本發(fā)明屬于建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用鐵尾礦砂配制的cs20噴射鋼纖維混凝土。
背景技術(shù)：
c20噴射混凝土主要應(yīng)用在隧道、井礦巷道開(kāi)鑿之后以及道路護(hù)坡表面的處置。由于素混凝土本身抗拉強(qiáng)度比較低，一般在噴射c20混凝土前在表面固定一張鋼絲網(wǎng)，然后噴射50mm-100mm的c20混凝土進(jìn)行臨時(shí)加固，將開(kāi)鑿面完全覆蓋，保證不會(huì)發(fā)生泥土及碎石等的掉落，再進(jìn)行下一步永久性加固。但是由于鋼絲網(wǎng)孔眼比較細(xì)密，容易使襯砌產(chǎn)生脫空現(xiàn)象，同時(shí)由于在噴射混凝土前需要人工掛網(wǎng)，存在不安全隱患。
鐵尾礦砂是金屬或非金屬礦山開(kāi)采出的礦石，經(jīng)選廠選出有價(jià)值的精礦后產(chǎn)生粒徑比較小的砂一樣的“廢渣”，叫做尾礦砂。這些尾礦砂每年產(chǎn)生的數(shù)量很大(以億噸計(jì))，需要大量的土地來(lái)堆放，長(zhǎng)時(shí)間堆放不僅造成土地資源的浪費(fèi)，甚至?xí)竺娣e覆沒(méi)農(nóng)田，淤塞河道，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。
因此，綜合利用鐵尾礦砂，既可節(jié)約成本(節(jié)約10％以上)，又可消耗掉大量的尾礦砂，減少環(huán)境污染，獲得很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
現(xiàn)有研究論文中開(kāi)展了大量c20普通河砂鋼纖維噴射混凝土的制備工藝和性能研究成果。由于河砂顆粒長(zhǎng)期在水流沖刷下呈球形體，而鐵尾礦砂顆粒因機(jī)械力作用呈現(xiàn)尖銳棱角的不規(guī)則體，另外，河砂顆粒粒徑大于鐵尾礦砂粒徑，致使比表面積小于鐵尾礦砂。這就導(dǎo)致：制備cs20鐵尾礦砂噴射鋼纖維混凝土的膠凝材料用量和需水量要多于c20普通河砂鋼纖維噴射混凝土，才能滿足噴射混凝土的施工技術(shù)要求。
綜上所述，目前尚無(wú)cs20鐵尾礦砂噴射鋼纖維混凝土的報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種力學(xué)性能、變形性能及耐久性方面完全達(dá)到了利用天然砂配置的利用鐵尾礦砂配制的cs20噴射鋼纖維混凝土。
本發(fā)明是利用普通硅酸鹽水泥、硅粉、粉煤灰、碎石、鐵尾礦砂、鋼纖維、減水劑、水和速凝劑按一定比例制備而成。
本發(fā)明的一種利用鐵尾礦砂配制的cs20噴射鋼纖維混凝土，各組分及其重量百分比為：水泥用量：10～14％；硅粉用量：1.4～1.8％；粉煤灰用量：2.8～3.8％；碎石用量：28～36％；鐵尾礦砂用量：36～42％；鋼纖維用量：1.2～2％；水用量：8～9％；聚羧酸減水劑用量：0.04～0.08％；速凝劑用量：1.2～1.4％。
優(yōu)選地，所述的水泥為po42.5普通硅酸鹽水泥，初凝時(shí)間為50min，終凝時(shí)間為625min(水溫15℃)，比表面積為321m2/kg。
優(yōu)選地，所述的硅粉采用埃肯國(guó)際貿(mào)易(上海)有限公司生產(chǎn)的硅粉，平均粒徑為0.1mm，比表面積21000m2/kg，其中sio2含量大于90％，含水率小于2％。
所述的粉煤灰采用ⅱ級(jí)粉煤灰，細(xì)度為18，燒失量為6.8。
所述的碎石優(yōu)選地為遼陽(yáng)采石廠，為瓜米石，石灰石材質(zhì)，最大粒徑為10mm，5～10mm級(jí)配。
所述的鐵尾礦砂優(yōu)選地為遼陽(yáng)鐵尾礦，粒徑均小于2mm。
所述的鋼纖維采用剪切波浪型鋼纖維，規(guī)格為30mm×0.8mm(長(zhǎng)度×直徑)，長(zhǎng)徑比均為37.5，抗拉強(qiáng)度≥600mpa。
所述的減水劑優(yōu)選地為遼寧省建科院研制，為聚羧酸系高效減水劑，減水率大于25％。
所述的速凝劑優(yōu)選地為沈陽(yáng)鼎泰混凝土外加劑廠生產(chǎn)，為dt型水泥速凝劑。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明利用鐵尾礦砂100％替代天然河砂，能夠有效降低天然河砂的過(guò)度開(kāi)采，并結(jié)合鐵礦區(qū)的地域優(yōu)勢(shì)，最大限度地消耗鐵尾礦砂等礦山廢棄物。同時(shí)由于采用了鋼纖維，顯著地提高了混凝土的抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和附著力，結(jié)構(gòu)的韌性也大大提高；有效降低鐵礦巷道支護(hù)工程造價(jià)，可廣泛應(yīng)用于隧道、井礦巷道開(kāi)鑿之后以及道路護(hù)坡表面的處置。為企業(yè)節(jié)省安全維護(hù)費(fèi)用，提升企業(yè)利潤(rùn)空間。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
利用鐵尾礦砂配制的cs20噴射鋼纖維混凝土是由普通硅酸鹽水泥、硅粉、粉煤灰、碎石、鐵尾礦砂、鋼纖維、減水劑和水按一定比例制備而且成的。制備方法采用濕噴制備工藝，其方法：碎石+砂子+水泥+硅粉+75％水——拌合不少于30秒——減水劑+25％水——拌合時(shí)間不少于30秒。另外，速凝劑在噴頭處和拌合料混合。
制備利用鐵尾礦砂配制的cs20噴射鋼纖維混凝土各組分有重量百分比如下：
其中對(duì)比例采用c20普通河砂鋼纖維噴射混凝土。
cs20鐵尾礦砂噴射鋼纖維混凝土與c20普通河砂鋼纖維噴射混凝土性能比較
注：對(duì)比例1：現(xiàn)有c20河砂鋼纖維噴射混凝土性能指標(biāo)；對(duì)比例2：將對(duì)比例1中河砂直接用鐵尾礦砂替代后噴射混凝土性能指標(biāo)；
通過(guò)本發(fā)明的噴射纖維混凝土與素混凝土的對(duì)比實(shí)驗(yàn)可以看出：噴射纖維混凝土試件在荷載作用下出現(xiàn)裂縫后，其寬度隨著荷載的增加而擴(kuò)大，達(dá)到最大荷載后，隨著裂縫寬度的繼續(xù)擴(kuò)大而出現(xiàn)緩慢卸載的現(xiàn)象，其破壞的荷載撓度曲線與鋼筋混凝土相似。說(shuō)明噴射鋼纖維混凝土較普通噴射混凝土具有更好的抗裂和韌性，體現(xiàn)了噴射鋼纖維混凝土良好的抗變形能力。因此在cs20噴射鋼纖維混凝土之前不需要再掛鋼筋網(wǎng)，其抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和附著力，結(jié)構(gòu)的韌性也大大提高，同時(shí)還提高施工的安全性，相同工況下可減少噴射混凝土的厚度，提高了經(jīng)濟(jì)性能。