【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水泥砂浆，更具体地，涉及一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法。
技术介绍
1、矿山开采产生的尾矿砂是指在矿石经过提取、分离之类的过程后剩余下来的砂状物质。尾矿砂通常含有高含量的固体废弃物和矿石中未被提取出的有用矿物质。由于其特殊的物理和化学性质，尾矿砂需要进行处理和管理，以减少对环境的负面影响。目前，矿山开采产生的尾矿砂通常采用集中堆放的方式进行处理，然而，这种方式存在一系列的问题。首先，尾矿砂的利用率较低，导致资源浪费；其次，集中堆放的方式占用土地资源，给土地带来了极大压力；此外，尾矿砂中含有大量的有害物质，如重金属、放射性元素，如果不加以处理就会对周边的生态环境造成严重的影响，污染地下水资源和土壤。因此，加强尾矿砂的利用研究和开发，发展可持续、绿色、高性能的水泥砂浆技术，既符合国家的战略需求，也符合社会的期望。
2、在实际的土木建筑工程中，例如隧道、地下开拓巷道等场景，由于工况复杂，传统的素混凝土因其韧性和脆性较差，往往无法满足支护结构对耐久性和安全性的高要求。针对这一问题，许多研究致力于对水泥砂浆进行改性，以提高其性能。一种有效的改性方法是引入纤维等增韧材料。纤维在增强混凝土的抗压强度、抗拉和抗折性能方面具有显著优势。通过合理的纤维掺量和布置方式，可以进一步提高混凝土的韧性和抗裂性能，使其在复杂应力条件下具有更好的适应性。在此基础上，研发一种能大量利用尾矿砂并提升尾砂纤维水泥砂浆抗压强度、抗拉和抗折性能，且能减少水泥砂浆生产成本的制备方法显得尤为重要。
技术实现
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法，通过在尾砂水泥砂浆外掺适量起桥接作用的玄武岩纤维，提升了尾砂水泥砂浆的强度、韧性和抗裂性，也避免了因尾矿砂掺量比例较大而降低了水泥水化反应中生成起强度作用的硅酸钙水合物凝胶，导致尾砂水泥砂浆试件体积膨胀产生裂纹进而产生开裂的问题，实现了尾矿砂在水泥砂浆中的大量使用。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法，包括如下步骤：
3、s100：根据设计需求准备水泥、砂子、尾矿砂、玄武岩纤维和聚羧酸减水剂，以及相应设备；
4、s200：将混合比例为1:1的尾矿砂和砂子在常温下搅拌混合1分钟，得到第一混合料；
5、s300：将第一混合料、水泥及聚羧酸减水剂在常温下搅拌混合1分钟，得到第二混合料；
6、s400：将第二混合料及0.5％～1.5％玄武岩纤维在常温下搅拌混合2分钟，得到第三混合料；
7、s500：在第三混合料中加入水搅拌均匀，利用搅拌机以135r/min的慢速搅拌2分钟后，以270r/min的高速继续搅拌3分钟，形成成品尾砂纤维水泥砂浆；
8、s600：对成品水泥砂浆的砂浆样品在养护一段时间后进行性能检测，以确保其符合建筑要求；
9、所述成品尾砂纤维水泥砂浆包括以下成分：按照重量计，400份水泥、600份尾矿砂、600份砂子、140～180份水、2份聚羧酸减水剂、8.85～26.55份玄武岩纤维。
10、进一步地，所述s200包括如下步骤：
11、s201：对尾矿砂进行清洗，以去除其中的泥土、石块之类的杂质；
12、s202：清洗后的尾矿砂进行破碎处理，使其达到一定的粒度分布；
13、s203：破碎后的尾矿砂进行筛分，将不同粒度的尾矿砂分离，以获得符合要求的尾矿砂粒度分布；
14、s204：对筛分后的尾矿砂进行整形处理，使尾矿砂粒度更加均匀，提高其使用性能；
15、s205：处理后的尾矿砂在100～105℃干燥24h以降低含水量；
16、s206：将烘干后的尾矿砂和砂子在常温下搅拌混合1分钟，得到第一混合料。
17、进一步地，所述尾矿砂为铁尾砂，在所述s200处理后所述尾矿砂为清除<5目颗粒后的粗砂且以so3质量计含硫量大于10％。
18、进一步地，所述砂子为天然河砂。
19、进一步地，所述玄武岩纤维为耐碱性能95％的高耐碱玄武岩纤维。
20、进一步地，所述玄武岩纤维为短切玄武岩纤维，纤维长度为6mm，直径为16～18μm，密度为2.7g/cm3。
21、进一步地，所述短切玄武岩纤维的弹性模量为62gpa～64gpa。
22、进一步地，所述短切玄武岩纤维的抗拉强度为1650mpa，断裂伸长率为2.7％～2.9％。
23、进一步地，所述水泥为等级42.5的复合水泥。
24、进一步地，所述聚羧酸减水剂为以丙烯酸为主链的聚醚、以甲基丙烯酸为主链的聚醚、以马来酸酐为主链的聚醚或改性聚羧酸减水剂中的一种或多种。
25、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
26、1.本专利技术的制备方法，通过外掺适量的玄武岩纤维，提升了尾砂水泥砂浆的强度、韧性和抗裂性，避免了因尾矿砂掺量比例较大而降低了水泥水化反应中生成起强度作用的硅酸钙水合物凝胶，导致尾砂水泥砂浆试件体积膨胀产生裂纹进而产生开裂的问题。
27、2.本专利技术的制备方法，通过玄武岩纤维桥接的作用，有效地抵抗水泥砂浆裂缝的扩展和断裂，使水泥砂浆延展性增加，承受大变形而不损伤，提高砂浆的整体强度和耐久性；有效的解决了在尾砂掺量为50％情况下尾砂水泥砂浆抗压强度不达标，抗拉抗折性能较低的问题。
28、3.本专利技术的制备方法，成品尾砂水泥砂浆中掺入大量尾矿砂，在符合建筑抗压强度要求的同时，实现了尾矿砂的大量使用，降低了矿山建设的生产成本和后续矿山构筑物的维护成本。
29、4.本专利技术的制备方法，通过掺入尾矿砂降低了成品尾砂水泥砂浆中砂子的比重，在符合建筑抗压强度要求的同时，整体降低了成品尾砂纤维水泥砂浆的制备成本。
30、5.本专利技术的制备方法，工艺简单，所需外加剂少，制备流程短，水泥砂浆原材料优先选择施工地材料，在符合建筑要求的同时，进一步降低了制备成本。
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1.一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法，其特征在于，所述S200包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法，其特征在于，所述尾矿砂为铁尾砂，在所述S200处理后所述尾矿砂为清除<5目颗粒后的粗砂且以SO3质量计含硫量大于10％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法，其特征在于，所述砂子为天然河砂。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法，其特征在于，所述玄武岩纤维为耐碱性能95％的高耐碱玄武岩纤维。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法，其特征在于，所述玄武岩纤维为短切玄武岩纤维，纤维长度为6mm，直径为16～18μm，密度为2.7g/cm3。
7.根据权利要求6所述的一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法，其特征在于，所述短切玄武岩纤维的抗拉强度为1650Mpa，断裂伸长率为2.7％～2.9％。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法，其特征在于，所述水泥为等级42.5的复合水泥。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法，其特征在于，所述聚羧酸减水剂为以丙烯酸为主链的聚醚、以甲基丙烯酸为主链的聚醚、以马来酸酐为主链的聚醚或改性聚羧酸减水剂中的一种或多种。
...【技术特征摘要】
1.一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法，其特征在于，所述s200包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法，其特征在于，所述尾矿砂为铁尾砂，在所述s200处理后所述尾矿砂为清除<5目颗粒后的粗砂且以so3质量计含硫量大于10％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法，其特征在于，所述砂子为天然河砂。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法，其特征在于，所述玄武岩纤维为耐碱性能95％的高耐碱玄武岩纤维。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的一种利用玄武岩纤维制备尾砂纤维水泥砂浆的方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐剑波，黄诗冰，宋建军，王力，李浩，许文军，任若微，程爱平，叶祖洋，
申请(专利权)人：中国一冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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