[发明专利]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

说明书

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。

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：