CN111704407A - 一种掺废旧玻璃的混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种掺废旧玻璃的混凝土，该混凝土按重量份计，包括50～70份的水泥、10～30份的玻璃粉、20份的粉煤灰、0～100份的玻璃细骨料、100～250份的天然砂、200份的粗骨料、1～2份的纳米SiO2、1份的外加剂和40份的水。纳米SiO2具有粒径细小、比表面积大等特点，纳米SiO2可以与Ca(OH)2反应生成C‑S‑H凝胶，使得到的混凝土具有优异的力学性能。本发明提供的利用废旧玻璃制备混凝土的方法，在满足混凝土力学性能的前提下，为大量减少废旧玻璃找到了一条有效途径，而且对发展绿色环保型建筑起到重要的推动作用。

Description

一种掺废旧玻璃的混凝土
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种掺废旧玻璃的混凝土。
背景技术
随着国内经济的快速发展及城镇化进程加速，废旧玻璃产量日益增加。我国每年城市的废弃玻璃约在800万吨，占城市生活垃圾总量的3％～5％。大量的工业和生活废玻璃造成了严重的环境污染和资源浪费，引起了社会的广泛关注。将废旧玻璃用于建筑材料中是处理这类废物的最理想方法，大规模地将废旧玻璃作为混凝土的骨料使用，不仅为大量减少城市固体垃圾找到了一条有效途径，而且还会对发展绿色环保型建筑起到重要的推动作用。
根据有关报道，玻璃粉的化学成分中含有大量的SiO2，具有火山灰活性，并玻璃粉粒径越小，火山灰效应越明显，火山灰效应能够促使水泥的水化，与Ca(OH)2反应生成C-S-H凝胶。但是使用碎玻璃作为骨料也会产生一些有害影响。由于玻璃细骨料表面光滑，它与基体之间的界面过渡区较弱，导致玻璃细骨料与基体的粘结力较弱，而且玻璃细骨料还会引发碱骨料反应，这些都会导致混凝土的力学性能变差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种掺废旧玻璃的混凝土，本发明在混凝土中掺加一定量的玻璃粉、玻璃细骨料和纳米SiO2可以制备出增强的废旧玻璃混凝土，该混凝土具有较高的力学强度，符合建筑工程混凝土所要求性能。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种掺废旧玻璃的混凝土，由以下原料按重量份组成：50～70份的水泥、10～30份的玻璃粉、20份的粉煤灰、0～100份的玻璃细骨料、100～250份的天然砂、200份的粗骨料、1～2份的纳米SiO2、1份的外加剂和40份的水。
优选地，所述水泥为P·O 42.5级水泥。
优选地，所述玻璃粉的平均粒径＜0.16mm。
优选地，所述粉煤灰为一级粉煤灰。
优选地，所述玻璃细骨料的粒径为0.5～3.5mm。
优选地，所述天然砂为连续级配的普通河砂，其粒径为1～4mm。
优选地，所述粗骨料为连续级配的碎石，其粒径为4～20mm。
优选地，所述纳米SiO2的粒径5～10nm。
优选地，所述外加剂为聚羧酸减水剂，其减水率为30～40％。
本发明的有益效果如下：
1、本发明采用玻璃粉作为辅助胶凝材料取代水泥，并采用玻璃细骨料取代天然细骨料制备混凝土，这种方式不仅节约天然资源，降低了混凝土的生产成本，而且有效回收了大量的废玻璃，为大量减少城市固体垃圾找到了一条有效途径。
2、玻璃粉中SiO2和纳米SiO2都具有火山灰效应，将其掺入水泥基材料中，纳米SiO2可与Ca(OH)2反应生成额外的C-S-H凝胶，并且纳米级的尺寸可使其填充在水泥基材料的孔隙处，使得基体更加致密，提高水泥基材料的力学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种掺废旧玻璃的混凝土，各原料的重量份数如下：50份的水泥(P·O 42.5级水泥，下同)、30份的玻璃粉(平均粒径＜0.16mm，下同)、20份的一级粉煤灰、250份的天然砂(粒径为1～4mm的连续级配的普通河砂，下同)、200份的粗骨料(粒径为4～20mm的连续级配的碎石，下同)、1份的纳米SiO2(粒径5～10nm，下同)、1份的外加剂(减水率为30～40％的聚羧酸减水剂，下同)和40份的水。
实施例2
一种掺废旧玻璃的混凝土，各原料的重量份数如下：50份的水泥、30份的玻璃粉、20份的一级粉煤灰、25份的玻璃细骨料(粒径为0.5～3.5mm，下同)、225份的天然砂、200份的粗骨料、1份的纳米SiO2、1份的外加剂和40份的水。
实施例3
一种掺废旧玻璃的混凝土，各原料的重量份数如下：70份的水泥、20份的玻璃粉、10份的一级粉煤灰、50份的玻璃细骨料、200份的天然砂、200份的粗骨料、2份的纳米SiO2、1份的外加剂和40份的水。
实施例4
一种掺废旧玻璃的混凝土，各原料的重量份数如下：70份的水泥、10份的玻璃粉、20份的一级粉煤灰、75份的玻璃细骨料、175份的天然砂、200份的粗骨料、2份的纳米SiO2、1份的外加剂和40份的水。
实施例5
一种掺废旧玻璃的混凝土，各原料的重量份数如下：70份的水泥、10份的玻璃粉、20份的一级粉煤灰、100份的玻璃细骨料、150份的天然砂、200份的粗骨料、2份的纳米SiO2、1份的外加剂和40份的水。
对比例1
一种普通混凝土，各原料的重量份数如下：80份的水泥、20份的一级粉煤灰、200份的天然粗骨料、250份的细骨料、1份的减水剂和40份的水。
测试例1
将实施例1～5与对比例1制得的混凝土按标准养护7d、28d，再将试件从标养室拿出按照GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行抗压强度试验，得到结果如下表1所示。
表1抗压强度检测
Figure BDA0002524291260000031
由表1数据可知，实施例1～5制备的掺废旧玻璃的混凝土的力学性能明显优于对比例1制备的普通混凝土，可见采用一定量掺量的玻璃粉、玻璃细骨料和纳米SiO2有助于提升混凝土的力学性能。因此本发明的掺废旧玻璃的混凝土，在充分利用废旧玻璃的同时还具有较好的抗压强度。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种掺废旧玻璃的混凝土，其特征在于，由以下原料按重量份组成：50～70份的水泥、10～30份的玻璃粉、20份的粉煤灰、0～100份的玻璃细骨料、100～250份的天然砂、200份的粗骨料、1～2份的纳米SiO2、1份的外加剂和40份的水。
2.根据权利要求1所述的一种掺废旧玻璃的混凝土，其特征在于，所述水泥为P·O42.5级水泥。
3.根据权利要求1所述的一种掺废旧玻璃的混凝土，其特征在于，所述玻璃粉的平均粒径＜0.16mm。
4.根据权利要求1所述的一种掺废旧玻璃的混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为一级粉煤灰。
5.根据权利要求1所述的一种掺废旧玻璃的混凝土，其特征在于，所述玻璃细骨料的粒径为0.5～3.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种掺废旧玻璃的混凝土，其特征在于，所述天然砂为连续级配的普通河砂，其粒径为1～4mm。
7.根据权利要求1所述的一种掺废旧玻璃的混凝土，其特征在于，所述粗骨料为连续级配的碎石，其粒径为4～20mm。
8.根据权利要求1所述的一种掺废旧玻璃的混凝土，其特征在于，所述纳米SiO2的粒径5～10nm。
9.根据权利要求1所述的一种掺废旧玻璃的混凝土，其特征在于，所述外加剂为聚羧酸减水剂，其减水率为30～40％。
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