CN106045412B - 一种生态混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生态混凝土,以建筑废弃粘土砖制备的生态胶凝材料替代20~30%的水泥,以建筑废弃混凝土制备的再生细骨料替代0~50%的天然细骨料,以建筑废弃混凝土制备的再生粗骨料替代0~30%的天然粗骨料,配合水、泵送剂,配制C30、C40生态混凝土;本发明所提供的生态混凝土,有效利用建筑垃圾有用组分,变废为宝,节约资源,实现了建筑垃圾资源循环利用;配制的生态混凝土与普通混凝土性能相当,生产成本低,可大量应用于一般建筑工程。

Description

一种生态混凝土
技术领域
本发明属于建筑材料和资源循环领域,特别涉及一种生态混凝土。
背景技术
随着我国经济社会的迅速发展和城市化进程的快速推进,建设开发产生了大量建筑垃圾,其组成基本一致,主要是废弃砂、废弃粘土砖、废弃混凝土以及少量纸张、废塑料、织物、橡胶等轻物质和废旧金属等。目前绝大部分建筑垃圾采取堆放或填埋等方式处理,不仅占用了大量宝贵的土地资源,还会对环境造成严重污染。与此同时,大量建设项目的开工,又势必迫使人类不断开采更多天然资源。因此如何利用好建筑垃圾,使其变废为宝,已成为我国乃至全世界急需解决的难题。
众所周知,垃圾是放错了时间与位置的资源,将建筑垃圾中大量的建筑废弃粘土砖和混凝土通过合理工艺制备生态胶凝材料和再生粗、细骨料,用于配制生态混凝土,不但可缓解建筑垃圾带来的环境压力,还可以解决混凝土行业天然资源供应不足、原料成本过高等问题。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺点,本发明的目的在于提供一种生态混凝土,将建筑垃圾中分选出的建筑废弃粘土砖料制备生态胶凝材料替代部分水泥,将建筑垃圾中分选出的废弃混凝土料制备再生骨料替代部分天然骨料,配制C30、C40强度等级的生态混凝土。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种C30生态混凝土,包括如下组分:P·O 42.5水泥272kg~238kg,生态胶凝材料68kg~102kg,水160kg,泵送剂6.8kg~8.5kg,天然粗骨料820kg~1172kg,再生粗骨料0~352kg,天然细骨料360kg~720kg,再生细骨料0~360kg。
一种C40生态混凝土,包括如下组分:P·O 42.5水泥322kg~368kg,生态胶凝材料92kg~138kg,水165kg,泵送剂9.2kg~11.5kg,天然粗骨料1125kg~787kg,再生粗骨料0~338kg,天然细骨料690kg~345kg,再生细骨料0~345kg。
所述生态胶凝材料通过如下方式获取:
将经体积法分选出的建筑废弃粘土砖料通过磁选装置和轻物质分选装置去除铁质料和轻物质,经破碎设备破碎为尺寸≤50mm的块状砖料,磁选后通过立磨超细粉磨,制得比表面积≥500m2/kg的粘土砖粉,在粉磨过程中配入一定比例的化学激发剂,并与矿渣微粉复合,配制生态胶凝材料。
所述的建筑废弃粘土砖料从建筑垃圾中通过如下方式得到:
将建筑垃圾通过装载机喂入板式给料机,板式给料机将建筑垃圾送入分选机,利用体积法将建筑垃圾中废弃砂、废弃粘土砖、废弃混凝土分离,形成建筑废弃砂料、建筑废弃粘土砖料和建筑废弃混凝土料三种初级产品;其中,所述建筑废弃粘土砖料的主要成分为废弃粘土实心砖,还包含极少量粒径≤70mm混凝土块。
所述的化学激发剂为石膏、熟石灰、三异丙醇胺和二乙醇单异丙醇胺的一种或几种,加入量为:熟石灰1.5~7.5%,石膏4~6%,三异丙醇胺0.15~0.3‰,二乙醇单异丙醇胺0.15~0.3‰,均为粘土砖粉的质量百分比。
所述的矿渣微粉掺量为粘土砖粉质量的0%~40%,所述矿渣微粉的比表面积≥450m2/kg。
所述再生粗、细骨料通过如下方式获取:
将经体积法分选的废弃混凝土料通过一级破碎制得粒径≤80mm的粒状物料,通过磁选装置和轻物质分选装置去除铁质料和轻物质,而后通过二级破碎及筛分***制得不同粒径的骨料,按比例复合配制再生骨料,为进一步提高再生粗骨料强度、降低吸水率,配制的再生粗骨料经自磨整形后,通过化学增强剂对其进行强化保水,再生细骨料经水洗除去微粉及泥块,洗砂用水循环使用。在筛分破碎过程中,通过雾化装置除尘。
所述的建筑废弃混凝土通过如下方式获取:
将建筑垃圾通过装载机喂入板式给料机,板式给料机将建筑垃圾送入分选机,利用体积法将建筑垃圾中废弃砂、废弃粘土砖、废弃混凝土分离,形成建筑废弃砂料、建筑废弃粘土砖料和建筑废弃混凝土料三种初级产品;所述建筑废弃混凝土料,其主要成分为废弃建筑梁、板、柱混凝土块。
所述的二级破碎设备为反击式破碎机、圆锥式破碎机或立轴锤式破碎机,筛分***为振动筛,由自下而上筛孔尺寸为D1、D2、D3、D4的四层筛网组成,D4筛上物料返回二级破碎装置进行破碎后再次筛分,各级筛下料按粒径分别储存;其中D1为2.36mm,D2为4.75mm,D3为9.5mm,当二级破碎所用设备为反击式破碎机时,D4为26.5mm,当二级破碎所用设备为圆锥式破碎机或立轴锤式破碎机时,D4为31.5mm。
所述的复合配制为,D1、D2筛下料按比例复合中的一种为再生细骨料,D2、D3筛上料按比例复合制得再生粗骨料再生骨料,复合比例应使粗、细骨料满足颗粒级配要求,再生细骨料复合比例为D1筛下料:D2筛下料为70~100:30~0,再生粗骨料复合比例为D2筛上料:D3筛上料为30~50:70~50。
所述的强化保水为,将整形后的再生粗骨料加入化学强化剂溶液浸泡,其中,化学强化剂为聚乙烯醇或有机硅,当为聚乙烯醇时,聚乙烯醇溶液质量浓度为5‰,再生粗骨料浸泡时间为36~48h;当为有机硅时,将有机硅用水稀释5~6倍使用,再生粗骨料浸泡时间为12~24h。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明所提供的生态混凝土,有效利用建筑垃圾有用组分,变废为宝,节约资源,实现了建筑垃圾资源循环利用,具有显著的社会效益和环境效益。
(2)本发明所提供的生态混凝土,使用生态胶凝材料和再生骨料,生产成本低。
(3)本发明所提供的生态混凝土,配制的生态混凝土与普通混凝土性能相当,生产成本低,可大量应用于一般建筑工程。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例对本发明作进一步的阐述。
实施例1
一种C30生态混凝土:普通硅酸盐水泥(P·O42.5)245kg,生态胶凝材料95kg,天然细骨料400kg,再生细骨料320kg,水160kg,天然粗骨料900kg,再生粗骨料472kg,泵送剂7.5kg。测试配制的C30生态混凝土坍落度为230mm,7d抗压强度为30.7MPa,28d抗压强度为39.6MPa。
所述生态胶凝材料通过如下方式获取:
分选出的建筑废弃粘土砖料进破碎机前通过电磁除铁器、皮带机电磁滚筒和轻物质分选装置去除铁质料和轻物质后,经过细碎颚式破碎机破碎,制得尺寸≤50mm的块状砖料,块状砖料进立磨前,经电磁除铁器和皮带机电磁滚筒进一步去除铁质料后,通过立磨粉磨,粉磨过程中按0.02%的质量比加入三异丙醇胺,制得比表面积650m2/kg的粘土砖粉,掺入40%的比表面积为450m2/kg矿渣微粉,经混料机混合均匀,制得生态胶凝材料;按GB/T2847-2005《用于水泥中的火山灰质混合材料》检测,高活性生态胶凝材料28d抗压强度比为97%;
所述建筑废弃粘土砖料通过如下方式获取:
将建筑垃圾通过装载机喂入板式给料机,板式给料机将建筑垃圾送入分选机,利用体积法将建筑垃圾中废弃砂、废弃粘土砖、废弃混凝土分离,形成建筑废弃砂料、建筑废弃粘土砖料和建筑废弃混凝土料三种初级产品;其中,所述建筑废弃粘土砖料的主要成分为废弃粘土实心砖,还包含极少量粒径≤70mm混凝土块。
所述再生粗、细骨料通过如下方式获取:
步骤1,一级破碎:采用颚式破碎机对废弃混凝土料进行一级破碎,破碎后的混凝土粒径≤80mm。
步骤2,二级破碎:利用圆锥式破碎机对上述一级破碎后的混凝土进行二级破碎。
步骤3,筛分:将上述二级破碎后的混凝土颗粒,用皮带输送至四层振动筛,筛分成≤2.36mm,2.36mm~4.75mm,4.75mm~9.5mm,9.5mm~31.5mm,≥31.5mm五种粒径范围。其中≤2.36mm,2.36mm~4.75mm细骨料用皮带输送至细骨料堆场存放。4.75mm~9.5mm,9.5mm~31.5mm粗骨料用皮带输送至粗骨料堆场分别存放。粒径≥31.5mm的混凝土颗粒返回圆锥式破碎机再次破碎后筛分,如此循环往复。
步骤4,复配:粒径≤2.36mm的细骨料满足机制砂颗粒级配要求。将4.75mm~9.5mm,9.5mm~31.5mm范围内粗骨料按照质量比1:1比例通过皮带输送调制成公称粒径为5mm~31.5mm的连续级配再生粗骨料。
步骤5,粗骨料自磨整形:将配制的再生粗骨料通过传送带送至自磨机整形。
步骤6,粗骨料强化保水:将整形后的再生粗骨料浸入用水稀释6倍的有机硅溶液中,浸泡期间加以搅拌,以赶走再生粗骨料表面气泡,24h后捞出再生粗骨料,即为成品堆放。
步骤7,细骨料水洗:利用洗砂机对再生细骨料进行水洗,洗砂用水循环使用。
步骤8,除铁、轻物质分离及除尘:在鄂式破碎机后端,通过电磁除铁器、电磁滚筒的组合除铁方式以及轻物质分离器,去除混凝土颗粒中的铁质料和轻物质。在步骤1~5过程中,通过雾化除尘装置对粉尘进行处理。再生细骨料和再生粗骨料主要指标满足GB/T25176-2010《混凝土和砂浆用再生细骨料》、GB/T 25177-2010《混凝土用再生粗骨料》要求。
所述建筑废弃混凝土通过如下方式获取:
将建筑垃圾通过装载机喂入板式给料机,板式给料机将建筑垃圾送入分选机,利用体积法将建筑垃圾中废弃砂、废弃粘土砖、废弃混凝土分离,形成建筑废弃砂料、建筑废弃粘土砖料和建筑废弃混凝土料三种初级产品;所述建筑废弃混凝土料,其主要成分为废弃建筑梁、板、柱混凝土块。
实施例2
一种C30生态混凝土:普通硅酸盐水泥(P·O42.5)272kg,生态胶凝材料102kg,天然细骨料360kg,再生细骨料360kg,水160kg,天然粗骨料820kg,再生粗骨料352kg,泵送剂6.8kg。测试配制的C30生态混凝土坍落度为220mm,7d抗压强度为29.6MPa,28d抗压强度为38.8MPa。
所述生态胶凝材料和再生粗、细骨料获取方式同实施例1。
实施例3
一种C30生态混凝土:普通硅酸盐水泥(P·O42.5)238kg,生态胶凝材料68kg,天然细骨料720kg,水160kg,天然粗骨料1172kg,泵送剂8.5kg。测试配制的C30生态混凝土坍落度为230mm,7d抗压强度为31.2MPa,28d抗压强度为41.6MPa。
所述生态胶凝材料和再生粗、细骨料获取方式同实施例1。
实施例4
本发明所述一种C40生态混凝土:普通硅酸盐水泥(P·O42.5)350kg,生态胶凝材料110kg,天然细骨料480kg再生细骨料210kg,水165kg,天然粗骨料910kg,再生粗骨料215kg,泵送剂9.2kg。测试配制的C40生态混凝土坍落度为220mm,7d抗压强度为37.5MPa,28d抗压强度为49.3MPa。
所述生态胶凝材料和再生粗、细骨料获取方式同实施例1。
实施例5
本发明所述一种C40生态混凝土:普通硅酸盐水泥(P·O42.5)368kg,生态胶凝材料92kg,天然细骨料345kg再生细骨料345kg,水165kg,天然粗骨料787kg,再生粗骨料338kg,泵送剂9.8kg。测试配制的C40生态混凝土坍落度为220mm,7d抗压强度为36.9MPa,28d抗压强度为48.8MPa。
所述生态胶凝材料和再生粗、细骨料获取方式同实施例1。
实施例6
本发明所述一种C40生态混凝土:普通硅酸盐水泥(P·O42.5)322kg,生态胶凝材料138kg,天然细骨料690kg,水165kg,天然粗骨料1125kg,泵送剂11.5kg。测试配制的C40生态混凝土坍落度为220mm,7d抗压强度为36.1MPa,28d抗压强度为48.2MPa。
所述生态胶凝材料和再生粗、细骨料获取方式同实施例1。

Claims (5)

1.一种生态混凝土,包括如下组分:
P·O 42.5水泥272kg~238kg,生态胶凝材料68kg~102kg,水160kg,泵送剂6.8kg~8.5kg,天然粗骨料820kg~1172kg,再生粗骨料0~352kg,天然细骨料360kg~720kg,再生细骨料0~360kg;
从而构成C30生态混凝土;
或者,包括如下组分:
P·O 42.5水泥322kg~368kg,生态胶凝材料92kg~138kg,水165kg,泵送剂9.2kg~11.5kg,天然粗骨料1125kg~787kg,再生粗骨料0~338kg,天然细骨料690kg~345kg,再生细骨料0~345kg;
从而构成C40生态混凝土;
其特征在于,所述生态胶凝材料通过如下方式获取:
将经体积法分选出的建筑废弃粘土砖料通过磁选装置和轻物质分选装置去除铁质料和轻物质,经破碎设备破碎为尺寸≤50mm的块状砖料,磁选后通过立磨超细粉磨,制得比表面积≥500m2/kg的粘土砖粉,在粉磨过程中配入一定比例的化学激发剂,并与矿渣微粉复合,配制生态胶凝材料;
所述再生粗、细骨料通过如下方式获取:
将经体积法分选的建筑废弃混凝土料通过一级破碎制得粒径≤80mm的粒状物料,通过磁选装置和轻物质分选装置去除铁质料和轻物质,而后通过二级破碎及筛分***制得不同粒径的骨料,按比例复合配制再生骨料,在筛分破碎过程中,通过雾化装置除尘;
所述建筑废弃粘土砖料和建筑废弃混凝土料从建筑垃圾中通过如下方式得到:
将建筑垃圾通过装载机喂入板式给料机,板式给料机将建筑垃圾送入分选机,利用体积法将建筑垃圾中废弃砂、废弃粘土砖、废弃混凝土分离,形成建筑废弃砂料、建筑废弃粘土砖料和建筑废弃混凝土料三种初级产品;其中,所述建筑废弃粘土砖料的主要成分为废弃粘土实心砖,还包含极少量粒径≤70mm混凝土块;所述建筑废弃混凝土料,其主要成分为废弃建筑梁、板、柱混凝土块;
所述化学激发剂为石膏、熟石灰、三异丙醇胺和二乙醇单异丙醇胺的一种或几种,相应的加入量分别为:熟石灰1.5~5%,石膏4~6%,三异丙醇胺0.015~0.03%,二乙醇单异丙醇胺0.015~0.03%,均为粘土砖粉的质量百分比,所述矿渣微粉掺量为粘土砖粉质量的0%~40%,所述矿渣微粉的比表面积≥450m2/kg。
2.根据权利要求1所述的一种生态混凝土,其特征在于,所述二级破碎所用设备为反击式破碎机、圆锥式破碎机或立轴锤式破碎机,筛分***为振动筛,由自下而上筛孔尺寸为D1、D2、D3、D4的四层筛网组成,D4筛上物料返回二级破碎装置进行破碎后再次筛分,各级筛下料按粒径分别储存;其中D1为2.36mm,D2为4.75mm,D3为9.5mm,当二级破碎所用设备为反击式破碎机时,D4为26.5mm,当二级破碎所用设备为圆锥式破碎机或立轴锤式破碎机时,D4为31.5mm。
3.根据权利要求2所述的一种生态混凝土,其特征在于,D1筛下料、D2筛下料按比例复合中的一种为再生细骨料,D2、D3筛上料按比例复合制得再生粗骨料,复合比例应使粗、细骨料满足颗粒级配要求,再生细骨料复合比例为D1筛下料:D2筛下料为70~100:30~0,再生粗骨料复合比例为D2筛上料:D3筛上料为30~50:70~50。
4.根据权利要求1所述的一种生态混凝土,其特征在于,所述再生粗骨料通过自磨机进行自磨整形,整形后的再生粗骨料加入化学强化剂溶液浸泡,使其强化保水,其中,化学强化剂为聚乙烯醇或有机硅,当为聚乙烯醇时,聚乙烯醇溶液质量浓度为0.5%,再生粗骨料浸泡时间为36~48h;当为有机硅时,将有机硅用水稀释5~6倍使用,再生粗骨料浸泡时间为12~24h,从而进一步提高再生粗骨料强度、降低吸水率。
5.根据权利要求1所述的一种生态混凝土,其特征在于,利用洗砂机对再生细骨料进行水洗,除去微粉及泥块,洗砂用水循环使用。
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