【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于道路工程材料，涉及一种含有纤维的早强韧性胶凝材料及其制备方法，尤其涉及一种利用废弃花岗岩、白云岩的早强韧性胶凝材料及其制备方法。
技术介绍
1、在城市化进程加速的背景下，道路建设和维护对于城市的可持续发展至关重要。传统的道路基层材料通常使用水泥、石灰和天然集料资源，如石料、砂石等，但这种做法存在一些环境和可持续性方面的问题，包括资源枯竭、能源消耗、土地破坏、空气和水污染等。尤其是水泥、石灰等原料的生产伴随着大量的二氧化碳排放和较高的能源消耗，不利于环境的保护和能源的节约。通过碱激发方式制备固废基地质聚合物胶凝材料，不仅具有与普通波特兰水泥相当甚至更为优异的力学性能，而且生产过程更为绿色环保，被认为是一种极具潜力的波特兰水泥替代品。
2、在工业生产及城市生活中，大量废弃物的产生会对环境造成污染。花岗岩和白云岩等在加工开采过程中会产生大量的花岗岩和白云岩废料。这些废料一般采用堆积或填埋的方式处理，个别与生活垃圾混排或直接排入河流，这将对土地和水源产生严重的危害，其粉末被人体吸入后甚至会威胁身体健康。此外，在高炉炼铁过程中，矿石中的脉石、燃料中的灰分和溶剂(一般是石灰石)中的非挥发组分会形成高炉矿渣。矿渣作为工业副产品，常年采用露天堆放的方式，不仅要占用大量的土地，而且还会因扬尘和其中的重金属离子随雨水等浸出对大气、土壤和地下水系造成严重的污染。因此，如何实现这些工业固废的大规模再生利用、降低环境危害、提高社会经济效益，一直是固废处理相关部门关注的焦点问题。如果能够将上述废弃物应用于胶凝材料的制备，不仅能够减
3、公开号为cn116332540a的专利提供了一种绿色环保型碱激发胶凝材料及其制备方法，该专利通过将废弃花岗岩石粉、高炉矿渣、偏高岭土和城市固体废物焚烧底灰按照一定的配比混合，充分球磨后得到掺合料，再将掺合料与碱性激发剂进行混合制备胶凝材料。通过上述方式，该专利技术能够在提高固废材料利用率的同时利用各固废材料之间的协同作用，改善胶凝材料的性能，并缓解城市固体废物焚烧底灰的膨胀变形，形成具有较好的工作性能和较高的力学性能的胶凝材料。但该方法由于加入了偏高岭土导致需水量较高，过程繁琐、工艺复杂，且偏高岭土需要由高岭土高温煅烧处理，这个过程会带来大量的能耗，增加处理成本，而且无法缓解碱激发矿渣的收缩开裂问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种含有纤维的早强韧性胶凝材料及其制备方法，通过合理比例混合岩石粉、高炉矿渣粉和纤维，充分利用固废材料，实现协同效应，从而改善胶凝材料性能，减轻碱激发矿渣的干缩开裂和快速凝结等问题，制备出具有良好工作性能和高强度的胶凝材料。
2、根据本专利技术第一方面，提供了一种含有纤维的早强韧性胶凝材料，含有岩石粉、高炉矿渣、纤维和碱性激发剂，所述岩石粉和高炉矿渣的质量份数之比为(5-7)：(3-5)，所述纤维的质量小于所述岩石粉与高炉矿渣质量之和的2％，所述碱性激发剂的质量为所述岩石粉与高炉矿渣质量之和的5％～10％。
3、优选地，所述岩石粉为花岗岩石粉和白云岩石粉中的至少一种。
4、优选地，所述花岗岩石粉和白云岩石粉的质量份数之比为(2-5)：(1-5)。
5、优选地，所述花岗岩石粉为废弃花岗岩石粉，所述白云岩石粉为废弃白云岩石粉。
6、优选地，所述纤维为聚合物纤维；
7、优选地，所述聚合物纤维为聚丙烯纤维。
8、优选地，所述碱性激发剂为氢氧化钠和水玻璃中的一种或两种。
9、根据本专利技术另一方面，提供了任意一项所述含有纤维的早强韧性胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：
10、(1)将岩石粉、高炉矿渣和纤维混合后，充分球磨后得到掺合料；所述岩石粉和高炉矿渣的质量份数之比为(5-7)：(3-5)，所述纤维的质量小于所述岩石粉与高炉矿渣质量之和的2％；
11、(2)在步骤(1)得到的掺合料中加入碱性激发剂，所述碱性激发剂的质量为所述岩石粉与高炉矿渣质量之和的5％～10％，充分混匀后，即得到所述含有纤维的早强韧性胶凝材料。
12、优选地，所述岩石粉为花岗岩石粉和白云岩石粉中的至少一种；
13、优选地，其特征在于，所述花岗岩石粉和白云岩石粉的质量份数之比为(2-5)：(1-5)。
14、优选地，所述纤维为聚合物纤维；
15、优选地，所述聚合物纤维为聚丙烯纤维。
16、优选地，所述掺合料的比表面积大于600m2/kg。
17、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
18、(1)本专利技术提供一种早强韧性胶凝材料。该材料以特定比例的岩石粉、高炉矿渣粉、纤维和碱性激发剂为原料，充分利用固废材料，发挥各固废材料之间的协同效应，以简便的方法和低成本制备出具有出色工作性能和高强度的胶凝材料，从而带来显著的经济和环境效益。该早强韧性胶凝材料1天抗压强度就能达到10mpa以上，7天抗压强度达到30mpa以上；韧性好，28天抗折强度能达到9mpa。
19、(2)本专利技术不需要加入偏高岭土，免除了煅烧高岭土得到偏高岭土所产生的能耗，同时也能降低胶凝材料制备过程中的需水量(偏高岭土本身的材料特性决定了其对水的需求量特别高，容易导致在制备过程中形成过高孔隙率的胶凝材料)。
20、(3)本专利技术能够在提高固废材料利用率的同时利用各固废材料之间的协同作用，改善胶凝材料的性能，并缓解碱激发矿渣的干缩开裂问题，降低用水量，实现碱激发矿渣的缓凝，形成具有较好的工作性能和较高的力学性能的胶凝材料。
21、(4)本专利技术优选地，通过将各原料的用量控制在合理的范围内，能够有效利用各原料之间的协同作用，在大量掺入废弃花岗岩石粉和废弃白云岩石粉的同时，利用废弃花岗岩石粉、废弃白云岩石粉和纤维协同改善高炉矿渣的激发效果，并缓解碱激发矿渣的干缩开裂问题，降低用水量，实现碱激发矿渣的缓凝，从而获得具有较好的工作性能和较高的力学性能的绿色环保型早强韧性碱激发胶凝材料。
22、(5)本专利技术优选地，通过巧妙设计废弃花岗岩石粉、废弃白云岩石粉、高炉矿渣粉、纤维和碱性激发剂的比例，本专利技术不仅大幅提高了通常难以有效利用的废弃花岗岩石粉和废弃白云岩石粉的应用量，还借助这些废弃石粉的孔隙填充效应，显著改善了高炉矿渣基碱激发材料的性能。这不仅降低了高炉矿渣基胶凝材料的凝结速率，提高了工作性能和力学性能，还有助于减少碱激发剂的用量。同时，废弃花岗岩石粉和废弃白云岩石粉的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含有纤维的早强韧性胶凝材料，其特征在于，含有岩石粉、高炉矿渣、纤维和碱性激发剂，所述岩石粉和高炉矿渣的质量份数之比为(5-7)：(3-5)，所述纤维的质量小于所述岩石粉与高炉矿渣质量之和的2％，所述碱性激发剂的质量为所述岩石粉与高炉矿渣质量之和的5％～10％。
2.如权利要求1所述含有纤维的早强韧性胶凝材料，其特征在于，所述岩石粉为花岗岩石粉和白云岩石粉中的至少一种。
3.如权利要求2所述含有纤维的早强韧性胶凝材料，其特征在于，所述花岗岩石粉和白云岩石粉的质量份数之比为(2-5)：(1-5)。
4.如权利要求2所述含有纤维的早强韧性胶凝材料，其特征在于，所述花岗岩石粉为废弃花岗岩石粉，所述白云岩石粉为废弃白云岩石粉。
5.如权利要求1所述含有纤维的早强韧性胶凝材料，其特征在于，所述纤维为聚合物纤维；
6.如权利要求1所述含有纤维的早强韧性胶凝材料，其特征在于，所述碱性激发剂为氢氧化钠和水玻璃中的一种或两种。
7.如权利要求1-6任意一项所述含有纤维的早强韧性胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤
8.如权利要求7所述含有纤维的早强韧性胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述岩石粉为花岗岩石粉和白云岩石粉中的至少一种；
9.如权利要求7所述含有纤维的早强韧性胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述纤维为聚合物纤维；
10.如权利要求7所述含有纤维的早强韧性胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述掺合料的比表面积大于600m2/kg。
...【技术特征摘要】
1.一种含有纤维的早强韧性胶凝材料，其特征在于，含有岩石粉、高炉矿渣、纤维和碱性激发剂，所述岩石粉和高炉矿渣的质量份数之比为(5-7)：(3-5)，所述纤维的质量小于所述岩石粉与高炉矿渣质量之和的2％，所述碱性激发剂的质量为所述岩石粉与高炉矿渣质量之和的5％～10％。
2.如权利要求1所述含有纤维的早强韧性胶凝材料，其特征在于，所述岩石粉为花岗岩石粉和白云岩石粉中的至少一种。
3.如权利要求2所述含有纤维的早强韧性胶凝材料，其特征在于，所述花岗岩石粉和白云岩石粉的质量份数之比为(2-5)：(1-5)。
4.如权利要求2所述含有纤维的早强韧性胶凝材料，其特征在于，所述花岗岩石粉为废弃花岗岩石粉，所述白云岩石粉为废弃白云岩石粉。
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