改性石墨尾矿砂水泥砂浆，水泥砂浆基质的重量分数组成为：水泥
20
‑
40
份...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种玄武岩纤维改性石墨尾矿砂水泥砂浆，其特征在于水泥砂浆基质的重量分数组成为：水泥
20
‑
40
份
、
石墨尾矿砂0‑
30
份
、
标准砂
20
‑
80
份
、
玄武岩纤维
0.1
‑
0.3
份
、
水5‑
20
份和减水剂
0.1
‑
0.3
份
。2.
根据权利要求1所述的一种最优玄武岩纤维改性石墨尾矿砂水泥砂浆，其特征在于水泥砂浆的重量分数组成为：每
100
份水泥砂浆，水泥
22.2
份
、
石墨尾矿砂
13.3
份
、
标准砂
53.2
份
、
水
11.1
份
、
减水剂
0.1
份和玄武岩纤维
0.1
份
。3.
根据权利要求1或2所述的一种玄武岩纤维改性石墨尾矿砂水泥砂浆，其特征在于所述水泥为强度等级为
42.5
的普通硅酸盐水泥；所述标准砂属于中砂；所述减水剂为一种固体含量为
20
％
、
减水效率为
30
％聚羧酸减水剂
。4.
根据权利要求1或2所述的一种玄武岩纤维改性石墨尾矿砂水泥砂浆，其特征在于所述石墨尾矿砂为中国萝北县云山石墨园区生产石墨尾矿，粒径大小在
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高志刚，王东浩，王钧，单世君，薛鹤，方雪琪，宋哲生，姜岐泰，付瑞桢，冯友德，韩新磊，刘书亮，张晴，
申请(专利权)人：黑龙江省交通投资集团有限公司，
类型：发明
国别省市：