CN111732389A

CN111732389A - 一种建筑垃圾制备的混凝土及其制备方法

Info

Publication number: CN111732389A
Application number: CN202010750945.0A
Authority: CN
Inventors: 王晓杰; 胡明文; 邱远光; 张晓峰; 申景涛; 刘雪涛; 夏青; 张鑫全; 曾乐
Original assignee: China Railway Urban Construction Group Co Ltd
Current assignee: China Railway Urban Construction Group Co Ltd
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2020-10-02

Abstract

本发明公布了一种建筑垃圾制备的混凝土及其制备方法，属于建筑垃圾资源化利用技术领域，它采用配合比按照水泥:水:砂:建筑垃圾细骨料（预湿处理）:碎石:建筑垃圾粗骨料（预湿处理）:外加剂=1:（0.45‑0.61）:（0.68‑1.10）:（0.68‑1.10）：（1.51‑2.05）:（1.51‑2.05）:0.03的成分，混合后搅拌形成强度等级C20‑C30建筑垃圾再生混凝土，可用于且不仅限于施工道路面层。本发明进一步提高了再生混凝土的受力性能，本发明制备的再生混凝土具有C20‑C30强度等级，可改善大多企业将建筑垃圾制备低强度混凝土产品的现状，应于路面面层具有良好效果。

Description

一种建筑垃圾制备的混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑垃圾资源化利用技术领域，尤其是涉及一种建筑垃圾制备的混凝土及其制备方法。

背景技术

建筑垃圾是指建设、施工单位或个人对各类建筑物、构筑物、管网等进行建设、铺设或拆除、修缮过程中所产生的渣土、弃土、弃料、淤泥及其他废弃物。按产生源分类，建筑垃圾可分为工程渣土、装修垃圾、拆迁垃圾、工程泥浆等；按组成成分分类，建筑垃圾中可分为渣土、混凝土块、碎石块、砖瓦碎块、废砂浆、沥青块、废塑料、废金属等。随着工业化、城市化进程的加速，建筑业也同时快速发展，相伴而产生的建筑垃圾日益增多，中国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的1/3以上, 建筑垃圾“围城”现象屡见不鲜。且受环保政策和矿石资源枯竭影响，砂石价格猛涨，严重妨碍城市基础设施建设。

目前建筑垃圾来源主要以砖瓦结构的旧建筑拆除为主，再生骨料中含有大量砖和瓦，虽已有研究表明建筑垃圾再生骨料混凝土的强度可达C50，但由于现阶段再生骨料的来源、制备技术水平等尚不稳定，国内大多数企业以制备C20、C15、C10强度再生混凝土为主，主要用于生产环保透水砖、道路水稳层等低强度制品。

如专利号为CN107445544A的中国专利公开了一种透水混凝土及其制备方法，其应用了建筑垃圾再生骨料，制备一种海绵城市用透水混凝土，透水率较高，还具有防滑的功能，对行人更安全可靠，具有吸收噪音的性能，有效的减少了城市的噪音污染，但是在抗压强度上仍需得到进一步的提高。

再如专利号为CN109437718A的中国专利公开了一种C40级大掺量固废混凝土及其制备方法，其公开了一种C40级大掺量固废混凝土，通过掺合料复配、再生粗骨料强化和外加减水剂等，配制固废掺量达70％的C40级大掺量固废混凝土，既提高建筑垃圾等固废的资源化利用水平，减少天然资源消耗，缓解目前天然砂石骨料极度紧缺现状，提高再生混凝土性能，能够得到C40级高强度性能产品。但是其原料配方较为复杂，还需额外制备复合掺合料，且再生粗骨料均需得到强化，无疑使得成本大幅提高，由此导致最终的产品的市场竞争力并不强，不利于进行推广应用，且企业需承担较大的生产风险，因此必须得到进一步的改进。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种建筑垃圾制备的混凝土及其制备方法，可改善大多企业将建筑垃圾制备低强度混凝土产品的现状，主要满足C20-C30强度等级混凝土的需求，可用且不限于路面面层施工。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种建筑垃圾制备的混凝土，混凝土的成分由建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾细骨料、水泥、水、砂、碎石和外加剂组成，各成分之间按照水泥:水:砂:建筑垃圾细骨料（预湿处理）:碎石:建筑垃圾粗骨料（预湿处理）:外加剂=1:（0.45-0.61）:（0.68-1.10）:（0.68-1.10）：（1.51-2.05）:（1.51-2.05）:0.03进行配比搅拌制备得到再生混凝土，其中砂、建筑垃圾细骨料、碎石和建筑垃圾粗骨料为50%掺率进行配比，即建筑垃圾粗骨料与碎石用量的比例为1:1，建筑垃圾细骨料与砂用量的比例为1:1，。具体的制备方法步骤为：建筑垃圾破碎；筛分建筑垃圾粗骨料、筛分建筑垃圾细骨料；按照配合比备料；制备再生混凝土成品；运输到施工现场浇筑。

本制备方法所述水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥，所述用水量为已经对建筑垃圾骨料预湿处理，所述外加剂为高效聚羧酸减水剂。

本方法制备路面面层混凝土，坍落度150-180mm。如遇到夏季高温施工（现场施工温度≥35℃）、运距超过30km、运输时间超过90分钟等情况，则调整制备配合比的用水量或减水剂量，也可现场二次添加减水剂。

本发明的有益效果：

本发明建筑垃圾制备混凝土的方法能够满足C20-C30强度等级的再生混凝土的制备需求，所需原料简单易得，无需额外制备符合掺合料，无需增强剂等添加剂，采用预湿处理的建筑垃圾细骨料和建筑垃圾粗骨料，保证搅拌制备过程中用水量可控，避免天气温度影响用水量，从而无需针对额外的用水量进行复杂的计算。

本发明碎石和建筑垃圾粗骨料、砂和建筑垃圾细骨料为50%掺率进行配比，以往专利配比掺量最大为45%，生产工艺复杂，多只适用于实验室试验，成本造价高。

本发明方案只需简单的建筑垃圾破碎-筛分建筑垃圾粗、细骨料-按照配合比备料-制备再生混凝土成品-运输现场浇筑的步骤，即可制备得到强度等级C20-C30建筑垃圾再生混凝土，可用于且不仅限于施工道路面层。本发明进一步提高了再生混凝土的受力性能，本发明制备的再生混凝土具有C20-C30强度等级，可改善大多企业将建筑垃圾制备低强度混凝土产品的现状，应用于路面面层具有良好效果。

具体实施方式

以下通过实施例进一步对本发明做出阐释，实施例中未注明具体者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明实施例中采用的水泥为P.O 42.5，建筑垃圾粗骨料粒径为10-20mm，压碎指标≤30%，表观密度2.2-2.6g/cm³，孔隙率47%-53%，吸水率（预湿处理）3.0%-8.0%，泥块含量≤1.0%，红砖含量≤32.6%，杂质含量≤0.85%。建筑垃圾细骨料泥块含量≤3%，压碎指标≤30%，表观密度2.2-2.5g/cm³，堆积密度1.2-1.4g/cm³，孔隙率46%-52%，轻物质含量＜1.0%。各成分按照水泥:水:砂:建筑垃圾细骨料（预湿处理）:碎石:建筑垃圾粗骨料（预湿处理）:外加剂=1:（0.45-0.61）:（0.68-1.10）:（0.68-1.10）：（1.51-2.05）:（1.51-2.05）:0.03进行制备，其中砂、建筑垃圾细骨料、碎石和建筑垃圾粗骨料为50%掺率进行配比。

实施例1-5

如表1所示，实施例1-5建筑垃圾混凝土的配合比，主要区别主要在于建筑垃圾细骨料、建筑垃圾粗骨料参量不同，各组分配合比详见表1，其制备方法包括以下步骤：按照表1中的组分配合比量取各原料，将水泥、水、砂、建筑垃圾细骨料（预湿处理）、碎石、建筑垃圾粗骨料（预湿处理）、外加剂分别通过各输送设备至搅拌制备设备进行搅拌，搅拌80s后，即得。

对比例1-2

如表1所示，对比例1-3与实施例1-5的区别主要在于：对比例1为C20普通混凝土配合比，对比例2为C25普通混凝土配合比，对比例3为C30普通混凝土配合比，配合比符合现行标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010、《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011的规定。

表1实施例1-5的再生混凝土组分配合比

成分	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	对比例1	对比例2	对比例3
									水泥	1	1	1	1	1	1	1	1
水	0.61	0.56	0.52	0.48	0.45	0.61	0.52	0.45
									砂	1.10	0.98	0.86	0.77	0.68	2.21	1.72	1.36
建筑垃圾细骨料	1.10	0.98	0.86	0.77	0.68	/	/	/
									碎石	2.05	1.90	1.75	1.63	1.51	4.1	3.50	3.03
建筑垃圾粗骨料	2.05	1.90	1.75	1.63	1.51	/	/	/
									外加剂	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.02	0.02	0.02

性能检测试验

根据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T50080-2016)的国家标准对各实施例和对比例制得的再生混凝土拌合物进行检测，检测其坍落度，检测结果如表2所示。

表2各实施例和对比例再生混凝土拌合物的检测结果

检测项	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	对比例1	对比例2	对比例3
									坍落度（mm）	175	164	170	163	165	179	166	157

由表2可见，各实施例制得的再生混凝土拌合物的坍落度与对比例制得的再生混凝土拌合物坍落度相差不大，符合《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T50080-2016)要求。

根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)对7d、28d龄期的各实施例再生混凝土和对比例普通混凝土试验试块进行抗压强度检测，检测结果如表3所示。

表3各实施例和对比例的再生混凝土力学性能检测结果

由表3可见，实施例1与对比例1混凝土7d、28d龄期的抗压强度相近，达到C20普通混凝土抗压标准。实施例3优于实施例2与对比例2混凝土7d、28d龄期的抗压强度更相近，达到C25普通混凝土抗压标准。实施例5优于实施例4与对比例3混凝土7d、28d龄期的抗压强度更相近，达到C30普通混凝土抗压标准。

本文中对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，使得本专利包括已列出和未列出相关要素的过程、方法、物品或者设备，均应涵盖于本发明的保护范围之内。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种建筑垃圾制备的混凝土，其特征在于，所述混凝土的成分由建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾细骨料、水泥、水、砂、碎石和外加剂组成，各成分之间比例按照水泥:水:砂:建筑垃圾细骨料:碎石:建筑垃圾粗骨料:外加剂=1:（0.45-0.61）:（0.68-1.10）:（0.68-1.10）：（1.51-2.05）:（1.51-2.05）:0.03进行配比搅拌，制备得到再生混凝土，其中建筑垃圾粗骨料与碎石用量的比例为1:1，建筑垃圾细骨料与砂用量的比例为1:1，所述建筑垃圾粗骨料为经过预湿处理的建筑垃圾粗骨料，所述建筑垃圾细骨料为经过预湿处理的建筑垃圾细骨料。

2.根据权利要求1所述的一种建筑垃圾制备的混凝土，其特征在于，所述建筑垃圾粗骨料粒径为10-20mm，压碎指标≤30%，表观密度2.2-2.6g/cm³，孔隙率47%-53%，经预湿处理的吸水率为3.0%-8.0%，泥块含量≤1.0%，红砖含量≤32.6%，杂质含量≤0.85%。

3.根据权利要求1所述的一种建筑垃圾制备的混凝土，其特征在于，所述建筑垃圾细骨料泥块含量≤3%，压碎指标≤30%，表观密度2.2-2.5g/cm³，堆积密度1.2-1.4g/cm³，孔隙率46%-52%，轻物质含量＜1.0%。

4.根据权利要求1所述的一种建筑垃圾制备的混凝土，其特征在于，所述水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。

5.根据权利要求1所述的一种建筑垃圾制备的混凝土，其特征在于，所述外加剂为高效聚羧酸减水剂。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种建筑垃圾制备的混凝土的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：建筑垃圾破碎；筛分建筑垃圾粗骨料、筛分建筑垃圾细骨料；按照配合比备料；制备再生混凝土成品；运输到施工现场浇筑。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，当现场施工温度≥35℃、或运距离运输超过30km、或运输时间超过90分钟的情况，在浇筑现场二次添加减水剂。