CN103819154A

CN103819154A - 一种以废弃瓷质砖为粗、细骨料的再生混凝土及其制备方法

Info

Publication number: CN103819154A
Application number: CN201410019559.9A
Authority: CN
Inventors: 彭立; 徐暘; 王功勋; 肖燕; 聂忆华
Original assignee: HUNAN COMMUNICATION PLANNING AND PROSPECTING DESIGN ACADEMY
Current assignee: HUNAN COMMUNICATION PLANNING AND PROSPECTING DESIGN ACADEMY; Hunan Provincial Communications Planning Survey and Design Institute Co Ltd
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2014-01-16
Publication date: 2014-05-28

Abstract

本发明公开了一种以废弃瓷质砖为粗、细骨料的再生混凝土及其制备方法，该再生混凝土的原料组分包括水泥、废弃瓷质砖粗骨料、废弃瓷质砖细骨料和水。制备方法包括将水泥、废弃瓷质砖粗骨料、废弃瓷质砖细骨料混合后预拌，然后加水搅拌均匀，得到混凝土拌合料；将混凝土拌合料浇筑至混凝土试模中，经振动成型后，得到带模混凝土试块；先对带模混凝土试块进行养护，养护后拆模，将拆模后的混凝土试块置于养护室内继续养护，得到再生混凝土。本发明的再生混凝土原料来源广泛、质量稳定、吸水率低、强度高、且有利于节约资源，制备方法简单方便、成本低廉、且对环境友好。

Description

一种以废弃瓷质砖为粗、细骨料的再生混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑材料，具体涉及一种利用废弃瓷质砖为粗、细骨料的再生混凝土及其制备方法。

背景技术

在建筑领域中，混凝土是使用量最大的一类建筑材料，而混凝土的配制需要大量使用传统的河沙及碎石，从而导致我国自然资源的日益紧张。由于采砂、采石等方式对环境及资源的不可恢复性的破坏，当务之急便是寻找相应的替代材料。为了达到节约资源，改善建筑物功能的目的，各种各样的新型建筑材料得到了发展。以目前应用较为广泛的再生混凝土为例，其主要以废弃的混凝土经破碎分选为粗、细骨料，再配制而成。该再生粗、细集料因表面覆盖有砂浆层或在破碎过程中产生裂纹，导致再生集料吸水率偏大、强度降低，致使配制的再生混凝土普遍存在强度较低、收缩较大等问题。针对这些问题进行研究，对新型建筑材料的发展方向起着非常重要的作用。

我国是陶瓷生产大国，随着社会经济及陶瓷工业的快速发展，陶瓷工业废料日益增多，特别是近20年的高速发展，陶瓷业随着产量的增加，废料的数量越来越多。根据不完全统计：2012年，全国瓷质砖的总产量达62.03亿平方米。瓷质砖在抛光、存储、运输过程中，会产生大量的废品，即废瓷质砖。与此同时，瓷质砖在施工、使用、废弃后亦会产生大量的废弃物。目前，这些废弃瓷质砖主要采用填埋处理，这种处理方式耗费人力物力，还占用大量土地资源。如何变废为宝，化废料为资源，已经成为科技和环保部门的当务之急。有人利用废弃瓷质砖磨成的废瓷粉生产再生陶瓷砖，但是废瓷粉粉磨成原料所需的细度要消耗大量能源，同时废瓷粉的掺量相对较小，且再生陶瓷砖的性能受原材料成分的影响而波动较大，因而，难以大规模地推广应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种原料来源广泛、质量稳定、吸水率低、强度高、且有利于节约资源的以废弃瓷质砖为粗、细骨料的再生混凝土，还相应提供一种工艺简单方便、成本低廉、对环境友好的以废弃瓷质砖为粗、细骨料的再生混凝土的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种以废弃瓷质砖为粗、细骨料的再生混凝土，所述再生混凝土的原料组分包括水泥、废弃瓷质砖粗骨料、废弃瓷质砖细骨料和水。

上述的再生混凝土中，优选的，所述再生混凝土的原料组分按质量分数计，所述水泥为20%～25%，所述废弃瓷质砖粗骨料为40%～45%，所述废弃瓷质砖细骨料为20%～25%，所述水为10%～15%。

上述的再生混凝土中，优选的，所述废弃瓷质砖粗骨料和所述废弃瓷质砖细骨料均由陶瓷厂的废弃瓷质砖破碎分级而成，或者均由建筑垃圾中经分拣的废弃瓷质砖破碎分级而成。

上述的再生混凝土中，优选的，设所述废弃瓷质砖粗骨料的颗粒粒径为d₁，所述废弃瓷质砖细骨料的颗粒粒径为d₂，则5mm≤d₁≤20mm，0.16mm≤d₂＜5mm。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种以废弃瓷质砖为粗、细骨料的再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：

（1）配料：将水泥、废弃瓷质砖粗骨料、废弃瓷质砖细骨料和水按以下质量分数进行配料：水泥为20%～25%，废弃瓷质砖粗骨料为40%～45%，废弃瓷质砖细骨料为20%～25%，水为10%～15%；先将配好的水泥、废弃瓷质砖粗骨料、废弃瓷质砖细骨料混合后预拌，然后加水搅拌均匀，得到混凝土拌合料；

（2）振动成型：将混凝土拌合料浇筑至混凝土试模中，经振动成型后，得到带模混凝土试块；

（3）养护：先对带模混凝土试块进行养护，养护后拆模，将拆模后的混凝土试块置于养护室内继续养护，得到再生混凝土。

上述的制备方法中，优选的，所述步骤（1）中，所述废弃瓷质砖粗骨料和所述废弃瓷质砖细骨料均由陶瓷厂的废弃瓷质砖破碎分级而成，或者均由建筑垃圾中经分拣的废弃瓷质砖破碎分级而成；设所述废弃瓷质砖粗骨料的颗粒粒径为d₁，所述废弃瓷质砖细骨料的颗粒粒径为d₂，则5mm≤d₁≤20mm，0.16mm≤d₂＜5mm。

上述的制备方法中，优选的，所述步骤（1）中，所述预拌的时间为30s～90s，所述搅拌的时间为2min～3min。

上述的制备方法中，优选的，所述步骤（2）中，所述振动成型的时间为20s～90s。

上述的制备方法中，优选的，所述步骤（3）中，所述步骤（3）中，所述带模混凝土试块养护前先在其表面洒水覆上一层水膜，然后在试块表面覆盖塑料薄膜，再置于室内在自然条件下养护；所述带模混凝土试块的养护时间为24h～48h。

上述的制备方法中，优选的，所述步骤（3）中，所述拆模后的混凝土试块养护时间为26天～27天，所述养护室内的温度为20℃±2℃，相对湿度在95%以上；所述拆模后的混凝土试块在养护时置放于铁架或木架上，混凝土试块之间的间距为10mm～20mm。

本发明中，水泥通常采用市售的硅酸盐水泥，水通常采用普通自来水。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的再生混凝土以废弃瓷质砖为粗、细骨料，原材料来源丰富，质量稳定，由于废弃瓷质砖具有吸水率低、硬度和强度高的特点，有利于提高再生混凝土的性能，节约资源。

（2）本发明以废弃瓷质砖为粗、细骨料制备再生混凝土，有利于消化陶瓷企业排放的废渣，同时也能有效减少因开采砂、石等造成的对自然资源的消耗和对自然环境的破坏，生成强度符合工程要求且又环保的再生混凝土，既保护了环境，又使工业固体废弃物得到有效利用。

（3）本发明中再生混凝土的制备方法不需要将废弃瓷质砖磨成废瓷粉，大大地降低了能源消耗，施工方便，生产效率提高，且对环境友好。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

实施例1：

一种本发明的以废弃瓷质砖为粗、细骨料的再生混凝土，该再生混凝土由水泥、废弃瓷质砖粗骨料、废弃瓷质砖细骨料和水组成，各原料按质量分数计，水泥为22.5%，废弃瓷质砖粗骨料为44%，废弃瓷质砖细骨料为23.5%，水为10%。废弃瓷质砖粗骨料和废弃瓷质砖细骨料均由陶瓷厂的废弃瓷质砖破碎分级而成，设废弃瓷质砖粗骨料的颗粒粒径为d₁，废弃瓷质砖细骨料的颗粒粒径为d₂，则5mm≤d₁≤20mm，0.16mm≤d₂＜5mm。

一种上述本实施例的以废弃瓷质砖为粗、细骨料的再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：

（1）备料：将陶瓷厂的废弃瓷质砖经初级破碎后，再送入颚式破碎机破碎，根据颗粒大小进行分级，废弃瓷质砖粗骨料的颗粒粒径d₁满足：5mm≤d₁≤20mm，废弃瓷质砖细骨料的颗粒粒径d₂满足：0.16mm≤d₂＜5mm。

（2）配料：将水泥、废弃瓷质砖粗骨料、废弃瓷质砖细骨料和水按以下质量分数进行配料：水泥为22.5%、废弃瓷质砖粗骨料为44%、废弃瓷质砖细骨料为23.5%、水为10%。先将配好的固体物料送至机械搅拌机，预拌30s，再加水搅拌3min，待搅拌均匀后出料，即得混凝土拌合料。

（3）振动成型：将混凝土拌合料浇筑至普通混凝土立方体试模中，将混凝土拌合料带模置于混凝土振动台上进行机械振动成型，振动时间为30s，得到带模混凝土试块。

（4）养护：在带模混凝土试块表面洒水覆上一层水膜，避免用水直接冲淋，然后在试块表面覆盖塑料薄膜，再置于普通室内在自然条件下养护24h，养护后撤去试块表面的塑料薄膜，然后拆模；将拆模后的混凝土试块移入温度为20℃±2℃、相对湿度在95%以上的养护室内，置放于铁架上，混凝土试块之间的间距为20mm，在养护室内养护27d后取出，得到再生混凝土（即立方体再生混凝土试块）。

经检测，上述方法制备的混凝土拌合料的塌落度可达60mm，满足塑性混凝土的浇筑要求，上述方法养护后所得的立方体再生混凝土试块的抗压强度可达33MPa，达到C30混凝土的强度要求。

实施例2：

一种本发明的以废弃瓷质砖为粗、细骨料的再生混凝土，该再生混凝土由水泥、废弃瓷质砖粗骨料、废弃瓷质砖细骨料和水组成，各原料按质量分数计，水泥为25%，废弃瓷质砖粗骨料为45%，废弃瓷质砖细骨料为20%，水为10%。废弃瓷质砖粗骨料和废弃瓷质砖细骨料均由建筑垃圾中经分拣的废弃瓷质砖破碎分级而成，设废弃瓷质砖粗骨料的颗粒粒径为d₁，废弃瓷质砖细骨料的颗粒粒径为d₂，则5mm≤d₁≤20mm，0.16mm≤d₂＜5mm。

（1）备料：将建筑垃圾中经分拣的废弃瓷质砖经初级破碎后，再送入颚式破碎机破碎，根据颗粒大小进行分级，废弃瓷质砖粗骨料的颗粒粒径d₁满足：5mm≤d₁≤20mm，废弃瓷质砖细骨料的颗粒粒径d₂满足：0.16mm≤d₂＜5mm。

（2）配料：将水泥、废弃瓷质砖粗骨料、废弃瓷质砖细骨料和水按以下质量分数进行配料：水泥为25%、废弃瓷质砖粗骨料为45%、废弃瓷质砖细骨料为20%、水为10%。先将配好的固体物料送至机械搅拌机，预拌60s，再加水搅拌2min，待搅拌均匀后出料，即得混凝土拌合料。

（3）振动成型：将混凝土拌合料浇筑至普通混凝土立方体试模中，将混凝土拌合料带模置于混凝土振动台上进行机械振动成型，振动时间为90s，得到带模混凝土试块。

（4）养护：在带模混凝土试块表面洒水覆上一层水膜，避免用水直接冲淋，然后在试块表面覆盖塑料薄膜，再置于普通室内在自然条件下养护48h，养护后撤去试块表面的塑料薄膜，然后拆模；将拆模后的混凝土试块移入温度为20℃±2℃、相对湿度在95%以上的养护室内，置放于铁架上，混凝土试块之间的间距为10mm，在养护室内养护26d后取出，得到再生混凝土（即立方体再生混凝土试块）。

经检测，上述方法制备的混凝土拌合料的塌落度可达50mm，满足塑性混凝土的浇筑要求，上述方法养护后所得的立方体再生混凝土试块的抗压强度可达35MPa，达到C30混凝土的强度要求。

实施例3：

一种本发明的以废弃瓷质砖为粗、细骨料的再生混凝土，该再生混凝土由水泥、废弃瓷质砖粗骨料、废弃瓷质砖细骨料和水组成，各原料按质量分数计，水泥为20%，废弃瓷质砖粗骨料为40%，废弃瓷质砖细骨料为25%，水为15%。废弃瓷质砖粗骨料和废弃瓷质砖细骨料均由陶瓷厂的废弃瓷质砖破碎分级而成，设废弃瓷质砖粗骨料的颗粒粒径为d₁，废弃瓷质砖细骨料的颗粒粒径为d₂，则5mm≤d₁≤20mm，0.16mm≤d₂＜5mm。

（2）配料：将水泥、废弃瓷质砖粗骨料、废弃瓷质砖细骨料和水按以下质量分数进行配料：水泥为20%、废弃瓷质砖粗骨料为40%、废弃瓷质砖细骨料为25%、水为15%。先将配好的固体物料送至机械搅拌机，预拌90s后，再加水搅拌3min，待搅拌均匀后出料，即得混凝土拌合料。

（3）振动成型：将混凝土拌合料浇筑至普通混凝土立方体试模中，将混凝土拌合料带模置于混凝土振动台上进行机械振动成型，振动时间为20s，得到带模混凝土试块。

（4）养护：在带模混凝土试块表面洒水覆上一层水膜，避免用水直接冲淋，然后在试块表面覆盖塑料薄膜，再置于普通室内在自然条件下养护24h，养护后撤去试块表面的塑料薄膜，然后拆模；将拆模后的混凝土试块移入温度为20℃±2℃、相对湿度在95%以上的养护室内，置放于铁架上，混凝土试块之间的间距为20mm，在养护室内养护27d后取出，得到立方体再生混凝土试块。

经检测，上述方法制备的混凝土拌合料的塌落度可达90mm，满足塑性混凝土的浇筑要求，上述方法养护后所得的立方体再生混凝土试块的抗压强度可达22MPa，达到C20混凝土的强度要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种以废弃瓷质砖为粗、细骨料的再生混凝土，其特征在于，所述再生混凝土的原料组分包括水泥、废弃瓷质砖粗骨料、废弃瓷质砖细骨料和水。

2.根据权利要求1所述的再生混凝土，其特征在于，所述再生混凝土的原料组分按质量分数计，所述水泥为20%～25%，所述废弃瓷质砖粗骨料为40%～45%，所述废弃瓷质砖细骨料为20%～25%，所述水为10%～15%。

3.根据权利要求1或2所述的再生混凝土，其特征在于，所述废弃瓷质砖粗骨料和所述废弃瓷质砖细骨料均由陶瓷厂的废弃瓷质砖破碎分级而成，或者均由建筑垃圾中经分拣的废弃瓷质砖破碎分级而成。

4.根据权利要求1或2所述的再生混凝土，其特征在于，设所述废弃瓷质砖粗骨料的颗粒粒径为d₁，所述废弃瓷质砖细骨料的颗粒粒径为d₂，则5mm≤d₁≤20mm，0.16mm≤d₂＜5mm。

5.一种以废弃瓷质砖为粗、细骨料的再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述废弃瓷质砖粗骨料和所述废弃瓷质砖细骨料均由陶瓷厂的废弃瓷质砖破碎分级而成，或者均由建筑垃圾中经分拣的废弃瓷质砖破碎分级而成；设所述废弃瓷质砖粗骨料的颗粒粒径为d₁，所述废弃瓷质砖细骨料的颗粒粒径为d₂，则5mm≤d₁≤20mm，0.16mm≤d₂＜5mm。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述预拌的时间为30s～90s，所述搅拌的时间为2min～3min。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述振动成型的时间为20s～90s。

9.根据权利要求5～8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述带模混凝土试块养护前先在其表面洒水覆上一层水膜，然后在试块表面覆盖塑料薄膜，再置于室内在自然条件下养护；所述带模混凝土试块的养护时间为24h～48h。

10.根据权利要求5～8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述拆模后的混凝土试块养护时间为26天～27天，所述养护室内的温度为20℃±2℃，相对湿度在95%以上；所述拆模后的混凝土试块在养护时置放于铁架或木架上，混凝土试块之间的间距为10mm～20mm。