CN110627433A - 一种再生骨料混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种再生骨料混凝土及其制备方法，所述混凝土包括以下重量份的组分：再生粗骨料40～50份、再生细骨料22～30份、水泥15～18份、活性无机添加剂2～4份、高效减水剂0.4～0.8份、洗浆水5～6份和水3～5份。本发明的混凝土选用建筑废弃物经破碎、分拣、筛分后得到的再生骨料替代天然骨料，再经与水泥、活性添加剂、减水剂、洗浆水、水拌合而成再生商品混凝土，解决了天然资源枯竭的不足，且绿色环保，强度满足C10、C15、C20、C25、C30要求，且本发明拌制的再生骨料商品混凝土具有和易性好、塌落度损失小，成本低等优势。

Description

一种再生骨料混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑浇筑工程技术领域，具体涉及一种再生骨料混凝土及其制备方法。
背景技术
商品混凝土作为一种建筑材料，已广泛应用建筑工程领域。目前的混凝土拌合站使用的骨料为无机天然的岩石经开采、破碎、筛分后得到的骨料再与河砂或水洗海砂、自来水经复合而成。天然岩石为不可再生的矿产资源，由于过去的过度开采而日趋枯竭。且天然岩石在开采过程中不可避免的带来生态破坏，环境污染等次生灾害，不符合国家主导的留住绿水青山的发展理念。另外混凝土拌合站清洗罐车及搅拌釜产生的大量含有一定固含量的水泥浆水直接倾倒或经沉淀、脱水处理也会造成环境污染或产生额外运营成本，同时也不环保不经济。
发明内容
本发明为解决现有技术处理的缺陷和不足，提供一种再生骨料混凝土及其制备方法。该再生骨料混凝土解决了天然资源枯竭的不足,且绿色环保，具有和易性好、塌落度损失小，成本低等优势。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种再生骨料混凝土，包括再生粗骨料、再生细骨料、水泥、洗浆水和水。
利用废弃混凝土生产再生骨料，可以节约工程成本，节约天然骨料开采费用和废弃混凝土处理费用，有着重要的经济效益和社会效益。但由于再生骨料表面含有大量的惰性微粉，与天然骨料相比，再生骨料的堆积密度和表观密度，都有所降低，再生骨料的含泥量远高于天然骨料，再生骨料混凝土的孔隙率高于天然骨料混凝土。再生骨料的性质决定了再生骨料混凝土具有如下的特点：需水量高，外加剂掺量高；坍落度经时损失大，收缩率大，再生骨料含泥含粉量高及成分复杂导致再生混凝土经时坍落度损失大，本发明通过拌和时使用了清洗罐车或拌和釜，具有一定活性的水泥浆水，水泥浆含有一定的化学活性，参与后期凝胶固化反应，有效弥补了大量使用再生骨料而引起的强度损失。且避免了因倾倒清洗浆水产生的污染或沉淀、脱水处理产生的额外费用，该混凝土绿色、经济、环保。
作为本发明再生骨料混凝土的优选实施方式，所述混凝土还包括活性无机添加剂和高效减水剂。本发明还通过添加粉煤灰、减水剂来提高再生混凝土的性能。
作为本发明再生骨料混凝土的优选实施方式，所述混凝土的各个组分按以下重量份计：再生粗骨料40～50份、再生细骨料22～30份、水泥15～18份、活性无机添加剂2～4份、高效减水剂0.4～0.8份、洗浆水5～6份和水3～5份。混凝土的组分的配比会影响综合性能，研究发现，当混凝土各个组分按照以下重量份配比进行组合时，混凝土各项性能较佳。
作为本发明再生骨料混凝土的优选实施方式，所述混凝土的各个组分按以下重量份计：再生粗骨料45份、再生细骨料26份、水泥17份、活性添加剂3份、减水剂0.6份、洗浆水5.5份和水4份。经过发明人的大量研究发现，当各个组分按照该特定的比例进行混合时，制备得到的混凝土拌合物及力学性能好，满足GB/T 50080-2016；GB/T 50081-2002相关指标要求；本发明再生骨料商品混凝土与普通商品混凝土有相近的拌和及力学性能。
作为本发明再生骨料混凝土的优选实施方式，所述再生粗骨料为建筑固体废弃物经破碎筛分后得到的再生料，粒径为5～31.5mm。
作为本发明再生骨料混凝土的优选实施方式，所述再生细骨料为建筑固体废弃物经破碎筛分后得到的再生料，粒径为0～5.0mm。
作为本发明再生骨料混凝土的优选实施方式，活性添加剂为微硅粉、粉煤灰、矿渣中的至少一种，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
作为本发明再生骨料混凝土的优选实施方式，所述洗浆水为混凝土拌和站清洗罐车或搅拌釜产生的水泥浆水；所述洗浆水的存放期为0～72小时。本发明采用的洗浆水为混凝土拌合站清洗罐车及搅拌釜产生的大量含有一定固含量的水泥浆水，可避免直接倾倒或经沉淀、脱水处理也会造成环境污染或产生额外运营成本的问题。
作为本发明再生骨料混凝土的优选实施方式，所述水泥浆水的固含量为5～10％，优选为7.5～8.5％。洗浆水的固含量会影响混凝土的性能，当洗浆水的固含量为7.5～8.5％时，混凝土各项性能更佳。
本发明还提供了一种再生骨料混凝土的制备方法，包括以下步骤：
1)将再生粗骨料、再生细骨料提前4～6小时用拌合水润湿至水饱和进行陈化处理；
2)将陈化后的再生粗骨料、再生细骨料、水泥、活性添加剂依次投入搅拌锅搅拌至均匀；
3)将洗浆水加入上述物料中继续搅拌至均匀；
4)将称量后的减水剂加入3)中继续搅拌至均匀；
5)在4)中补加自来水继续搅拌至要求的塌落度测试值，即得商品混凝土。
本发明通过对再生骨料提前4～6小时进行润湿至水饱和处理，有效降低了再生混凝土的塌落度经时损失。
本发明的有益效果：
1、本发明的混凝土选用建筑废弃物经破碎、分拣、筛分后得到的再生骨料替代天然骨料,再经与水泥、活性添加剂、减水剂、洗浆水和水拌合而成再生商品混凝土，解决了天然资源枯竭的不足,且绿色环保。且本发明拌制的再生骨料商品混凝土具有和易性好、塌落度损失小，成本低等优势。
2、本发明的再生骨料商品混凝土由于使用了拌合站清洗罐车及拌和釜含有一定固含量的水泥浆水，避免了倾倒浆水产生的污染或需经沉淀、脱水处理产生的费用，绿色、经济、环保。且水泥浆含有一定的化学活性，参与后期凝胶固化反应，弥补了大量使用再生料对强度的不利影响。
3、本发明方法拌制的再生骨料商品混凝土，由于拌和前对再生骨料进行了陈化处理,因而拌制的混凝土和易性好，塌落度损失小，易于施工。
4、本发明的再生骨料商品混凝土的拌制方法简单、生产工艺条件容易控制，产品质量稳定，生产加工成本低廉。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
作为本发明的再生骨料混凝土的一种实施例，所述再生骨料混凝土包括以下重量份的组分：再生粗骨料40份、再生细骨料22份、水泥15份、矿渣粉2份、聚羧酸高性能减水剂0.4份、洗浆水5份和自来水3份。
所述再生粗骨料为粒径5～31.5mm连续级配的道路拆除混凝土块经破碎筛分，同时经过磁选、风选后的再生骨料，性能满足GB/T25177-2010规定的再生粗骨料Ⅰ类质量要求；
所述再生细骨料为粒径0～5.0mm道路拆除混凝土块经破碎筛分，同时经磁选、风选处理后的再生骨料,性能满足GB/T25176-2010规定的再生细骨料Ⅰ类质量要求；
所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥；
所述洗浆水为混凝土拌合站清洗运送混凝土罐车的水泥浆水，固含量为5％,存放时间为0小时。
本实施例的再生骨料混凝土的制备方法，包括以下步骤：
1)将用于拌制的再生粗骨料、再生细骨料提前4小时用拌和用水润湿至水饱和进行陈化处理；
2)将陈化后的再生粗骨料、再生细骨料、水泥、矿渣粉依次投入搅拌锅搅拌至均匀；
3)将洗浆水加入上述物料中继续搅拌至均匀；
4)将聚羧酸减水剂加入3)中继续搅拌至均匀；
5)在4)中补加自来水继续搅拌至要求的塌落度测试值,即得商品混凝土。
实施例2
作为本发明的再生骨料混凝土的一种实施例，所述再生骨料混凝土包括以下重量份的组分：再生粗骨料42份、再生细骨料25份、水泥17份、粉煤灰3份、聚羧酸高性能减水剂0.6份、洗浆水5.5份和自来水4份。
所述再生粗骨料为5～25.0mm连续级配的城市住宅拆除废弃物经破碎筛分,同时经磁选、风选处理后的再生骨料,性能满足GB/T25177-2010规定的再生粗骨料Ⅱ类质量要求；
所述再生细骨料为0～5.0mm城市住宅拆除废弃物经破碎筛,同时经磁选、水洗处理后的再生骨料,性能满足GB/T25176-2010规定的再生细骨料Ⅱ类质量要求。
所述水泥为42.5普通硅酸盐；
所述洗浆水为混凝土拌合站收集的清洗运送混凝土罐车或搅拌釜的水泥浆水,固含量为7.5％，存放时间为12小时。
本实施例的混凝土的制备方法与实施例1不同之处仅在于，步骤1)中陈化处理时间为5小时。
实施例3
作为本发明的再生骨料混凝土的一种实施例，所述再生骨料混凝土包括以下重量份的组分：再生粗骨料45份、再生细骨料26份、水泥17份、粉煤灰3份、聚羧酸高性能减水剂0.6份、洗浆水5.5份和自来水4份。
本实施例的再生粗骨料、再生细骨料、水泥、洗浆水与实施例2相同；
本实施例的混凝土的制备方法与实施例2相同。
实施例4
本实施例与实施例3的不同之处仅在于，洗浆水的固含量为6％。
实施例5
本实施例与实施例3不同之处仅在于，洗浆水的固含量为8.5％。
实施例6
本实施例与实施例3不同之处仅在于，洗浆水的固含量为10％。
实施例7
本实施例与实施例3不同之处仅在于，洗浆水存放时间为6h。
实施例8
本实施例与实施例3不同之处仅在于，洗浆水存放时间为20h。
实施例9
作为本发明的一种再生骨料混凝土的实施例，所述再生骨料混凝土包括以下重量份的组分：再生粗骨料50份、再生细骨料30份、水泥18份、硅灰4份、聚羧酸高性能减水剂0.8份、洗浆水6份和自来水5份。
所述再生粗骨料为5～20.0mm连续级配的桥梁拆除废弃物经破碎筛分,同时经磁选、风选后的再生骨料，性能满足GB/T25177-2010规定的再生粗骨料Ⅰ类质量要求；
所述再生细骨料为0～5.0mm桥梁拆除废弃物经破碎筛分，同时经磁选、风选后的再生骨料，性能满足GB/T25176-2010规定的再生细骨料Ⅱ类质量要求；
所述水泥为42.5普通硅酸盐；
所述洗浆水为混凝土拌合站收集的清洗运送混凝土罐车或搅拌釜的水泥浆水，固含量为10％，存放时间为72小时。
本实施例的再生骨料混凝土的制备方法，包括以下步骤：
1)将用于拌制的再生粗骨料、再生细骨料提前6小时用拌和用水润湿至水饱和进行陈化处理；
2)将陈化后的再生粗骨料、再生细骨料、水泥、活性添加剂依次投入搅拌锅搅拌至均匀；
3)将洗浆水加入上述物料中继续搅拌至均匀；
4)将称量后的减水剂加入步骤3)的物料中继续搅拌至均匀；
5)在步骤4)的物料中补加自来水继续搅拌至要求的塌落度测试值，即得商品混凝土。
对比例1
本对比例的再生骨料混凝土包括以下重量份的组分：再生粗骨料45份、再生细骨料26份、水泥17份、粉煤灰3份、聚羧酸高性能减水剂0.6份、自来水9.5份。
本实施例的再生粗骨料、再生细骨料、水泥、洗浆水与实施例3相同；
本实施例的混凝土的制备方法除缺少步骤1)外，其他均与实施例3相同。
对比例2
本对比例为普通混凝土，包括以下重量份的组分：天然粗骨料45份、天然细骨料26份、水泥17份、活性添加剂3份、减水剂0.6份和水9份。
所述天然粗骨料为5-20.0mm花岗岩颗粒；
所述细骨料为河砂；
所述水泥为42.5普通硅酸盐；
所述活性添加剂为粉煤灰；
所述减水剂为聚羧酸高效减水剂；
所述水为自来水。
本对比例的普通混凝土的制备方法为将上述物料按正常普通混凝土生产工艺，混合拌匀，搅拌调整至要求的塌落度测试值，即得商品混凝土。
效果例
将实施例1～9以及对比例1～3的混凝土成型试样，标养至28天后按GB/T50080-2016、GB/T 50081-2002的方法测定其质量性能参数，测定结果如表1所示。
表1
从表1中可知，本发明制备的再生骨料商品混凝土，其拌合物及力学性能好，满足GB/T 50080-2016；GB/T 50081-2002相关指标要求；强度满足C10、C15、C20、C25、C30要求，本发明再生骨料商品混凝土与普通商品混凝土有相近的拌和及力学性能。其中以实施例3的综合性能最佳。
通过比较实施例3～6可知，洗浆水的固含量会影响混凝土的性能，当洗浆水的固含量为7.5～8.5％时，混凝土各项性能更佳。从比较实施例3、实施例7～8可知，选择存放时间为0～12h时的洗浆水，制备的混凝土性能更佳。
通过比较实施例3与对比例1可知，在其他条件相同的情况下，缺少了洗浆水，制备得到的混凝土其拌合物及力学性能均显著下降，这是因为再生骨料表面含有大量的惰性微粉，与天然骨料相比，再生骨料的堆积密度和表观密度，都有所降低。再生骨料的含泥量远高于天然骨料。再生骨料混凝土的孔隙率高于天然骨料混凝土。再生骨料的特点，决定了再生骨料混凝土具有如下的特点：需水量高，外加剂掺量高；坍落度经时损失大，收缩率大，再生骨料含泥含粉量高及成分复杂导致再生混凝土经时坍落度损失大，而本发明通过拌和时使用了清洗罐车或拌和釜，具有一定活性的水泥浆水，有效弥补了大量使用再生骨料而引起的强度损失。且避免因倾倒清洗浆水产生的污染或沉淀、脱水处理产生的额外费用，绿色、经济、环保。
通过比较实施例3与对比例2可知，本发明的再生骨料商品混凝土与普通商品混凝土有相近的拌和及力学性能。而本发明的再生骨料商品混凝土由于使用价格低廉，货源广泛的建筑废弃物再生骨料，生产材料成本低，绿色环保，相对于现有技术有显著的进步。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种再生骨料混凝土，其特征在于，包括再生粗骨料、再生细骨料、水泥、洗浆水和水。
2.根据权利要求1所述的再生骨料混凝土，其特征在于，所述混凝土还包括活性无机添加剂和高效减水剂。
3.根据权利要求2所述的再生骨料混凝土，其特征在于，所述混凝土的各个组分按以下重量份计：再生粗骨料40～50份、再生细骨料22～30份、水泥15～18份、活性无机添加剂2～4份、高效减水剂0.4～0.8份、洗浆水5～6份和水3～5份。
4.根据权利要求2所述的再生骨料混凝土，其特征在于，所述再生粗骨料为建筑固体废弃物经破碎筛分后得到的再生料，粒径为5～31.5mm。
5.根据权利要求2所述的再生骨料混凝土，其特征在于，所述再生细骨料为建筑固体废弃物经破碎筛分后得到的再生料，粒径为0～5.0mm。
6.根据权利要求2所述的再生骨料混凝土，其特征在于，活性添加剂为微硅粉、粉煤灰、矿渣中的至少一种，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
7.根据权利要求2所述的再生骨料混凝土，其特征在于，所述洗浆水为混凝土拌和站清洗罐车或搅拌釜产生的水泥浆水；所述洗浆水的存放期为0～72小时。
8.根据权利要求7所述的再生骨料混凝土，其特征在于，所述水泥浆水的固含量为5～10％，优选固含量为7.5～8.5％。
9.一种如权利要求2～8任一项所述的再生骨料混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将再生粗骨料、再生细骨料提前4～6小时用拌合水润湿至水饱和进行陈化处理；
2)将陈化后的再生粗骨料、再生细骨料、水泥、活性添加剂依次投入搅拌锅搅拌至均匀；
3)将洗浆水加入上述物料中继续搅拌至均匀；
4)加入称量后的减水剂并继续搅拌至均匀；
5)补加自来水继续搅拌至要求的塌落度测试值，即得商品混凝土。
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