CN102390963A - 利用建筑废弃物制备的再生骨料半干硬性混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明为利用建筑废弃物制备的再生骨料半干硬性混凝土，由下述原料组成，粗骨料、细骨料、胶凝剂、减水剂和水，胶凝剂为水泥和粉煤灰，所述的粗骨料中含有50～100%由建筑废弃物制成的再生粗骨料。其制备方法为：对建筑废弃物预处理，去杂，保留废混凝土、废砖等；破碎、筛分，制得再生粗骨料；按照配比将再生粗骨料、天然砂、水泥、水混合，另加粉煤灰、减水剂，搅拌均匀得到拌合物；将拌合物振压成型，28天养护即得再生骨料半干硬性混凝土材料。本发明解决了建筑废弃物处理困难，由其造成的生态环境日益恶化等问题；用建筑废弃物制造再生骨料替代天然骨料，减少了天然骨料日益匮乏和对生态环境造成的破坏程度，保护了人类的生存环境。本发明制备出的再生骨料半干硬性混凝土具有高强度、高耐磨性，可用于城市道路和房屋建筑等基础设施的建设。

Description

利用建筑废弃物制备的再生骨料半干硬性混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种半干硬性混凝土及其制备方法，具体是一种利用建筑废弃物制备的再生骨料半干硬性混凝土及其方法。

背景技术

混凝土按拌和物的和易性分，有干硬性混凝土、半干硬性混凝土、塑性混凝土、流动性混凝土、高流动性混凝土和流态混凝土等几种。一般把混凝土拌和物稠度值大于30s的称为超干硬性混凝土，稠度值在20s到30s之间的称为干硬性混凝土，稠度值小于20s的称为半干硬性混凝土。建筑工程普通混凝土在未凝结硬化以前，称为普通混凝土拌合物。它必须具有良好的稠度即和易性，便于拌合、运输、浇灌、捣实等施工操作，具有质量均匀、成型密实的性能。普通混凝土拌和物凝结硬化以后，应具有足够的强度，以保证建筑物能安全的承受设计荷载和应具有的耐久性。和易性是普通混凝土拌和物一项综合的技术性质，它包括流动性、黏聚性和饱水性等三个方面的含义。 

随着我国现代化建设的发展城市化进程的加快，大规模的新城市建设和旧城改造导致建筑废弃物的日益增多。建筑废弃物是指建造、修缮和拆除建筑物时所产生的废弃物，通常有废砖瓦块、废石料、混凝土块、砂灰土。目前大部分废混凝土都是未经处理直接堆放或填埋，不仅占用了大量土地、污染环境，而且造成了资源的大量浪费。由于我国近些年来一直进行大规模的建设，耗费了大量的砂、石及水泥等建筑材料。大量开采砂、石等天然资源，造成资源紧张，环境恶化。人们探讨对废混凝土再利用，主要是将其制备为再生骨料或建筑构件。由于废混凝土与天然建筑材料的物理性能有较大差异，如废混凝土吸水率较大，通常为3.6～8％，而天然骨料的吸水率小于3％，如采用通常方法将不能保证施工质量及使用寿命。

中国专利文献报导的《干硬性混凝土的施工方法》专利号201010501877.0，《一种干硬性混凝土试块的制备方法》专利号201010501859，均是干硬性混凝土施工方法，还未有半干硬性混凝土，特别是再生骨料半干硬性混凝土施工方法的专利报道。半干硬性混凝土一般用在基础工程，使用量很大。

发明内容

本发明的目的在于为将建筑废弃物资源化，用建筑废弃物制备为粗骨料，用此粗骨料制备半干硬性混凝土，提供一种利用建筑废弃物制备的再生骨料半干硬性混凝土及其方法的技术方案。 

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：利用建筑废弃物制备的再生骨料半干硬性混凝土，其特征在于，由下述重量份的原料组成,粗骨料1200～1320、细骨料580～620 、胶凝剂320～420、减水剂和水，所述的胶凝剂为水泥和粉煤灰,水泥占胶凝剂的60～90%、粉煤灰占胶凝剂的10～40%，减水剂为水泥量0.3～0.5%，水为150±10，所述的粗骨料中含有50～100%由建筑废弃物制成的再生粗骨料,所述的细骨料为天然原料，半干硬性混凝土的抗压强度大于等于30Mpa，其坍落度值小于10mm，稠度值小于20s。

所述的水泥为通用硅酸盐水泥强度等级32.5，减水剂为市售高效减水剂。

利用建筑废弃物制备的再生骨料半干硬性混凝土的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1) 对建筑废弃物进行预处理，去除杂物，保留废混凝土、废砖、废砂浆；

2) 对废混凝土、废砖、废砂浆破碎、筛分，制得粒径在4.75～31.5mm的颗粒物为再生粗骨料；

3) 按照配比将再生粗骨料、天然砂、水泥、水混合，另加少量粉煤灰、减水剂，搅拌均匀得到拌合物；

4) 将上述拌合物经振压成型，28天养护即得再生骨料半干硬性混凝土材料。

在建筑废弃物中废混凝土、废砖、废砂浆占70%以上，这些废弃物成份复杂，数量巨大，是处理建筑废弃物的重点和难点。半干硬性混凝土在建筑工程中基础工程占有很大比例，基础工程通常采用半干硬性混凝土。本发明为了将建筑废弃物资源化，将建筑废弃物用于制备半干硬性混凝土中的粗骨料，由于基础工程用料量大，可消耗大量的粗骨料。建筑废弃物制备的粗骨料与天然材料制备的粗骨料相比较，具有吸水性强，灰份多的特点，本发明再生骨料半干硬性混凝土与普通再生骨料混凝土相比，在强度和性能方面存在一定的差异，但因粉煤灰和减水剂的加入，再生骨料半干硬性混凝土的用水量和水泥用量均较少，抗压强度和抗折强度较高，收缩变形小，断板率小，可用来制备道路材料，以及砖用墙体材料，具有很高的推广应用价值。本发明可用建筑废弃物制备的粗骨料替代天然粗骨料50～100%，用粉煤灰替代水泥作胶凝剂10-40%。本发明一方面解决了大量建筑废弃物处理困难，以及由其造成的生态环境日益恶化等问题；另一方面，用建筑废弃物制造再生骨料替代天然骨料，可以减少建筑业对天然资源的的消耗，从而减少对天然砂石的开采，减少了天然骨料日益匮乏和大量砂石被开采对生态环境造成的破坏程度，保护了人类的生存环境，保证了人类社会的可持续发展，符合可持续发展的要求。本发明制备出的再生骨料半干硬性混凝土具有高强度、高耐磨性，可用于城市道路和房屋建筑等基础设施的建设。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细、完整的说明：

利用建筑废弃物制备的再生骨料半干硬性混凝土。依据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000），以C30混凝土配合比为基准，参考《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTG F30—2003）、《通用硅酸盐水泥》（GB 175-2007）和《粉煤灰混凝土应用技术规范》（GBJ 146—90）。

1、原料

由下述重量的原料组成,粗骨料1200～1320、细骨料580～620 、胶凝剂320～420、减水剂和水，所述的胶凝剂为水泥和粉煤灰,水泥占胶凝剂的60～90%、粉煤灰占胶凝剂的10～40%，减水剂为水泥量0.3～0.5%，水为150±10。各实施例的具体原料见表1。所述的粗骨料中含有50～100%由建筑废弃物制成的再生粗骨料,所述的细骨料为天然原料，半干硬性混凝土的抗压强度大于等于30 Mpa，其坍落度值小于10mm，稠度值小于20s。再生骨料半干硬性混凝土配比按《普通混凝土配合比设计规程》计算，混凝土大约1立方。

其中：

（1）    粗骨料为，城中村改造的建筑废弃物经人工分选、颚式破碎、振动筛分等工艺而得到的粒径在4.75mm～31.5mm范围内的再生粗骨料，主要成份为废混凝土、废砖、废砂浆。再生粗骨料级配是，粒径4.75 mm～9.5 mm的占 22%，粒径9.5mm ～19.0mm的占53%，粒径19.0mm ～31.5 mm的占25%。天然骨料为卵石、碎石。粗骨料的级配如表1,

（2）天然细骨料为普通建筑用河砂、山砂或石粉，最大粒径4.75mm，连续级配，它是2.500，1.250，0.630，0.315和 0.160mm等五种孔径的筛累计筛余百分率的总和。 

（3）水泥为矿渣硅酸盐水泥，强度等级32.5，水泥28天抗压强度为32.5 Mpa，水泥作为混凝土的胶凝材料，水泥凝浆对混凝土的质量起着决定性的作用，它的主要作用是：包裹在骨料表面并填充骨料的孔隙；在混凝土凝结硬化前作为集料之间的润滑材料起润滑作用，使混凝土拌和物具有适于施工的工作性；在混凝土凝结硬化时，增强骨料之间的粘结力，使混镜土达到所需要的强度、耐久性等。

（4）粉煤灰为云南省阳宗海发电厂干排灰。粉煤灰适量掺入混凝土中，可以部分取代水泥，不仅能节省水泥用量、降低混凝土成本，而且还能改善混凝土拌和物的和易性，由于粉煤灰具有活化作用，可增强再生骨料表面残余水泥砂浆的水化反应，还可以提高混凝土的密实性、抗渗性及耐化学腐蚀性等性能。

（5）减水剂为，昆明嘉生混凝土外加剂销售有限责任公司销售的天艺牌FDN-2高效减水剂，主要成份为：β—萘磺酸甲醛高缩合物。减水剂可节省拌和用水量，增加混凝土的流动性，改善混凝土的和易性，缩短工期，加快工程进程，还可节省工程水泥用量，具有很好的经济效益。同时还可以增强混凝土的强度。

2、制备方法：

（1）将再生粗骨料、细骨料、水泥、水混合，另加少量粉煤灰、减水剂，搅拌均匀，其中：水胶比为0.3～0.5、减水剂掺量为水泥量0.3～0.5%。 

（2）采用振压成型工艺，频率为2860分/次，振幅为0.5mm，上表面压强为0.6Mpa，振动时间为15s的条件下，进行养护，即可以得到再生骨料半干硬性混凝土。

（3）检验：在养护前检测坍落度、稠度。所制备的再生骨料半干硬性混凝土28天抗压强度值39.54Mpa，其坍落度值8mm，稠度值14s。

3、用途

利用建筑废弃物制备的再生骨料半干硬性混凝土可用来制备抗压强度在C30及以下强度要求的再生骨料混凝土道路材料和再生骨料混凝土砖。

表1

表2

Claims (3)

1.利用建筑废弃物制备的再生骨料半干硬性混凝土，其特征在于，由下述重量份的原料组成,粗骨料1200～1320、细骨料580～620 、胶凝剂320～420、减水剂和水，所述的胶凝剂为水泥和粉煤灰,水泥占胶凝剂的60～90%、粉煤灰占胶凝剂的10～40%，减水剂为水泥量0.3～0.5%，水为150±10，所述的粗骨料中含有50～100%由建筑废弃物制成的再生粗骨料,所述的细骨料为天然原料，半干硬性混凝土的抗压强度大于等于30Mpa，其坍落度值小于10mm，稠度值小于20s。

2.根据权利要求1所述的利用建筑废弃物制备的再生骨料半干硬性混凝土，其特征在于，所述的水泥为通用硅酸盐水泥强度等级32.5，减水剂为市售高效减水剂。

3.如权利要求1所述的利用建筑废弃物制备的再生骨料半干硬性混凝土的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1) 对建筑废弃物进行预处理，去除杂物，保留废混凝土、废砖、废砂浆；

2) 对废混凝土、废砖、废砂浆破碎、筛分，制得粒径在4.75～31.5mm的颗粒物为再生粗骨料；

3) 按照配比将再生粗骨料、天然砂、水泥、水混合，另加少量粉煤灰、减水剂，搅拌均匀得到拌合物；

4) 将上述拌合物经振压成型，28天养护即得再生骨料半干硬性混凝土材料。