绿色环保水泥基复合材料 技术领域 本发明属于建筑材料领域或基础工程建设领域， 具体涉及尾砂在制备绿色环保、 高性能水泥基复合材料方面的应用， 为尾砂的综合而高效利用开辟了方向， 其制备的高性 能水泥基复合材料主要用于建筑工程、 铁路、 公路、 桥梁等土木工程材料领域。
背景技术
1993 年法国 Bouygues 公司以 Pierre Richard 为首的研究小组研制成功一种新型 超高性能混凝土 ： Reactive Powder Concrete， 它由细砂、 水泥、 石英粉、 硅灰、 高效减水剂、 微钢纤维组成， 硬化过程中采用预压和热养护工艺， 提高密实性、 改善微结构和提高强度。 Bouygues 公司发展了 RPC200 及 RPC800 两种配比。1998 年 8 月在加拿大 Sherbrooke 市召 开了 HPC 和 RPC 国际会议， 专家对 RPC 的评估为完全可以与金属材料媲美， 与高分子材料抗 衡的跨世纪新材料。RPC 虽然因其卓越的性能而得到青睐， 但是由于其采用的超细粉体材 料价格昂贵、 要经过超磨细而导致能耗大， 国外微细金属纤维价格高， 从而性价比低， 不仅 RPC800、 RPC400 难以在工程中推广应用， 即使 RPC200 在工程中大规模应用也十分艰难。
据不完全统计， 我国尾砂排放量 0.8 ～ 1 亿吨 / 年， 尾砂占全国固体废料的 1/3 左 右， 但尾砂综合利用率仅为 8.2％左右， 这些尾砂存在大气中， 不仅占用农田， 特别还会造成 严重的环境污染， 尾砂排入河道、 沟谷、 低地， 污染水土大气， 破坏环境， 乃至造成灾害， 成为 社会可持续发展的严重威胁。
因此， 在目前提倡绿色环保、 节能减排、 低碳生活的国际大环境下， 如何利用尾砂 研制并生产出低成本、 低能耗、 绿色环保的高性能水泥基复合材料， 具有重要的现实意义和 的巨大的实际应用价值。 发明内容 ：
技术问题 ： 本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足和缺陷， 并利用尾砂作 为增强填充料， 提供一种绿色环保、 强度高的水泥基复合材料， 并为尾砂的综合利用开拓方 向。
技术方案 ： 本发明的绿色环保、 强度高的水泥基复合材料， 是由六大组分组成， 其 重量配合比为 ：
水泥 16.8％～ 25.2％
工业废渣 16.8％～ 25.2％
高效外加剂 0.7％～ 1.0％
普通河砂 20.2％～ 30.2％
尾砂 20.2％～ 30.3％
超细镀铜钢纤维 2.6％～ 6.7％
其余为水。
1、 水泥 ： 水泥是强度等级 52.5 的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。2、 工业废渣 ： 是由超细粉煤灰、 磨细矿粉、 硅灰中两种或三种组成的胶凝材料体系。 其中， 超细粉煤灰要求需水量比≤ 95％， 烧失量≤ 5％， 比表面积≥ 500m2/kg ； 磨 2 2 细矿粉要求比表面积≥ 500m /kg ； 硅灰要求 SiO2 含量≥ 90％， 比表面积≥ 20000m /kg。
3、 高效外加剂 ： 减水率≥ 35％的聚羧酸外加剂， 固含量≥ 28％。
4、 普通河砂 ： 要求最大粒径 3mm， 连续级配。
5、 尾砂 ： 铁矿尾砂或铜矿尾砂， 要求最大粒径≤ 0.8mm， 体积平均粒径为 150 ～ 350μm， 连续级配。
6、 超细镀铜钢纤维 ： 国产平直型镀铜钢纤维， 直径 d ≤ 0.2mm、 长度 l ≤ 15mm。
7、 水： 普通自来水
8、 本发明提出的绿色环保、 强度高的水泥基复合材料的制备方法， 具体步骤如 下：
(1) 按按配方比例称取所需的水泥、 工业废渣、 普通河砂、 尾砂、 钢纤维， 干搅拌 1-2 分钟， 使其混合均匀 ； (2) 按配方比例称取高效外加剂和水， 将其在容器中混合均匀 ； (3) 将水剂缓慢大加入到混合均匀的干料中， 在搅拌机中搅拌 2-3 分钟， 使其搅拌成大流动 性的浆体 ； (4) 将浆体浇入钢模， 进行振动成型 ； (5)1 天后拆模， 将试件进行标准养护。
有益效果 ： 本发明利用我国资源丰富的工业废渣 ( 粉煤灰、 矿渣、 硅灰 ) 大掺量取 代水泥， 同时利用尾砂部分取代普通河砂作填充细集料， 同时使用减水率 35％以上的高效 外加剂及国产的超细镀铜钢纤维， 通过矿物掺和料、 化学外加剂、 钢纤维及其多元复合技术 的有效和高效利用， 大大促进了混凝土材料组成与结构的优化， 诸组分间扬其长、 避其短、 优势叠加与成份互补， 同时尾砂的掺入填充了普通河砂之间的空隙， 使得结构更加致密， 充分发挥了骨架增强作用， 在简单成型工艺及标准养护条件下， 成功制备出了抗压强度在 120MPa ～ 200MPa， 抗折强度 20MPa ～ 60MPa 的高与超高性能水泥基复合材料。
本发明与同类技术相比具有如下特点 ： (1) 性价比高。本发明所用的原材料取材 广泛， 价格低廉。 (2) 绿色环保、 节能减排。 本发明所用的工业废渣为发电厂、 炼铁厂等工业 副产品， 尾砂为提炼铜、 铁等金属后的废弃物， 本发明利用了这些材料制备高性能水泥基复 合材料， 不仅保护了生态环境， 而且为尾砂的综合利用开拓了方向。(3) 施工方便。本发明 采用通普通纤维混凝土相同的成型工艺及标准养护工艺， 并未增加任何辅助设备或工序， 而且制备的水泥基复合材料流动性好， 在实际工程的复杂结构中也能得到广泛应用。
具体实施方式
绿色环保、 强度高、 韧性好、 阻裂能力强的水泥基复合材料是由水泥、 工业废渣、 高 效外加剂、 普通河砂、 尾砂、 超细镀铜钢纤维和水按一定比例混合均匀而成， 根据应用需要， 通过调整配方， 可愿意获得所需要的性能。
结合本发明内容提供以下实施实施例 ：
以下按重量百分比计 ：
实施例 1 ：
水泥 16.8％
工业废渣 25.2％高效外加剂 0.8％
普通河砂 25.2％
尾砂 25.2％
超细镀铜钢纤维 2.7％
其中， 工业废渣是由 50％的硅灰和 50％的粉煤灰组成， 拌合水量为水泥与工业废 渣总质量的 17％， 采用标准养护。 上述组分按前述工艺制备得到的高性能水泥基复合材料， 测得其力学性能如下 ：
抗压强度 (90d)135.8MPa， 抗折强度 (90d)20.3MPa。
以下按重量百分比计 ：
实施例 2 ：
水泥 21％
工业废渣 21％
高效外加剂 0.8％
普通河砂 22.7％
尾砂 27.7％
超细镀铜钢纤维 5.4％
其中， 工业废渣是由 33.3％的硅灰和 66.7％的粉煤灰组成， 拌合水量为水泥与工 业废渣总质量的 17％， 采用标准养护。上述组分按前述工艺制备得到的高性能水泥基复合 材料， 测得其力学性能如下 ：
抗压强度 (90d)155.6， 抗折强度 (90d)35.4MPa。
以下按重量百分比计 ：
实施例 3 ：
水泥 25.2％
工业废渣 16.8％
高效外加剂 0.8％
普通河砂 25.2％
尾砂 25.2％
超细镀铜钢纤维 5.4％
其中， 工业废渣是由 40％的硅灰和 60％的粉煤灰组成， 拌合水量为水泥与工业废 渣总质量的 17％， 采用标准养护。 上述组分按前述工艺制备得到的高性能水泥基复合材料， 测得其力学性能如下 ：
抗压强度 (90d)162.4， 抗着强度 (90d)38.6MPa。
以下按重量百分比计 ：
实施例 4 ：
水泥 25.2％
工业废渣 16.8％
高效外加剂 1％
普通河砂 30.2％
尾砂 20.2％超细镀铜钢纤维 6.7％
其中， 工业废渣是由 20％的硅灰、 40％的粉煤灰和 40％的矿粉组成， 拌合水量为 水泥与工业废渣总质量的 16％， 采用标准养护。上述组分按前述工艺制备得到的高性能水 泥基复合材料， 测得其力学性能如下 ：
抗压强度 (90d)207.6MPa， 抗着强度 55.7MPa。
以下按重量百分比计 ：
实施例 5 ：
水泥 21％
工业废渣 21％
高效外加剂 0.8％
普通河砂 25.2％
尾砂 25.2％
超细镀铜钢纤维 6.7％
其中， 工业废渣是由 20％的硅灰、 40％的粉煤灰和 40％的矿粉组成， 拌合水量为 水泥与工业废渣总质量的 18％， 采用标准养护。上述组分按前述工艺制备得到的高性能水 泥基复合材料， 测得其力学性能如下 ：
抗压强度 (90d)173.4MPa， 抗着强度 42.7MPa。6