CN110510957A - 一种钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板及其制备方法,纤维板的原料包括由钒钛磁铁尾矿、硅灰和水泥组成的无机料、钢纤维、水和减水剂,钢纤维在钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板中的体积率为0.8‑1.7%;制备方法包括,按配比称取各原料并混合,在大于等于10MPa的压力下压制成型后,在20‑27℃且相对湿度大于90%下养护20‑28h,随后在高于75℃下蒸汽养护10‑15h。本发明采用钒钛磁铁尾矿作为原料,选用不同粒径的钒钛磁铁尾矿骨料和钒钛磁铁尾矿粉与硅灰混合,能有效消耗声波振动引起的能量,钢纤维提高了纤维板自身的韧性和高频隔声量,提高了纤维板的隔音降噪效果和力学性能。

Description

一种钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料的加工技术领域,具体涉及一种钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板及其制备方法。
背景技术
目前,国内的钒钛磁铁矿在采矿和选矿过程中会产生数量庞大的矿山固体废弃物,这些固体废弃物多采用尾矿库堆存方式进行处理。钒钛磁铁矿不仅是铁的重要来源,而且伴生有钒、钛、铬、钴、镍、铂族和钪等多种组份,其SiO2含量偏低,且Fe2O3含量较高,具有很高的综合利用价值,此外,钒钛磁铁尾矿的真密度大,经筛分测得其细度模数为2.49,属中砂,颗粒粒度整体偏大,利用难度较大。同时,随着工业技术不断提高,橡胶产品在开发利用过程中,每年都要产生数以千万吨的废弃橡胶材料,包括埋填、燃烧及化学分解在内的传统处理方式对环境污染严重,且危险性较大,自然放置很难将其无害消除。
我国是典型的人口众多且人均耕地少的国家,随着城市化进程不断推进,人民生活水平的不断提高,人们对环保意识的日益增强,其对居住环境的要求也逐步提高,噪音污染也是亟待解决的关键性问题;另一方面,伴随着近几年煤炭价格的持续上涨以及国家建筑节能的环保理念的号召,免蒸压低能耗的建筑制品逐渐被社会认可。如何对堆积的矿山工业固体废弃物钒钛磁铁尾矿以及废弃橡胶进行综合利用,成为矿山企业、高校和研究院所重点研究的课题之一。
现有技术中,国内有关矿山工业固体废弃物和废弃橡胶二次利用主要集中在制备诸如纤维水泥板、硅酸钙板和混凝土制品等建筑材料上。
公开号为CN107805038A的中国发明专利申请公开了一种纤维水泥板,其包括以下原料,氯氧镁水泥、硫氧镁水泥或磷酸镁水泥、木质纤维或玻璃纤维、粉煤灰、石英砂、硅藻土、改性剂、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、茶磺酸盐甲醛缩合物和聚竣酸盐中的至少一种减水剂;该发明专利申请公开的纤维水泥板具有生产成本低、能源消耗低等优点,在生产时保障了生产人员的身体健康,但其不足之处则在于,废渣的利用率很低,石英砂的用量依然很大,增加了原料成本,同时消耗了珍贵的一次能源。
公开号为CN107265952A的中国发明专利申请公开了一种稻壳纤维水泥板及其制备方法,其将稻壳与氢氧化钠溶液混合,并经过滤、洗涤、干燥、粉碎和过筛的碱浸稻壳碎料,与沼液、蔗糖混合密闭静置发酵,再经过滤和洗涤的发酵稻壳料,再与双氧水、硝酸溶液恒温搅拌反应后,过滤,洗涤和干燥的氧化稻壳料,加入壳聚糖溶液、戊二醛和乳化剂混合后,经冷冻解冻循环,再经干燥、炭化的预处理稻壳纤维,再加入水泥、水搅拌混合均匀后铺装成板坯,经热压处理、温室养护、自然养护的稻壳纤维水泥板;该发明专利申请得到的稻壳纤维水泥板具有较高的机械强度,纤维与水泥结合力强,但是,其制备工艺复杂,而且使用了的化学药品较多,实际推广难度较大。
公开号为CN107265952A的中国发明专利申请公开了一种隔声板材及其制备方法,其原料包括,1份变质大理岩粉末、1份硅酸盐水泥、1份淀粉胶、1份中空玻璃微珠、1份聚丙烯纤维和1份混合助剂,其通过中空玻璃微珠和聚丙烯纤维的配合起到很好地隔声的效果;该发明专利申请提供的隔声板材不仅具有很好的隔声性能和力学性能,还能够起到保温隔热的效果,但其不足之外在于,原料取材不易,且能耗较高,大规模批量化生产困难。
针对以上现状,提供一种能回收利用矿山工业固体废弃物钒钛磁铁尾矿和废弃橡胶制备隔音降噪效果优异、力学性能良好、制备工艺简单可控且生产成本低廉的纤维板具有重要的实际意义。
发明内容
为了克服现有技术中所存在的不足,本发明提供了一种钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板及其制备方法。
本发明采用如下技术方案:
一种钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板,其原料包括无机料、钢纤维、水和减水剂。
其中,
所述无机料包括质量比为(54-72):(2-6):(28-40)的钒钛磁铁尾矿、硅灰和水泥;
所述钢纤维在钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板中的体积百分比含量为0.8-1.7%。
具体地,在钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板的上述原料中,钒钛磁铁尾矿中的少量部分SiO2与水泥、硅灰在高温蒸养条件下发生水化反应,生成的水化产物钙矾石和C-S-H凝胶;此外,钒钛磁铁尾矿含量较高的具有磁致伸缩效应的Fe2O3,其能有效消耗声波振动引起的能量,掺入的钢纤维提高了纤维板自身的韧性,既增加了纤维板的单位面积质量,提高了纤维板的高频隔声量,又依赖钢纤维自身光滑的表面与水泥基材料发生摩擦转化为热能,消耗了低频声波引起的结构振动的能量。
在上述技术方案中,所述钒钛磁铁尾矿的真密度≥3.20g/cm3
在上述技术方案中,所述钒钛磁铁尾矿中SiO2、Al2O3和Fe2O3的质量百分含量分别为40-70%、3-15%和8-20%。
进一步地,在上述技术方案中,所述钒钛磁铁尾矿由钒钛磁铁尾矿骨料和钒钛磁铁尾矿粉组成,所述钒钛磁铁尾矿骨料的粒径小于2.36mm,且粒径小于0.074mm钒钛磁铁尾矿粉在所述钒钛磁铁尾矿粉中所占的比例大于90wt%。
具体地,上述钒钛磁铁尾矿骨料、钒钛磁铁尾矿粉和硅灰混合,形成毫米级-微米级-纳米级粒级和活性的协同优化,充分发挥各级固废材料的“活性粉末效应”,制备高强功能材料隔音降噪纤维板。
再进一步地,在上述技术方案中,所述水和减水剂的加入质量分别为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的10-20%和1-2.5%。
再进一步地,在上述技术方案中,所述钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板的原料还包括橡胶粉,所述橡胶粉的加入质量为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的0-4.5%。
优选地,在上述技术方案中,所述橡胶粉的粒径<0.6mm,且所述橡胶粉中粒径小于0.3mm的橡胶粉的比例>60wt%。
具体地,橡胶粉的颗粒如果太大则会在压制成型过程中有较大的弹力,当压制成型的压力撤去时会对刚刚压制成型的面层造成反弹破坏,且由于越大颗粒橡胶粉会在制品中形成越大的缺陷,成型之后的强度会产生负面影响,同时结合考虑粉碎过程的能耗因素,上述对橡胶粉的颗粒尺寸的限定是在较小的牺牲强度的情况下所得出的。上述回收废旧橡胶得到的橡胶粉提高了阻尼性能,能增加粘弹性,消耗声波振动的能量,进而在一定程度上解决了纤维板低频隔声差的问题。
又进一步地,在上述技术方案中,所述硅灰中SiO2的含量>90wt%。
又进一步地,在上述技术方案中,所述水泥为强度等级≥42.5的水泥。
还进一步地,在上述技术方案中,所述钢纤维的直径和长度分别小于0.3mm和16mm,且单根所述钢纤维的抗拉强度≥2100MPa。
具体地,在上述技术方案中,所述减水剂为聚羧酸系减水剂,且所述减水剂的减水率>20%。
在一个优选实施方式中,所述钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板的原料包括无机料、橡胶粉、钢纤维、水和减水剂;其中,
所述无机料由7.5-9份钒钛磁铁尾矿粉、58-62.5份钒钛磁铁尾矿骨料、3.8-4.3份硅灰和27.5-30份水泥组成,所述钒钛磁铁尾矿骨料的粒径小于2.36mm,且粒径小于0.074mm钒钛磁铁尾矿粉在所述钒钛磁铁尾矿粉中所占的比例大于90wt%;
所述橡胶粉的加入质量为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的0-4.5%;
所述钢纤维在钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板中的体积百分比含量为1.1-1.7%;
所述水和减水剂的加入质量分别为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的10-12.5%和1.8-2.5%。
本发明另一方面提供了上述钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板的制备方法,包括,按配比分别称取各原料并混合,成型,在温度为20-27℃且相对湿度大于90%下标准养护20-28h,随后在温度高于75℃下蒸汽养护10-15h。
在上述技术方案中,所述各原料的混合过程具体为,分别称取无机料的各原材料,混合均匀,再按比例加入除水和减水剂之外的其余原料并混匀,然后按比例加入水和减水剂搅拌均匀。
在上述技术方案中,所述压制成型的成型压力大于等于10MPa。
在上述技术方案中,所述蒸汽养护的过程中的升温速率为12-14.5℃/h。
在上述技术方案中,所述钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板的制备方法还包括蒸汽养护后的可控降温冷却,所述可控降温冷却的时间为3.5-6h。
本发明具有如下有益效果:
(1)本发明所提供的纤维板的原料包括由钒钛磁铁尾矿、硅灰和水泥组成的无机料、钢纤维、水和减水剂,水泥、钒钛磁铁尾矿粉和硅灰发生水化反应生成钙矾石和C-S-H凝胶,钒钛磁铁尾矿中含有的Fe2O3具有磁致伸缩效应,能有效消耗声波振动引起的能量,钢纤维提高了纤维板自身的韧性,提高了纤维板的高频隔声量,消耗了低频声波引起的结构振动的能量;
(2)本发明所提供的纤维板的原料通过选用不同粒径的钒钛磁铁尾矿骨料和钒钛磁铁尾矿粉与水泥、硅灰混合,形成毫米级-微米级-纳米级粒级和活性的协同优化,充分发挥各级固废材料的“活性粉末效应”,从而进一步提高了纤维板的隔音降噪效果和力学性能;
(3)本发明所提供的纤维板通过添加回收废旧橡胶得到的橡胶粉,能增加粘弹性,消耗声波振动的能量,进而在一定程度上克服了纤维板低频隔声差的缺点;
(4)本发明所提供的纤维板的制备方法工艺简单,过程稳定可靠,高效简便,生产所需原料绝大部分为工业废料(固体废弃物利用率达85%),成本较低,大批量生产所需设备简单常见,提高了难以利用的钒钛磁铁尾矿和橡胶固体废弃物等资源综合利用的附加值,具有重要的推广价值;
(5)本发明所提供的纤维板具有力学性能优良且隔音降噪性能优异的特点,抗折强度可达R1~R3级,吸声比率大于0.65,综合性能明显高于现有市场的同类产品,可广泛应用于建筑材料等领域,具有重要的实际意义。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面结合具体实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的保护范围,本发明的保护范围以权利要求书为准。
若未特别指明,本发明实施例中所用的实验试剂和材料等均可市售获得。
若未具体指明,本发明实施例中所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
本发明实施例中所用钒钛磁铁尾矿的加工方法如下:
将钒钛磁铁尾矿冲洗至含泥量<5wt%,随后进行筛分,将粒径>2.36mm颗粒去除后的钒钛磁铁尾矿作为钒钛磁铁尾矿骨料,同时将冲洗后的钒钛磁铁尾矿经干燥之后置于球磨机中进行粉磨得到钒钛磁铁尾矿粉,使粒径<0.074mm的颗粒在钒钛磁铁尾矿粉中的含量>90wt%。
详细地,上述钒钛磁铁尾矿的真密度为3.20g/cm3;其中,矿物成份以质量百分比计为:SiO2 40-70%;Al2O3 3-15%;Fe2O3 8-20%;P2O5 0.01-1%;MgO 1-12%;CaO 5-25%;K2O 0.1-0.6%;Na2O 0.1-1.2%;烧失量0.1-1.2%;其他0.01-1%。
所用硅灰为SiO2的含量>90wt%的市售硅灰。
所用水泥为市售强度等级≥42.5的水泥。
所用减水剂为市售减水率>20%的聚羧酸系减水剂产品。
所用橡胶粉的加工方法如下:
选用废旧橡胶为原料,磨细后过筛,得到粒径<0.6mm的橡胶粉,且粒径小于0.3mm的颗粒在橡胶粉中的比例>60wt%。
所用钢纤维的平均长度为12mm,直径为0.21mm,其单根抗拉强度2100MPa,且杂质含量为0.1%。
实施例1
本实施例提供了一种钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板的制备方法,具体包括以下步骤:
S1、按以下重量份比例称取无机料的原料:
混合均匀,随后再加入钢纤维充分搅拌,所述搅拌时间为240s,所述钢纤维的加入体积为所述钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板体积的1.7%,最后再加入水和减水剂并搅拌均匀得到浆料,所述搅拌时间为240s,所述水和减水剂的加入质量分别为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的10%和2.5%;
S2、将步骤S1中得到的浆料进行浇注,压制成型,成型压力为10MPa,将压制成型的板坯在温度20℃,相对湿度95%的标准养护室静停24h,接着放入混凝土加速养护箱中蒸汽养护,具体地,蒸汽养护条件为:升温4.5h,升温速率20℃/1.5h,恒温80℃保持12h,断电降温4h,冷却至室温后出箱。
实施例2
本实施例提供了一种钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板的制备方法,具体包括以下步骤:
S1、按以下重量份比例称取无机料的原料:
混合均匀,随后再加入钢纤维充分搅拌,所述搅拌时间为240s,所述钢纤维的加入体积为所述钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板体积的1.2%,最后再加入水和减水剂并搅拌均匀得到浆料,所述搅拌时间为240s,所述水和减水剂的加入质量分别为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的10%和2.5%;
S2、将步骤S1中得到的浆料进行浇注,压制成型,成型压力为10MPa,将压制成型的板坯在温度20℃,相对湿度95%的标准养护室静停24h,接着放入混凝土加速养护箱中蒸汽养护,具体地,蒸汽养护条件为:升温4.5h,升温速率20℃/1.5h,恒温80℃保持12h,断电降温4h,冷却至室温后出箱。
实施例3
本实施例提供了一种钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板的制备方法,具体包括以下步骤:
S1、按以下重量份比例称取无机料的原料:
混合均匀,随后再加入钢纤维和橡胶粉充分搅拌,所述搅拌时间为240s,所述橡胶粉的加入质量为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的3%,所述钢纤维的加入体积为所述钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板体积的1.7%,最后再加入水和减水剂并搅拌均匀得到浆料,所述搅拌时间为240s,所述水和减水剂的加入质量分别为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的10%和2.5%;
S2、将步骤S1中得到的浆料进行浇注,压制成型,成型压力为10MPa,将压制成型的板坯在温度20℃,相对湿度95%的标准养护室静停24h,接着放入混凝土加速养护箱中蒸汽养护,具体地,蒸汽养护条件为:升温4.5h,升温速率20℃/1.5h,恒温80℃保持12h,断电降温4h,冷却至室温后出箱。
实施例4
本实施例提供了一种钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板的制备方法,具体包括以下步骤:
S1、按以下重量份比例称取无机料的原料:
混合均匀,随后再加入钢纤维和橡胶粉充分搅拌,所述搅拌时间为240s,所述橡胶粉的加入质量为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的7%,所述钢纤维的加入体积为所述钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板体积的1.7%,最后再加入水和减水剂并搅拌均匀得到浆料,所述搅拌时间为240s,所述水和减水剂的加入质量分别为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的10%和2.5%;
S2、将步骤S1中得到的浆料进行浇注,压制成型,成型压力为10MPa,将压制成型的板坯在温度20℃,相对湿度95%的标准养护室静停24h,接着放入混凝土加速养护箱中蒸汽养护,具体地,蒸汽养护条件为:升温4.5h,升温速率20℃/1.5h,恒温80℃保持12h,断电降温4h,冷却至室温后出箱。
实施例5
本实施例提供了一种钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板的制备方法,具体包括以下步骤:
S1、按以下重量份比例称取无机料的原料:
混合均匀,随后再加入钢纤维充分搅拌,所述搅拌时间为240s,所述钢纤维的加入体积为所述钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板体积的1.7%,最后再加入水和减水剂并搅拌均匀得到浆料,所述搅拌时间为240s,所述水和减水剂的加入质量分别为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的10%和2.5%;
S2、按以下重量份比例称取无机料的原料:
混合均匀,随后再加入钢纤维和橡胶粉充分搅拌,所述搅拌时间为120s,所述橡胶粉的加入质量为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的11%,所述钢纤维的加入体积为所述钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板体积的1.7%,最后再加入水和减水剂并搅拌均匀得到浆料,所述搅拌时间为120s,所述水和减水剂的加入质量分别为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的10%和2.5%;
S3、将步骤S1中得到的浆料作为第一层和第三层,将步骤S2中得到的浆料作为第二层,进行浇注,且第一层、第二层和第三层的厚度相等,压制成型,成型压力为10MPa,将压制成型的板坯在温度20℃,相对湿度95%的标准养护室静停24h,接着放入混凝土加速养护箱中蒸汽养护,具体地,蒸汽养护条件为:升温4.5h,升温速率20℃/1.5h,恒温80℃保持12h,断电降温4h,冷却至室温后出箱。
实施例6
本实施例提供了一种钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板的制备方法,具体包括以下步骤:
S1、按以下重量份比例称取无机料的原料:
混合均匀,随后再加入钢纤维充分搅拌,所述搅拌时间为240s,所述钢纤维的加入体积为所述钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板体积的1.7%,最后再加入水和减水剂并搅拌均匀得到浆料,所述搅拌时间为240s,所述水和减水剂的加入质量分别为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的10%和2.5%;
S2、按以下重量份比例称取无机料的原料:
混合均匀,随后再加入钢纤维和橡胶粉充分搅拌,所述搅拌时间为120s,所述橡胶粉的加入质量为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的11%,所述钢纤维的加入体积为所述钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板体积的1.7%,最后再加入水和减水剂并搅拌均匀得到浆料,所述搅拌时间为120s,所述水和减水剂的加入质量分别为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的10%和2.5%;
S3、将步骤S1中得到的浆料作为外层,将步骤S2中得到的浆料作为内层,进行浇注,且外层和内层的厚度相等,压制成型,成型压力为10MPa,将压制成型的板坯在温度20℃,相对湿度95%的标准养护室静停24h,接着放入混凝土加速养护箱中蒸汽养护,具体地,蒸汽养护条件为:升温4.5h,升温速率20℃/1.5h,恒温80℃保持12h,断电降温4h,冷却至室温后出箱。
对比例1
本对比例提供了一种纯水泥隔音降噪纤维板的制备方法,与实施例3类似,其区别仅在于,用标准砂直接替代钒钛磁铁尾矿骨料,钒钛磁铁尾矿粉用水泥代替,将标准砂、硅灰和水泥按配比混合后,再加入钢纤维和橡胶粉充分搅拌,其余步骤和工艺均与实施例3相同。
本对比例用真密度较小的标准砂作骨料,一定程度降低了单位面积质量,隔声性能较差;同时,其力学性能相对实施例3有明显的提高。
对比例2
市售硅酸钙板内部结构很密实,有经高温蒸压反应生成的强度较高的托贝莫来石作骨料,其内部密实,力学性能良好,但单位面积质量较低,隔声性能较差。
结果分析
测试方法:采用双声学分析测试实施例1-6制备的板材对声波的隔声效果,具体地,通过两个传声器对声波在材料表面的反射与透射声压进行测试,利用传递函数法对材料的声学参数进行计算,得到吸声比率,以此反映所制得纤维板的隔声性能。
具体测试结果如下表1所示。
表1本发明实施例所制得纤维板的隔声性能测试结果
依照现有纤维水泥板及硅酸钙板对实施例和对比例中制备的纤维板的力学性能进行测定,结果见表2。
表2本发明实施例和对比例所制得纤维板的力学性能测试结果
对比分析表1-2的结果,可以看出,本发明实施例通过选用钒钛磁铁尾矿、硅灰、水泥、钢纤维、水和减水剂为原料,钒钛磁铁尾矿的真密度≥3.20g/cm3且含有的Fe2O3具有磁致伸缩效应,能有效消耗声波振动引起的能量;钢纤维提高了纤维板自身的韧性,提高了纤维板的高频隔声量,消耗了低频声波引起的结构振动的能量;同时,通过选用不同粒径的钒钛磁铁尾矿骨料和钒钛磁铁尾矿粉与水泥、硅灰混合,形成毫米级-微米级-纳米级粒级和活性的协同优化,充分发挥各级固废材料的“活性粉末效应”,从而进一步提高了纤维板的吸音降噪效果和力学性能;制备方法简单可靠,高效简便,所制得的纤维板力学性能优良且吸音降噪性能优异,抗折强度可达R1~R3级,吸声比率大于0.65,综合性能明显高于现有市场的同类产品,可广泛应用于建筑材料等领域,具有重要的实际意义。
以上的实施例仅仅是对本发明的具体实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,本领域技术人员在现有技术的基础上还可做多种修改和变化,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板,其特征在于,其原料包括无机料、钢纤维、水和减水剂;其中,
所述无机料包括质量比为(54-72):(2-6):(28-40)的钒钛磁铁尾矿、硅灰和水泥;
所述钢纤维在钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板中的体积百分比含量为0.8-1.7%。
2.根据权利要求1所述的钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板,其特征在于,
所述钒钛磁铁尾矿的真密度≥3.20g/cm3
和/或,所述钒钛磁铁尾矿中SiO2、Al2O3和Fe2O3的质量百分含量分别为40-70%、3-15%和8-20%。
3.根据权利要求1或2所述的钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板,其特征在于,所述钒钛磁铁尾矿由钒钛磁铁尾矿骨料和钒钛磁铁尾矿粉组成,所述钒钛磁铁尾矿骨料的粒径小于2.36mm,且粒径小于0.074mm钒钛磁铁尾矿粉在所述钒钛磁铁尾矿粉中所占的比例大于90wt%。
4.根据权利要求3所述的钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板,其特征在于,所述水和减水剂的加入质量分别为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的10-20%和1-2.5%。
5.根据权利要求3所述的钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板,其特征在于,其原料还包括橡胶粉,所述橡胶粉的加入质量为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的0-4.5%;
优选地,所述橡胶粉的粒径<0.6mm,且所述橡胶粉中粒径小于0.3mm的橡胶粉的比例>60wt%。
6.根据权利要求1-5任一项所述的钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板,其特征在于,
所述硅灰中SiO2的含量>90wt%;
和/或,所述水泥为强度等级≥42.5的水泥。
7.根据权利要求1-6任一项所述的钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板,其特征在于,
所述钢纤维的直径和长度分别小于0.3mm和16mm,且单根所述钢纤维的抗拉强度≥2100MPa;
和/或,所述减水剂为聚羧酸系减水剂,且所述减水剂的减水率>20%。
8.根据权利要求1-7任一项所述的钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板,其特征在于,其原料包括无机料、橡胶粉、钢纤维、水和减水剂;其中,
所述无机料由7.5-9份钒钛磁铁尾矿粉、58-62.5份钒钛磁铁尾矿骨料、3.8-4.3份硅灰和27.5-30份水泥组成,所述钒钛磁铁尾矿骨料的粒径小于2.36mm,且粒径小于0.074mm钒钛磁铁尾矿粉在所述钒钛磁铁尾矿粉中所占的比例大于90wt%;
所述橡胶粉的加入质量为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的0-4.5%;
所述钢纤维在钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板中的体积百分比含量为1.1-1.7%;
所述水和减水剂的加入质量分别为所述钒钛磁铁尾矿粉、硅灰与水泥的质量之和的10-12.5%和1.8-2.5%。
9.权利要求1-8任一项所述钒钛磁铁尾矿隔音降噪纤维板的制备方法,其特征在于,包括,按配比分别称取各原料并混合,压制成型,在温度为20-27℃且相对湿度大于90%下标准养护20-28h,随后在温度高于75℃下蒸汽养护10-15h。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,
所述各原料的混合过程具体为,分别称取无机料的各原材料,混合均匀,再按比例加入除水和减水剂之外的其余原料并混匀,然后按比例加入水和减水剂搅拌均匀;
和/或,所述压制成型的成型压力大于等于10MPa;
和/或,所述蒸汽养护的过程中的升温速率为12-14.5℃/h;
和/或,还包括蒸汽养护后的可控降温冷却,所述可控降温冷却的时间为3.5-6h。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112500095A (zh) * 2020-12-05 2021-03-16 尤建芬 一种以钒钛磁铁尾矿为原料的建筑保温砂浆材料及其制备方法和应用
CN114804780A (zh) * 2022-05-24 2022-07-29 深圳中邦环保科技控股有限公司 一种基于工业固废的纤维水泥板及制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2796946A (en) * 1954-07-15 1957-06-25 Ind Res Lab Inc Sound absorbing and correcting material and method of making same
CN104926239A (zh) * 2015-06-22 2015-09-23 内蒙古科技大学 一种掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土及制备方法
CN107445565A (zh) * 2017-07-18 2017-12-08 河北卓达建材研究院有限公司 一种降噪减震功能板及其制备方法
CN108275945A (zh) * 2018-02-06 2018-07-13 湖北正茂新材料科技股份有限公司 一种声屏障单元板及其制备方法与声屏障
CN108997023A (zh) * 2018-09-29 2018-12-14 常州工程职业技术学院 一种氟石膏基多元复合轻质高强墙体材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2796946A (en) * 1954-07-15 1957-06-25 Ind Res Lab Inc Sound absorbing and correcting material and method of making same
CN104926239A (zh) * 2015-06-22 2015-09-23 内蒙古科技大学 一种掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土及制备方法
CN107445565A (zh) * 2017-07-18 2017-12-08 河北卓达建材研究院有限公司 一种降噪减震功能板及其制备方法
CN108275945A (zh) * 2018-02-06 2018-07-13 湖北正茂新材料科技股份有限公司 一种声屏障单元板及其制备方法与声屏障
CN108997023A (zh) * 2018-09-29 2018-12-14 常州工程职业技术学院 一种氟石膏基多元复合轻质高强墙体材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王修贵等: "利用钒钛磁铁矿尾矿制备高强度混凝土的试验研究", 《钢铁钒钛》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112500095A (zh) * 2020-12-05 2021-03-16 尤建芬 一种以钒钛磁铁尾矿为原料的建筑保温砂浆材料及其制备方法和应用
CN114804780A (zh) * 2022-05-24 2022-07-29 深圳中邦环保科技控股有限公司 一种基于工业固废的纤维水泥板及制备方法

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