CN103951333A - 一种道路废弃混凝土骨料制备的多孔混凝土及制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种道路废弃混凝土骨料制备的多孔混凝土及制备工艺，属于混凝土技术领域，具体的组分及质量配比为：再生骨料1000～1200份、钢渣500～600份、水泥250～300份、聚丙烯膜裂纤维2～6份、砂子100-200份、水150～200份和外加剂2～6份；其中，外加剂由高效减水剂10～15份、膨润土10～15份、天然橡胶乳胶10～15份、细铁粉10～15份、有机絮凝剂10～15份组成。本发明制备的多孔混凝土既符合国家要求，也符合植物生长的要求，可以广泛的应用在道路的两旁，保护的同时，用于绿化环境，具有重大的意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种多孔混凝土及制备工艺，具体是一种道路废弃混凝土骨料制备的多孔混凝土及制备工艺，属于混凝土技术领域。
背景技术
随着我国经济发展，城市化建设不断深入，城市的道路也在不断的扩展和重修，从而产生了大量废弃混凝土。传统的处理方法为填埋或是堆放，不仅耗用了大量的耕地及垃圾清运等建设费，而且给环境治理造成了很大的压力。
为了减轻上述的压力，多采用将废弃混凝土直接用作为多孔混凝土的骨料使用。多孔混凝土是一种具有特殊孔隙结构的混凝土，由特定级配的集料、水泥、水、外加剂等经特殊工艺制成。多孔混凝土必须有良好的透气、透水性能，使其广泛应用于城市的道路两侧、河道护坡、楼顶以及停车场等部位，能偶起到提高湿热交换能力，同时降低混凝土材料表面温度等作用。
然而，将废弃混凝土作为多孔混凝土的骨料时，往往存在骨料强度低、吸水率大的问题，直接利用会导致多孔混凝土强度偏低、收缩大等问题，从而达不到多孔混凝土的要求，影响了其正常的使用。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种道路废弃混凝土骨料制备的多孔混凝土及制备工艺，能将废弃混凝土回收利用作为骨料制备多孔混凝土，同时提高制备后的多孔混凝土的性能和强度，保证其正常的使用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种道路废弃混凝土骨料制备的多孔混凝土，具体的组分及质量配比为：再生骨料1000～1200份、钢渣500～600份、水泥250～300份、聚丙烯膜裂纤维2～6份、砂子100-200份、水150～200份和外加剂2～6份；其中，所述的再生骨料、钢渣以及水泥的组分及质量比例为4:2:1；所述的聚丙烯纤维和外加剂的组分及质量比例为1:1；外加剂由高效减水剂10～15份、膨润土10～15份、天然橡胶乳胶10～15份、细铁粉10～15份、有机絮凝剂10～15份组成。
进一步，具体的组分及质量配比为：再生骨料1000份、钢渣500份、水泥250份、聚丙烯膜裂纤维4份、砂子150份、水150份和外加剂4份。
进一步，具体的组分及质量配比为：再生骨料1080份、钢渣540份、水泥270份、聚丙烯膜裂纤维5份、砂子180份、水180份和外加剂5份。
进一步，具体的组分及质量配比为：再生骨料1200份、钢渣600份、水泥300份、聚丙烯膜裂纤维6份、砂子200份、水200份和外加剂6份。
进一步，在外加剂中，所述的高效减水剂、膨润土、天然橡胶乳胶、细铁粉、有机絮凝剂的组分及质量配比相同。
进一步，在外加剂中，所述的高效减水剂、膨润土、天然橡胶乳胶、细铁粉、有机絮凝剂均为12份。
进一步，在外加剂中，所述的高效减水剂为脂肪族高效减水剂。
针对上述提出的一种道路废弃混凝土骨料制备的多孔混凝土，具体的制备工艺如下：
（1）原料制备：
1）再生骨料的制备：选用道路改造后的废弃混凝土，在阳光下暴晒1-2小时后，使用人工或机械锤击或切割；粉碎为45-60cm粒径的颗粒后，再次暴晒1-2小时后，进行二次的锤击或切割；
粉碎为30-40cm粒径的颗粒后，采用级配为10～20振动筛进行筛选，并在逐渐递减的筛分时间段内将其筛分2-3次；
筛分结束后，在再生骨料的表面涂抹15%-20%的水玻璃溶液，且涂抹均匀，待水玻璃溶液完全进入到再生骨料内部后，将再生骨料转移至干燥室中进行干燥和养护处理，在放置10-15天后取出。
2）钢渣的制备：将以转炉渣或平炉渣为主要成分的钢渣，使用人工或机械进行预粉碎后，再进行烘烤，待其完全干燥后停止，随后将热闷后粉化的钢渣中大块的渣钢已经与钢渣分离,首先进行大块渣钢磁选,然后钢渣经过多级破碎筛分磁选后,提取渣钢；
3）外加剂的制备：将高效减水剂、膨润土、天然橡胶乳胶、细铁粉、有机絮凝剂按需要的组分及质量进行配比，同时将入水进行混合，待混合液的表面无气泡后停止；
（2）原料的初步混合：在常温状态下，将处理后的再生骨料、钢渣、水泥按照4:2:1的比列放入至搅拌容器中混合，并加入聚丙烯膜裂纤维、沙子以及2/3混合好的外加剂，随后加入与上述原料质量配比的水进行搅拌，搅拌40-60s之后，再加入与上述原料质量配比的水进行搅拌,得到初步的混合料；
（3）出料：在常温状态下，在步骤（2）中形成的初步的混合料中加入剩下的1/3混合好的外加剂，同时加入相同质量配比的水进行搅拌，搅拌80-100s之后形成最终的混合料并出料；
（4）存放与再处理：将步骤（3）中形成的最终的混合料放置在阴凉干燥的地方10-15天后取出，在其表面涂抹5%-10%的硅粉浆液，待其完全进入到混合料后，将其铺平并放置在太阳底下暴晒1-2小时后，形成多孔混凝土。
进一步，在步骤（2）原料的初步混合中，在常温状态下，将处理后一半的再生骨料、钢渣、水泥按照4:2:1的比列放入至搅拌容器中混合，并加入一半聚丙烯膜裂纤维、沙子以及1/3混合好的外加剂，随后加入与上述原料质量配比的水进行搅拌，搅拌40-60s之后，再加入与上述原料质量配比的水进行搅拌；待混合料表面稳定，无漂浮物后，再次加入剩下一半的再生骨料、钢渣、水泥按照4:2:1的比列放入至搅拌容器中混合，并加入一半聚丙烯膜裂纤维、沙子以及1/3混合好的外加剂，随后加入与上述原料质量配比的水进行搅拌，搅拌40-60s之后，再加入与上述原料质量配比的水进行搅拌，并得到初步的混合料；其中，第二次搅拌时所加入水的温度为40-50℃。
进一步，在步骤（4）存放与再处理的过程中，将步骤（3）中形成的最终的混合料放置在阴凉干燥的地方10-15天后取出，在其表面涂抹8%的硅粉浆液，硅粉浆液的温度为30-40待其完全进入到混合料后，将其铺平并放置在太阳底下暴晒1-2小时后，形成多孔混凝土。
对比现有的技术，本发明的配方中，再生骨料、钢渣以及水泥的组分及质量比例为4:2:1；所述的聚丙烯纤维和外加剂的组分及质量比例为1:1；上述质量的配比确保了在混合时能够各个组分能够充分混合，以便于在制备过程中控制，不会产生太多多余的杂物。同时，在配方中，加入聚丙烯纤维，提高制备出的多孔混凝土的抗拉强度；同时，在配方中加入了外加剂，包括高效减水剂、膨润土、天然橡胶乳胶、细铁粉、有机絮凝剂，改善了混凝土的酸碱值，提高了制备出的多孔混凝土的透气、透水等性能，以及快速的凝结性能。
在原材料的制备过程中，再生骨料粉碎为30-40cm粒径的颗粒后，同时采用级配为10～20振动筛进行筛选，并在逐渐递减的筛分时间段内将其筛分2-3次，确保再生骨料每个颗粒的大小，便于混合，在此基础上，在再生骨料的表面涂抹上水玻璃溶液，提高其表面和内部的强度；其次，在原料的配比中增加了钢渣，有效增加后期多孔混凝土的抗压强度。
在原料的制备工艺过程中，分为两次混合和加入外加剂，确保其能够更好的融合到混凝土中，确保其性能的稳定性。且在两次搅拌混合，晾干后在取出，并在其表面再次涂抹8%的硅粉浆液，进一步确保其表面的抗压强度和稳定性。
经多次试验证明，结合本发明的配方和制备方法，本发明的多孔混凝土符合并提高了国家标准中多孔混凝土的性能和强度；同时，由于外加剂的使用，改变了混凝土的酸碱值，从而为植物在其孔隙内部生长所需的环境，可应用于绿化道路护坡与路边坡等地，具有广泛的环保价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例和实验数据对本发明作进一步说明。
本发明的基本配比为：一种道路废弃混凝土骨料制备的多孔混凝土，具体的组分及质量配比为：再生骨料1000～1200份、钢渣500～600份、水泥250～300份、聚丙烯膜裂纤维2～6份、砂子100-200份、水150～200份和外加剂2～6份；其中，所述的再生骨料、钢渣以及水泥的组分及质量比例为4:2:1；所述的聚丙烯纤维和外加剂的组分及质量比例为1:1；外加剂由高效减水剂10～15份、膨润土10～15份、天然橡胶乳胶10～15份、细铁粉10～15份、有机絮凝剂10～15份组成。
下面结合实验和实验数据进一步阐述：
实施例1
实验时间：2013年10月20日
实施地点：实验室
室温：常温20-25℃
实验器材：级配为10～20的振动筛，粉碎机，搅拌器
实验周期：30天
原料的具体的组分及质量配比为：再生骨料1000kg、钢渣500kg、水泥250kg、聚丙烯膜裂纤维4kg、砂子150kg、水150kg和外加剂4kg，其中，在外加剂中，高效减水剂、膨润土、天然橡胶乳胶、细铁粉、有机絮凝剂均为0.8 kg。
实验过程：
（1）原料制备：1）再生骨料的制备：选用道路改造后的废弃混凝土，在阳光下暴晒1-2小时后，使用粉碎机粉碎，粉碎为45-60cm粒径的颗粒后，再次暴晒1-2小时后，进行二次的粉碎；粉碎为30-40cm粒径的颗粒后，采用级配为10～20振动筛进行筛选，并在逐渐递减的筛分时间段内将其筛分2-3次；筛分结束后，在再生骨料的表面涂抹15%-20%的水玻璃溶液，且涂抹均匀，待水玻璃溶液完全进入到再生骨料内部后，将再生骨料转移至干燥室中进行干燥和养护处理，在放置10-15天后取出。
2）外加剂的制备：将高效减水剂、膨润土、天然橡胶乳胶、细铁粉、有机絮凝剂按需要的组分及质量进行配比，同时将入水进行混合，待混合液的表面无气泡后停止；
（2）原料的初步混合：在常温状态下，将处理后的再生骨料、钢渣、水泥放入至搅拌容器中混合，并加入聚丙烯膜裂纤维、沙子以及2/3混合好的外加剂，随后加入与上述原料质量配比的水进行搅拌，搅拌40-60s之后，再加入与上述原料质量配比的水进行搅拌,得到初步的混合料；
（3）出料：在常温状态下，在步骤（2）中形成的初步的混合料中加入剩下的1/3混合好的外加剂，同时加入相同质量配比的水进行搅拌，搅拌80-100s之后形成最终的混合料并出料；
（4）存放与再处理：将步骤（3）中形成的最终的混合料放置在阴凉干燥的地方10-15天后取出，在其表面涂抹5%-10%的硅粉浆液，待其完全进入到混合料后，将其铺平并放置在太阳底下暴晒1-2小时后，形成多孔混凝土。
实施例性能结果
注：编号A-C多孔混凝土主要满足的是透水性能、强度指标，对pH值无要求。编号D-F多孔混凝土主要满足的是植生性能，一般要求具有一定的抗压强度，同时pH值要满足植物生长的需要。
实施例2
实验时间：2014年1月20日
实施地点：车间
室温：常温20-25℃
实验器材：级配为5～15的振动筛，粉碎机，搅拌器
实验周期：35天
原料的具体的组分及质量配比为：再生骨料1080kg、钢渣540kg、水泥270kg、聚丙烯膜裂纤维5kg、砂子180kg、水180kg和外加剂5kg其中，在外加剂中，高效减水剂、膨润土、天然橡胶乳胶、细铁粉、有机絮凝剂均为0.83 kg。
实验过程：
（1）原料制备：1）再生骨料的制备：选用道路改造后的废弃混凝土，在阳光下暴晒1-2小时后，使用粉碎机粉碎，粉碎为45-60cm粒径的颗粒后，再次暴晒1-2小时后，进行二次的粉碎；粉碎为30-40cm粒径的颗粒后，采用级配为10～20振动筛进行筛选，并在逐渐递减的筛分时间段内将其筛分2-3次；筛分结束后，在再生骨料的表面涂抹15%-20%的水玻璃溶液，且涂抹均匀，待水玻璃溶液完全进入到再生骨料内部后，将再生骨料转移至干燥室中进行干燥和养护处理，在放置10-15天后取出。
2）外加剂的制备：将高效减水剂、膨润土、天然橡胶乳胶、细铁粉、有机絮凝剂按需要的组分及质量进行配比，同时将入水进行混合，待混合液的表面无气泡后停止；
（2）原料的初步混合：在常温状态下，将处理后的再生骨料、钢渣、水泥放入至搅拌容器中混合，并加入聚丙烯膜裂纤维、沙子以及2/3混合好的外加剂，随后加入与上述原料质量配比的水进行搅拌，搅拌40-60s之后，再加入与上述原料质量配比的水进行搅拌,得到初步的混合料；
（3）出料：在常温状态下，在步骤（2）中形成的初步的混合料中加入剩下的1/3混合好的外加剂，同时加入相同质量配比的水进行搅拌，搅拌80-100s之后形成最终的混合料并出料；
（4）存放与再处理：将步骤（3）中形成的最终的混合料放置在阴凉干燥的地方10-15天后取出，在其表面涂抹5%-10%的硅粉浆液，待其完全进入到混合料后，将其铺平并放置在太阳底下暴晒1-2小时后，形成多孔混凝土。
实施例性能结果
| 多孔混凝土 | 抗压强度/Mpa | 抗折强度/Mpa | 透水系数(mm/s) | pH值 |
| A | 25 | 2.6 | 1.3 | |
| B | 24 | 2.9 | 1.6 | |
| C | 24 | 3.4 | 2.3 | |
| D | 18 | 8.2 | ||
| E | 18 | 8.3 | ||
| F | 18 | 8.1 |
注：编号A-C多孔混凝土主要满足的是透水性能、强度指标，对pH值无要求。编号D-F多孔混凝土主要满足的是植生性能，一般要求具有一定的抗压强度，同时pH值要满足植物生长的需要。
实施例3
实验时间：2014年2月20日
实施地点：实验室
室温：常温20-25℃
实验器材：级配为5～15的振动筛，粉碎机，搅拌器
实验周期：40天
原料的具体的组分及质量配比为：再生骨料1200kg、钢渣600kg、水泥300kg、聚丙烯膜裂纤维6kg、砂子200kg、水200kg和外加剂6kg其中，在外加剂中，高效减水剂、膨润土、天然橡胶乳胶、细铁粉、有机絮凝剂均为1 kg。
实验过程：
（1）原料制备：1）再生骨料的制备：选用道路改造后的废弃混凝土，在阳光下暴晒1-2小时后，使用粉碎机粉碎，粉碎为45-60cm粒径的颗粒后，再次暴晒1-2小时后，进行二次的粉碎；粉碎为30-40cm粒径的颗粒后，采用级配为10～20振动筛进行筛选，并在逐渐递减的筛分时间段内将其筛分2-3次；筛分结束后，在再生骨料的表面涂抹15%-20%的水玻璃溶液，且涂抹均匀，待水玻璃溶液完全进入到再生骨料内部后，将再生骨料转移至干燥室中进行干燥和养护处理，在放置10-15天后取出。
2）外加剂的制备：将高效减水剂、膨润土、天然橡胶乳胶、细铁粉、有机絮凝剂按需要的组分及质量进行配比，同时将入水进行混合，待混合液的表面无气泡后停止；
（2）原料的初步混合：在常温状态下，将处理后的再生骨料、钢渣、水泥放入至搅拌容器中混合，并加入聚丙烯膜裂纤维、沙子以及2/3混合好的外加剂，随后加入与上述原料质量配比的水进行搅拌，搅拌40-60s之后，再加入与上述原料质量配比的水进行搅拌,得到初步的混合料；
（3）出料：在常温状态下，在步骤（2）中形成的初步的混合料中加入剩下的1/3混合好的外加剂，同时加入相同质量配比的水进行搅拌，搅拌80-100s之后形成最终的混合料并出料；
（4）存放与再处理：将步骤（3）中形成的最终的混合料放置在阴凉干燥的地方10-15天后取出，在其表面涂抹5%-10%的硅粉浆液，待其完全进入到混合料后，将其铺平并放置在太阳底下暴晒1-2小时后，形成多孔混凝土。
实施例性能结果
| 多孔混凝土 | 抗压强度/Mpa | 抗折强度/Mpa | 透水系数(mm/s) | pH值 |
| A | 26 | 2.6 | 1.3 | |
| B | 24 | 2.9 | 1.6 | |
| C | 25 | 3.4 | 2.3 | |
| D | 15 | 8.1 | ||
| E | 18 | 8.3 | ||
| F | 18 | 8.4 |
注：编号A-C多孔混凝土主要满足的是透水性能、强度指标，对pH值无要求。编号D-F多孔混凝土主要满足的是植生性能，一般要求具有一定的抗压强度，同时pH值要满足植物生长的需要。
结合实验数据所示，本发明符合国家制定的对多孔混凝土的性能标准，且酸碱性符合植物的生长，同时，发明的配方中，再生骨料、钢渣以及水泥的组分及质量比例为4:2:1；所述的聚丙烯纤维和外加剂的组分及质量比例为1:1；上述质量的配比确保了在混合时能够各个组分能够充分混合，且性能稳定。
综上所述，本发明既符合国家要求，也符合植物生长的要求，可以广泛的应用在道路的两旁，保护的同时，用于绿化环境，具有重大的意义。
Claims (10)
1.一种道路废弃混凝土骨料制备的多孔混凝土，其特征在于，具体的组分及质量配比为：再生骨料1000～1200份、钢渣500～600份、水泥250～300份、聚丙烯膜裂纤维2～6份、砂子100-200份、水150～200份和外加剂2～6份；
其中，所述的再生骨料、钢渣以及水泥的组分及质量比例为4:2:1；所述的聚丙烯纤维和外加剂的组分及质量比例为1:1；
所述的外加剂由高效减水剂10～15份、膨润土10～15份、天然橡胶乳胶10～15份、细铁粉10～15份、有机絮凝剂10～15份组成。
2.根据权利要求1所述的一种道路废弃混凝土骨料制备的多孔混凝土，其特征在于，具体的组分及质量配比为：再生骨料1000份、钢渣500份、水泥250份、聚丙烯膜裂纤维4份、砂子150份、水150份和外加剂4份。
3.根据权利要求1所述的一种道路废弃混凝土骨料制备的多孔混凝土，其特征在于，具体的组分及质量配比为：再生骨料1080份、钢渣540份、水泥270份、聚丙烯膜裂纤维5份、砂子180份、水180份和外加剂5份。
4.根据权利要求1所述的一种道路废弃混凝土骨料制备的多孔混凝土，其特征在于，具体的组分及质量配比为：再生骨料1200份、钢渣600份、水泥300份、聚丙烯膜裂纤维6份、砂子200份、水200份和外加剂6份。
5.根据权利要求1所述的一种道路废弃混凝土骨料制备的多孔混凝土，其特征在于，在外加剂中，所述的高效减水剂、膨润土、天然橡胶乳胶、细铁粉、有机絮凝剂的组分及质量配比相同。
6.根据权利要求5所述的一种道路废弃混凝土骨料制备的多孔混凝土，其特征在于，在外加剂中，所述的高效减水剂、膨润土、天然橡胶乳胶、细铁粉、有机絮凝剂均为12份。
7.根据权利要求1或5所述的一种道路废弃混凝土骨料制备的多孔混凝土，其特征在于，在外加剂中，所述的高效减水剂为脂肪族高效减水剂。
8.根据权利要求1所述的一种道路废弃混凝土骨料制备的多孔混凝土，其特征在于，具体的制备工艺如下：
（1）原料制备：1）再生骨料的制备：选用道路改造后的废弃混凝土，在阳光下暴晒1-2小时后，使用人工或机械锤击或切割；粉碎为45-60cm粒径的颗粒后，再次暴晒1-2小时后，进行二次的锤击或切割；
粉碎为30-40cm粒径的颗粒后，采用级配为10～20振动筛进行筛选，并在逐渐递减的筛分时间段内将其筛分2-3次；
筛分结束后，在再生骨料的表面涂抹15%-20%的水玻璃溶液，且涂抹均匀，待水玻璃溶液完全进入到再生骨料内部后，将再生骨料转移至干燥室中进行干燥和养护处理，在放置10-15天后取出。
2）钢渣的制备：将以转炉渣或平炉渣为主要成分的钢渣，使用人工或机械进行预粉碎后，再进行烘烤，待其完全干燥后停止，随后将热闷后粉化的钢渣中大块的渣钢已经与钢渣分离,首先进行大块渣钢磁选,然后钢渣经过多级破碎筛分磁选后,提取渣钢；
3）外加剂的制备：将高效减水剂、膨润土、天然橡胶乳胶、细铁粉、有机絮凝剂按需要的组分及质量进行配比，同时将入水进行混合，待混合液的表面无气泡后停止；
（2）原料的初步混合：在常温状态下，将处理后的再生骨料、钢渣、水泥按照4:2:1的比列放入至搅拌容器中混合，并加入聚丙烯膜裂纤维、沙子以及2/3混合好的外加剂，随后加入与上述原料质量配比的水进行搅拌，搅拌40-60s之后，再加入与上述原料质量配比的水进行搅拌,得到初步的混合料；
（3）出料：在常温状态下，在步骤（2）中形成的初步的混合料中加入剩下的1/3混合好的外加剂，同时加入相同质量配比的水进行搅拌，搅拌80-100s之后形成最终的混合料并出料；
（4）存放与再处理：将步骤（3）中形成的最终的混合料放置在阴凉干燥的地方10-15天后取出，在其表面涂抹5%-10%的硅粉浆液，待其完全进入到混合料后，将其铺平并放置在太阳底下暴晒1-2小时后，形成多孔混凝土。
9.根据权利要求8所述的一种道路废弃混凝土骨料制备的多孔混凝土，其特征在于，在步骤（2）原料的初步混合中，在常温状态下，将处理后一半的再生骨料、钢渣、水泥按照4:2:1的比列放入至搅拌容器中混合，并加入一半聚丙烯膜裂纤维、沙子以及1/3混合好的外加剂，随后加入与上述原料质量配比的水进行搅拌，搅拌40-60s之后，再加入与上述原料质量配比的水进行搅拌；待混合料表面稳定，无漂浮物后，再次加入剩下一半的再生骨料、钢渣、水泥按照4:2:1的比列放入至搅拌容器中混合，并加入一半聚丙烯膜裂纤维、沙子以及1/3混合好的外加剂，随后加入与上述原料质量配比的水进行搅拌，搅拌40-60s之后，再加入与上述原料质量配比的水进行搅拌，并得到初步的混合料；其中，第二次搅拌时所加入水的温度为40-50℃。
10.根据权利要求8所述的一种道路废弃混凝土骨料制备的多孔混凝土，其特征在于，在步骤（4）存放与再处理的过程中，将步骤（3）中形成的最终的混合料放置在阴凉干燥的地方10-15天后取出，在其表面涂抹8%的硅粉浆液，硅粉浆液的温度为30-40待其完全进入到混合料后，将其铺平并放置在太阳底下暴晒1-2小时后，形成多孔混凝土。
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