[发明专利]一种粗颗粒磷矿渣高韧性纤维混凝土及配制方法

说明书

本发明公开一种粗颗粒磷矿渣高韧性纤维混凝土及配制方法，该混凝土包括以下组分及重量份含量：水泥500‑800份、粉煤灰300‑500份、粗颗粒磷矿渣120‑220份、硅粉40‑80份、纤维15‑40份、外加剂1‑5份、纤维素0‑1份、胶粉0‑2份以及水400‑600份。本发明采用粗颗粒磷矿渣(粒径≤1mm)替代天然河砂和细石英砂应用于高韧性纤维混凝土中，能够有效的利用粗颗粒磷矿渣低密度、高硬度、高活性等特点，增强高韧性纤维混凝土的韧性；并能够大量消纳利用磷矿渣，降低高韧性混凝土的生产成本，为磷矿渣的综合利用提供新途径。

技术领域

本发明涉及一种粗颗粒磷矿渣高韧性纤维混凝土及配制方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

采用电炉法炼制黄磷时，所得到的以硅酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷成粒，即为粒化电炉磷渣，简称磷矿渣，其主要矿物成分是假硅石灰(硅酸钙的一种形态)，与水泥熟料的基本矿物成分类似，主要化学成分为CaO和SiO₂。近年来，随着我国黄磷生产工业的迅速发展，磷矿渣年排放量在500万t以上，且逐年递增。大量的磷矿渣不仅占用大量的土地，而且污染环境。

目前，磷矿渣的处理利用多为将磷矿渣作为原材料或混合材用于水泥生产，或作为活性掺合料应用于砂浆、混凝土生产中。如中国发明专利《一种有磷渣粉的预拌混凝土》(CN101798207A)中公布了一种将磷渣粉作为混凝土掺合料取代水泥掺入预拌混凝土，降低生产成本以及提高混凝土品质的配制方法；中国发明专利《一种有磷渣粉的预拌混凝土》(CN101891420A)中公布了一种将磷渣粉加入建筑砂浆中，改善砂浆工作性能的生产方法；但以上发明专利对磷矿渣的资源化利用技术存在需对磷矿渣进行粉磨等预处理方式，极大的增加了磷矿渣的资源化处理成本。为扩大磷矿渣资源化途径，中国发明专利《磷渣砂防水抗裂砂浆及其制备方法及应用》(CN103145387A)中公布了一种采用细度模数为1.6-2.2的磷渣砂作为防水抗裂砂浆的细骨料的配制方法；中国发明专利《节能环保混凝土的生产方法》(CN101774224A)中公布了一种采用细度模数为3.0的磷渣砂、陶粒、粉煤灰、水泥与高效减水剂等原材料配制混凝土的方法；但以上磷矿渣利用附加值较低，存在为资源化利用磷矿渣而利用，未充分发挥磷矿渣本身性能特点等问题，阻碍了磷矿渣资源化的发展和利用。

高韧性纤维混凝土因其具有较高的韧性、很好的裂缝宽度控制能力、高能量吸收等特点，可以显著改善混凝土结构的抗震性能和抗剪性能，可用于混凝土结构中抗震、抗冲击、表面的裂缝控制和构件耐损伤等方面。随着社会进步与建筑行业的高速发展，市场对于高韧性纤维混凝土的需求与日俱增，因此高韧性纤维混凝土极具市场前景。目前，高韧性纤维混凝土多采用洁净的河砂或细石英砂作为细骨料，成本较高，且洁净河砂的开采对生态环境造成破坏，细石英砂在生产过程中容易产生大量粉尘，对环境造成污染。

磷矿渣主要成分以玻璃体为主，占90％以上，为多孔结构，具有较高活性，硬度大等特点，能够替代河砂或细石英砂应用于高韧性纤维混凝土中。同时，因其具有低密度、高硬度、高活性等特点，能够有效的提强高韧性纤维混凝土的韧性。因此，鉴于上述现有技术中存在的局限性，有必要研发粗颗粒磷矿渣高韧性纤维混凝土，以提高磷矿渣的综合利用范围，提高高韧性纤维混凝土的综合品质，降低其生产成本。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供一种粗颗粒磷矿渣高韧性纤维混凝土及其制备方法，能够有效的消纳磷矿渣，并能够有效解决现有技术中混凝土材料抗拉强度低、易开裂、脆性大等技术问题。

本发明是这样构成的：一种粗颗粒磷矿渣高韧性纤维混凝土，按重量份计算，它是由水泥500～800份、粉煤灰300～500份、粗颗粒磷矿渣120～220份、硅粉40～80份、纤维15～40份、外加剂1～5份、纤维素0.5～1份、胶粉0.5～2份以及水400～600份混合而成。