CN113121168A - 环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料及其制备方法,各组分按照质量百分比为:白水泥14份‑31份、石灰石粉2.1‑23份、白硅灰2‑11份、偏高岭土2‑11份、钢纤维3‑14.6份、聚羧酸减水剂0.42‑0.84份、石英矿尾泥33‑50份,余量为水,且水胶比为0.15‑0.2。本发明制造的环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土的抗压强度≥120Mpa,抗折强度≥20MPa,白度≥50,具有较好的力学性能、装饰性能。同时采用来自冶炼硅铁或硅钢时产生的粉尘‑硅灰、采用破碎石灰石产生的的粉尘‑石灰石粉、采用石英矿尾泥为环保石英矿尾泥白色超高性能混凝土原材料,变废为宝,合理利用资源,对环保事业具有非常重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域,尤其涉及一种环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料及其制备方法。
背景技术
随着文化生活的日益丰富,人们对建筑的美观性和景观艺术性要求越来越高。传统混凝土由于颜色灰暗单一、可塑性差以及强度较低,已无法满足现代化工程的需求。科研学者为此开发了一种装饰性超高性能混凝土。这种超高性能混凝土由于具有较低的水胶比、优良的工作性能、良好的力学性能、优良的可塑性,已经被广泛应用于大跨度桥梁、摩天大楼等。
但是现有的装饰性超高性能混凝土胶凝材料用量仍高达900-1400kg/m3,相对于传统混凝土而言胶凝材料用量较高,碳排放仍然较高。此外,过去工业快速发展,产生许多废弃物例如石英矿尾泥,如不加以利用不仅会造成环境污染还会造成大量资源的浪费。
发明内容
本发明旨在提出一种环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料及其制备方法,用于解决现有技术中胶凝材料用量较高,碳排放仍然较高且,现有的废弃物例如石英矿尾泥不能加以利用会造成环境污染和资源浪费的问题。
本发明提出了一种环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料,各组分按照质量百分比为:白水泥14份-31份、石灰石粉2.1-23份、白硅灰2-11份、偏高岭土2-11份、钢纤维3-14.6份、聚羧酸减水剂0.42-0.84份、石英矿尾泥33-50份,余量为水,且水胶比为0.15-0.2。
于本发明一实施例中,所述白水泥、所述石灰石粉、所述白硅灰和所述偏高岭土采用预设方程选取颗粒尺寸,进而实现粒径颗粒的最紧密堆积。
于本发明一实施例中,所述预设方程为Andreasen and Andersen(A-A)方程。
于本发明一实施例中,所述Andreasen and Andersen(A-A)方程为:
其中,D为颗粒尺寸(μm),P(D)为颗粒尺寸小于D的所有颗粒所占的体积比例,Dmax为所有颗粒中最大的尺寸(μm),Dmin为所有颗粒的最小尺寸(μm),q为分布模数,q的取值范围为0.1-0.5。
于本发明一实施例中,所述白水泥为白色硅酸盐水泥。
于本发明一实施例中,所述白硅灰为冶炼硅铁或硅钢时产生的粉尘。
于本发明一实施例中,所述钢纤维由直形钢纤维和端钩钢纤维混合而成,所述直形钢纤维与所述端钩钢纤维质量比为2:1;所述钢纤维的直径1-2mm,长度为10-40mm。
本发明还提供了一种环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料制备方法,用于制备上述的环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料;包括步骤:S1、按重量份称量各原料;S2、将白水泥、石灰石粉、白硅灰、偏高岭土、聚羧酸减水剂混合均匀形成干粉料;S3、将石英矿尾泥加到干粉料中混合搅拌4min-6min,得到混合物;S4、混合物中加水搅拌2-3min,得到浆体;S5、在浆体中加入钢纤维,搅拌5-8min,得到环保石英矿尾泥白色超高性能混凝土。
本发明的环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料及其制备方法,具有以下优点:
本发明制造的环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土的抗压强度≥120Mpa,抗折强度≥20MPa,白度≥50,具有较好的力学性能、装饰性能。同时采用来自冶炼硅铁或硅钢时产生的粉尘-硅灰、采用破碎石灰石产生的的粉尘-石灰石粉、采用石英矿尾泥为环保石英矿尾泥白色超高性能混凝土原材料,变废为宝,合理利用资源,对环保事业具有非常重要的意义。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
本发明提供了一种环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料,各组分按照质量百分比为:白水泥14份-31份、石灰石粉2.1-23份、白硅灰2-11份、偏高岭土2-11份、钢纤维3-14.6份、聚羧酸减水剂0.42-0.84份、石英矿尾泥33-50份,余量为水,且水胶比为0.15-0.2。在一实施例中,所述白水泥、所述石灰石粉、所述白硅灰和所述偏高岭土采用预设方程选取颗粒尺寸,进而实现粒径颗粒的最紧密堆积。所述预设方程为Andreasen andAndersen(A-A)方程。
所述Andreasen and Andersen(A-A)方程为:
其中,D为颗粒尺寸(μm),P(D)为颗粒尺寸小于D的所有颗粒所占的体积比例,Dmax为所有颗粒中最大的尺寸(μm),Dmin为所有颗粒的最小尺寸(μm),q为分布模数,q的取值范围为0.1-0.5。优选地,所述白水泥为白色硅酸盐水泥。所述白硅灰为冶炼硅铁或硅钢时产生的粉尘。其中,所述钢纤维由直形钢纤维和端钩钢纤维混合而成,所述直形钢纤维与所述端钩钢纤维质量比为2:1;所述钢纤维的直径1-2mm,长度为10-40mm。
本发明提供了一种环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料制备方法,用于制备上述的环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料;包括步骤:S1、按重量份称量各原料;S2、将白水泥、石灰石粉、白硅灰、偏高岭土、聚羧酸减水剂混合均匀形成干粉料;S3、将石英矿尾泥加到干粉料中混合搅拌4min-6min,得到混合物;S4、混合物中加水搅拌2-3min,得到浆体;S5、在浆体中加入钢纤维,搅拌5-8min,得到环保石英矿尾泥白色超高性能混凝土。
通过测试抗压强度、抗折强度和白度对上述组份配比和制备方法制备的环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土进行评价。
实施例1
一种装饰的环保石英矿尾泥白色超高性能混凝土,由以下重量份的原材料制备而成:白水泥21份、石灰石粉12.5份、白硅灰6份、偏高岭土2份、钢纤维8.9份、聚羧酸减水剂0.67份、石英矿尾泥33.5份;余量为水,其中水胶比为0.17。按照下述步骤制备:S1、按重量份称量各原料;S2、将白水泥、石灰石粉、白硅灰、偏高岭土、聚羧酸减水剂混合均匀形成干粉料;S3、将石英矿尾泥加到干粉料中混合搅拌5min,得到混合物;S4、混合物中加水搅拌2min,得到浆体;S5、在浆体中加入钢纤维,搅拌6min,得到环保石英矿尾泥白色超高性能混凝土。经检测,本实施例制备的环保石英矿尾泥白色超高性能混凝土的抗压强度为144MPa、抗折强度为29MPa、白度为54。
实施例2
一种装饰的环保石英矿尾泥白色超高性能混凝土,由以下重量份的原材料制备而成:白水泥30份、石灰石粉8份、白硅灰3份、偏高岭土3份、钢纤维6.3份、聚羧酸减水剂0.72份、石英矿尾泥41.9份;余量为水,其中水胶比为0.16。按照下述步骤制备:S1、按重量份称量各原料;S2、将白水泥、石灰石粉、白硅灰、偏高岭土、聚羧酸减水剂混合均匀形成干粉料;S3、将石英矿尾泥加到干粉料中混合搅拌5min,得到混合物;S4、混合物中加水搅拌3min,得到浆体;S5、在浆体中加入钢纤维,搅拌6min,得到环保石英矿尾泥白色超高性能混凝土。经检测,本实施例制备的环保石英矿尾泥白色超高性能混凝土的抗压强度为132MPa、抗折强度为24MPa、白度为61。
实施例3
一种装饰的环保石英矿尾泥白色超高性能混凝土,由以下重量份的原材料制备而成:白水泥15份、石灰石粉15份、白硅灰4份、偏高岭土2份、钢纤维7.8份、聚羧酸减水剂0.75、石英矿尾泥49份;余量为水,其中水胶比为0.18。按照下述步骤制备:S1、按重量份称量各原料;S2、将白水泥、石灰石粉、白硅灰、偏高岭土、聚羧酸减水剂混合均匀形成干粉料;S3、将石英矿尾泥加到干粉料中混合搅拌6min,得到混合物;S4、混合物中加水搅拌3min,得到浆体;S5、在浆体中加入钢纤维,搅拌6min,得到环保石英矿尾泥白色超高性能混凝土。经检测,本实施例制备的环保石英矿尾泥白色超高性能混凝土的抗压强度为122MPa、抗折强度为21MPa、白度为51。
本发明提供的环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料及其制备方法,制造的环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土的抗压强度≥120Mpa,抗折强度≥20MPa,白度≥50,具有较好的力学性能、装饰性能。同时采用来自冶炼硅铁或硅钢时产生的粉尘-硅灰、采用破碎石灰石产生的的粉尘-石灰石粉、采用石英矿尾泥为环保石英矿尾泥白色超高性能混凝土原材料,变废为宝,合理利用资源,对环保事业具有非常重要的意义。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料,其特征在于,各组分按照质量百分比为:
白水泥14份-31份、石灰石粉2.1-23份、白硅灰2-11份、偏高岭土2-11份、钢纤维3-14.6份、聚羧酸减水剂0.42-0.84份、石英矿尾泥33-50份,余量为水,且水胶比为0.15-0.2。
2.根据权利要求1所述的环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料,其特征在于,所述白水泥、所述石灰石粉、所述白硅灰和所述偏高岭土采用预设方程选取颗粒尺寸,进而实现粒径颗粒的最紧密堆积。
3.根据权利要求2所述的环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料,其特征在于,所述预设方程为Andreasen and Andersen(A-A)方程。
5.根据权利要求1所述的环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料,其特征在于,所述白水泥为白色硅酸盐水泥。
6.根据权利要求1所述的环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料,其特征在于,所述白硅灰为冶炼硅铁或硅钢时产生的粉尘。
7.根据权利要求1所述的环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料,其特征在于,所述钢纤维由直形钢纤维和端钩钢纤维混合而成,所述直形钢纤维与所述端钩钢纤维质量比为2:1;所述钢纤维的直径1-2mm,长度为10-40mm。
8.一种环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料制备方法,其特征在于,用于制备权利要求1-7任一项所述的环保型石英矿尾泥白色超高性能混凝土材料;包括步骤:
S1、按重量份称量各原料;
S2、将白水泥、石灰石粉、白硅灰、偏高岭土、聚羧酸减水剂混合均匀形成干粉料;
S3、将石英矿尾泥加到干粉料中混合搅拌4min-6min,得到混合物;
S4、混合物中加水搅拌2-3min,得到浆体;
S5、在浆体中加入钢纤维,搅拌5-8min,得到环保石英矿尾泥白色超高性能混凝土。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210716 |