CN114956707A - 一种框架结构房屋用混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及C04B28/04领域，具体为一种框架结构房屋用混凝土及其制备方法，采用建筑垃圾再生骨料630‑720份、水泥120‑160份、矿渣微粉20‑40份、粉煤灰20‑40份、水80‑120份制备得到一种具有优异的力学性能和和易性的框架结构房屋用混凝土。通过特定制备工艺，有效提高砖混类建筑垃圾再生骨料的强度和压碎值，使其更好的作为框架结构房屋用混凝土的原料应用，通过有效预处理，显著提高了砖混类建筑垃圾再生骨料的强度和稳定性，解决了砖混类建筑垃圾再生骨料由于颗粒间嵌挤作用导致颗粒出现接触性破坏的问题，提高了混凝土的强度和耐久性，实现砖混类建筑垃圾的资源化再利用。

Description

一种框架结构房屋用混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及C04B28/04领域，具体为一种框架结构房屋用混凝土及其制备方法。
背景技术
我国年排放建筑废物(包括混凝土建废、砖混建废、装修建废等)中95％为废旧粘土烧结砖、废旧混凝土、废陶瓷、废玻璃等建筑废渣废旧硅酸盐材料，5％为废木块、废织物、废纸、废塑料等轻质混杂物。大力开发新型再生材料，大力发展功能混凝土及其制品，实现建筑废渣再生利用，已经成为业界迫切需要实现的战略目标。
但是砖混再生骨料由于压碎值指标波动大，轻质混杂物含量波动大、难以控制限制了其在再生骨料混凝土中的应用，尤其在框架结构房屋领域，现有再生粗骨料和再生细骨料无法达到《混凝土和砂浆用再生细骨料》(GB/T25176-2010)、《混凝土用再生粗骨料》(GB/T25177-2010)标准的要求。
因此，提供一种力学性能优异，和易性良好的框架结构房屋用混凝土，采用特定工艺制备砖混类建筑垃圾再生骨料，并对砖混类建筑垃圾再生骨料进行预处理，提高混凝土的强度和耐久性，使提供的混凝土具有优异的力学性能和和易性，满足框架结构房屋用混凝土的实际使用需求，这对于实现建筑垃圾资源化利用并提高经济效益具有重要的意义。
发明内容
为了解决上述问题，本发明一方面提供了一种框架结构房屋用混凝土，按重量份计，其制备原料至少包括：建筑垃圾再生骨料630-720份、水泥120-160份、矿渣微粉20-40份、粉煤灰20-40份、水60-80份。
建筑垃圾是城市固体废弃物的主要组成部分，约占城市垃圾总量的30-40％，为了满足框架结构房屋用混凝土的使用要求，作为一种优选的技术方案，所述建筑垃圾再生骨料为砖混类建筑垃圾再生骨料，以期其可以替代天然砂石作为框架结构房屋用混凝土的原料，大量消纳建筑垃圾，实现砖混类建筑垃圾的资源化再利用。
但是，砖混类建筑垃圾再生骨料相较于天然碎石的强度略低，压碎值较大，吸水率较高，作为一种优选的技术方案，所述砖混类建筑垃圾再生骨料的制备工艺为：
(1)将砖混类建筑垃圾通过喂料机投入颚式破碎机中进行破碎至8mm以下得到砖混类建筑垃圾原料；
(2)将砖混类建筑垃圾原料、天然砂采用圆锥破碎机进行搅拌、破碎至5mm 以下，之后进行筛分，粒径小于0.2mm的材料为砖混类建筑垃圾再生细骨料原料，粒径在0.2-5mm之间的材料为砖混类建筑垃圾再生粗骨料原料；
(3)对筛分后的材料进行后处理即得砖混类建筑垃圾再生骨料。
作为一种优选的技术方案，所述砖混类建筑垃圾原料、天然砂的质量比为 (8-12)：1，有效提高砖混类建筑垃圾再生骨料的强度和压碎值，使其更好的应用于框架结构房屋用混凝土的制备；通过上述制备工艺，将砖混类建筑垃圾中的铁等影响混凝土性能的杂质除去，制备得到的砖混类建筑垃圾再生细骨料的表观密度为2300-2430kg/m3，砖混类建筑垃圾再生粗骨料的表观密度为 2250-2260kg/m3，满足《混凝土和砂浆用再生细骨料》和《混凝土用再生粗骨料》的要求，可作为框架结构房屋用混凝土的原料进行使用。
所述水泥选自普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、硅酸盐水泥Ⅰ、硅酸盐水泥Ⅱ中至少一种，优选的，所述水泥为普通硅酸盐水泥，所述普通硅酸盐水泥选自普通硅酸盐水泥 42.5、普通硅酸盐水泥42.5R、普通硅酸盐水泥32.5、普通硅酸盐水泥32.5R中的任意一种，优选的，所述普通硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥42.5，在实际的框架结构房屋混凝土使用时，需采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，才能更好的满足框架结构房屋的建筑要求。
作为一种优选的技术方案，所述粉煤灰选自电厂粉煤灰、火电厂粉煤灰、混凝土粉煤灰中的至少一种，优选的，所述粉煤灰为电厂粉煤灰和混凝土粉煤灰的组合，所述电厂粉煤灰和混凝土粉煤灰的质量比为(0.8-1.2)：(4-6)，当采用质量比为(0.8-1.2)：(4-6)的电厂粉煤灰和混凝土粉煤灰配合矿渣微粉、水泥，提高混凝土和易性和耐化学侵蚀性能，减轻混凝土颗粒分离和析水现象，进而减少混凝土的收缩和开裂现象。
所述普通硅酸盐水泥42.5购买自中材水泥有限责任公司。所述矿渣微粉的货号为KZZ-164，购买自灵寿县鑫福矿产品加工厂；所述电厂粉煤灰和混凝土粉煤灰购买自安徽超拓环保科技有限公司。
作为一种优选的技术方案，所述水泥、矿渣微粉、粉煤灰的质量比为 (140-160)：(30-40)：(20-30)时，配合特定工艺制备的建筑垃圾再生骨料，显著减少水泥混凝土的泌水量，改善水泥混凝土和易性，使提供的混凝土具有优异的力学性能和和易性，满足框架结构房屋用混凝土的实际使用需求，实现砖混类建筑垃圾的资源化再利用。
本发明另一方面提供了一种框架结构房屋用混凝土的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)对砖混类建筑垃圾再生骨料进行预处理；
(2)按重量份，将预处理后的砖混类建筑垃圾再生骨料，水泥，矿渣微粉，粉煤灰，水通过胶砂搅拌机配合拌合站拌合均匀即得。
作为一种优选的技术方案，所述步骤(1)中砖混类建筑垃圾再生骨料包括砖混类建筑垃圾再生细骨料280-320份、砖混类建筑垃圾粗骨料350-400份。优选的，所述砖混类建筑垃圾再生细骨料粒径小于0.2mm，砖混类建筑垃圾再生粗骨料粒径为1-3mm；所述步骤(1)中预处理的具体步骤为：将水性聚合物浆液喷淋于砖混类建筑垃圾再生骨料表面后搅拌均匀，其中砖混类建筑垃圾再生骨料与水性聚合物浆液的质量比为(630-720)：(30-50)；所述作为一种优选的技术方案，按照重量份计，所述水性聚合物浆液的原料包括丙烯酸有机硅乳液7-9份、聚丙烯酰胺1-2份、聚乙烯醇2-4份、水40-60份；所述水性聚合物浆液的制备方法为，按重量份，将丙烯酸有机硅乳液、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、水加入搅拌器中搅拌15-30分钟即得；通过对制备得到的砖混类建筑垃圾再生细骨料和砖混类建筑垃圾再生粗骨料进行预处理，显著提高了砖混类建筑垃圾再生骨料的强度和稳定性，解决了砖混类建筑垃圾再生骨料由于颗粒间嵌挤作用导致颗粒出现接触性破坏的问题，提高了混凝土的强度和耐久性。
所述丙烯酸有机硅乳液购买自上海里特化工科技有限公司，所述聚丙烯酰胺、聚乙烯醇购买自南通润丰石油化工有限公司。
有益效果：
1、本发明提供了一种框架结构房屋用混凝土，以砖混类建筑垃圾为原料制备再生骨料，有效实现砖混类建筑垃圾的资源化再利用。
2、通过特定制备工艺，有效提高砖混类建筑垃圾再生骨料的强度和压碎值，将砖混类建筑垃圾中的铁等影响混凝土性能的杂质除去，使其更好的作为框架结构房屋用混凝土的原料应用。
3、采用质量比为(0.8-1.2)：(4-6)的电厂粉煤灰和混凝土粉煤灰配合矿渣微粉、水泥，提高混凝土和易性和耐化学侵蚀性能，减轻混凝土颗粒分离和析水现象，进而减少混凝土的收缩和开裂现象。
4、通过控制水泥、矿渣微粉、粉煤灰的质量比为(140-160)：(30-40)：(20-30) 时，配合特定工艺制备的建筑垃圾再生骨料，显著减少水泥混凝土的泌水量，改善水泥混凝土和易性，使提供的混凝土具有优异的力学性能和和易性，满足框架结构房屋用混凝土的实际使用需求，实现砖混类建筑垃圾的资源化再利用。
5、通过对制备得到的砖混类建筑垃圾再生细骨料和砖混类建筑垃圾再生粗骨料进行预处理，显著提高了砖混类建筑垃圾再生骨料的强度和稳定性，解决了砖混类建筑垃圾再生骨料由于颗粒间嵌挤作用导致颗粒出现接触性破坏的问题，提高了混凝土的强度和耐久性。
具体实施方式
实施例1
本发明的实施例1一方面提供了一种框架结构房屋用混凝土，按重量份计，其制备原料包括：建筑垃圾再生骨料680份、水泥150份、矿渣微粉35份、粉煤灰28份、水70份。
所述建筑垃圾再生骨料为砖混类建筑垃圾再生骨料。
所述砖混类建筑垃圾再生骨料的制备工艺为：
(1)将砖混类建筑垃圾通过喂料机投入颚式破碎机中进行破碎至8mm以下得到砖混类建筑垃圾原料；
(2)将砖混类建筑垃圾原料、天然砂采用圆锥破碎机进行搅拌、破碎至5mm 以下，之后进行筛分，粒径小于0.2mm的材料为砖混类建筑垃圾再生细骨料原料，粒径在0.2-5mm之间的材料为砖混类建筑垃圾再生粗骨料原料；
(3)对筛分后的材料进行后处理即得砖混类建筑垃圾再生骨料。
所述砖混类建筑垃圾原料、天然砂的质量比为10：1，制备得到的砖混类建筑垃圾再生细骨料的表观密度为2430kg/m3，砖混类建筑垃圾再生粗骨料的表观密度为2260kg/m3。
所述水泥为普通硅酸盐水泥，所述普通硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥42.5。
所述粉煤灰为电厂粉煤灰和混凝土粉煤灰的组合，所述电厂粉煤灰和混凝土粉煤灰的质量比为1：5。
所述普通硅酸盐水泥42.5购买自中材水泥有限责任公司。所述矿渣微粉的货号为KZZ-164，购买自灵寿县鑫福矿产品加工厂；所述电厂粉煤灰和混凝土粉煤灰购买自安徽超拓环保科技有限公司。
所述水泥、矿渣微粉、粉煤灰的质量比为150：35：28。
本发明的实施例1另一方面提供了一种框架结构房屋用混凝土的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)对砖混类建筑垃圾再生骨料进行预处理；
(2)按重量份，将预处理后的砖混类建筑垃圾再生骨料，水泥，矿渣微粉，粉煤灰，水通过胶砂搅拌机配合拌合站拌合均匀即得。
所述步骤(1)中砖混类建筑垃圾再生骨料包括砖混类建筑垃圾再生细骨料 300份、砖混类建筑垃圾粗骨料380份。所述砖混类建筑垃圾再生细骨料粒径小于0.2mm，砖混类建筑垃圾再生粗骨料粒径为1-3mm；所述步骤(1)中预处理的具体步骤为：将水性聚合物浆液喷淋于砖混类建筑垃圾再生骨料表面后搅拌均匀，其中砖混类建筑垃圾再生骨料与水性聚合物浆液的质量比为680：40；按照重量份计，所述水性聚合物浆液的原料包括丙烯酸有机硅乳液8份、聚丙烯酰胺 1.5份、聚乙烯醇3份、水50份；所述水性聚合物浆液的制备方法为，按重量份，将丙烯酸有机硅乳液、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、水加入搅拌器中搅拌20分钟即得。
所述丙烯酸有机硅乳液购买自上海里特化工科技有限公司，所述聚丙烯酰胺、聚乙烯醇购买自南通润丰石油化工有限公司。
实施例2
本发明的实施例1一方面提供了一种框架结构房屋用混凝土，按重量份计，其制备原料包括：建筑垃圾再生骨料700份、水泥160份、矿渣微粉38份、粉煤灰30份、水75份。
所述建筑垃圾再生骨料为砖混类建筑垃圾再生骨料。
所述砖混类建筑垃圾再生骨料的制备工艺为：
(1)将砖混类建筑垃圾通过喂料机投入颚式破碎机中进行破碎至8mm以下得到砖混类建筑垃圾原料；
(2)将砖混类建筑垃圾原料、天然砂采用圆锥破碎机进行搅拌、破碎至5mm 以下，之后进行筛分，粒径小于0.2mm的材料为砖混类建筑垃圾再生细骨料原料，粒径在0.2-5mm之间的材料为砖混类建筑垃圾再生粗骨料原料；
(3)对筛分后的材料进行后处理即得砖混类建筑垃圾再生骨料。
所述砖混类建筑垃圾原料、天然砂的质量比为12：1，制备得到的砖混类建筑垃圾再生细骨料的表观密度为2425kg/m3，砖混类建筑垃圾再生粗骨料的表观密度为2255kg/m3。
所述水泥为普通硅酸盐水泥，所述普通硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥42.5。
所述粉煤灰为电厂粉煤灰和混凝土粉煤灰的组合，所述电厂粉煤灰和混凝土粉煤灰的质量比为1.2：6。
所述普通硅酸盐水泥42.5购买自中材水泥有限责任公司。所述矿渣微粉的货号为KZZ-164，购买自灵寿县鑫福矿产品加工厂；所述电厂粉煤灰和混凝土粉煤灰购买自安徽超拓环保科技有限公司。
所述水泥、矿渣微粉、粉煤灰的质量比为160：38：30。
本发明的实施例2另一方面提供了一种框架结构房屋用混凝土的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)对砖混类建筑垃圾再生骨料进行预处理；
(2)按重量份，将预处理后的砖混类建筑垃圾再生骨料，水泥，矿渣微粉，粉煤灰，水通过胶砂搅拌机配合拌合站拌合均匀即得。
所述步骤(1)中砖混类建筑垃圾再生骨料包括砖混类建筑垃圾再生细骨料 320份、砖混类建筑垃圾粗骨料400份。所述砖混类建筑垃圾再生细骨料粒径小于0.2mm，砖混类建筑垃圾再生粗骨料粒径为1-3mm；所述步骤(1)中预处理的具体步骤为：将水性聚合物浆液喷淋于砖混类建筑垃圾再生骨料表面后搅拌均匀，其中砖混类建筑垃圾再生骨料与水性聚合物浆液的质量比为720：50；按照重量份计，所述水性聚合物浆液的原料包括丙烯酸有机硅乳液9份、聚丙烯酰胺 2份、聚乙烯醇4份、水60份；所述水性聚合物浆液的制备方法为，按重量份，将丙烯酸有机硅乳液、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、水加入搅拌器中搅拌20分钟即得。
所述丙烯酸有机硅乳液购买自上海里特化工科技有限公司，所述聚丙烯酰胺、聚乙烯醇购买自南通润丰石油化工有限公司。
对比例1
本发明的对比例1提供了一种框架结构房屋用混凝土，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述砖混类建筑垃圾原料、天然砂的质量比为20：1。
对比例2
本发明的对比例2提供了一种框架结构房屋用混凝土，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述水泥、矿渣微粉、粉煤灰的质量比为200：10：10。
对比例3
本发明的对比例3提供了一种框架结构房屋用混凝土，其具体实施方式同实施例1，所述丙烯酸有机硅乳液、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、水的质量比为15：0.5： 1：60。
性能测试方法
1、抗压强度：参照国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》，测试实施例和对比例制备得到的混凝土的28d抗压强度(MPa)。
2、和易性：参照《混凝土拌合物的和易性试验》方法，将坍落桶倒置，装满实施例和对比例制备得到的混凝土并抹平，在8s内垂直提起坍落度桶约40cm，用秒表计量混凝土流空时间。
3、沁水率：参照《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》，测试实施例和对比例制备得到的混凝土120min的沁水率。
表1实施例1-2、对比例1-3制备的混凝土的性能测试结果。
Figure BDA0003446338890000081

Claims (10)

1.一种框架结构房屋用混凝土，其特征在于，按重量百分比计，其制备原料包括：按重量份计，其制备原料至少包括：建筑垃圾再生骨料630-720份、水泥120-160份、矿渣微粉20-40份、粉煤灰20-40份、水60-80份。
2.根据权利要求1所述的一种框架结构房屋用混凝土，其特征在于，所述建筑垃圾再生骨料为砖混类建筑垃圾再生骨料。
3.根据权利要求2所述的一种框架结构房屋用混凝土，其特征在于，所述砖混类建筑垃圾再生骨料的制备工艺为：
(1)将砖混类建筑垃圾通过喂料机投入颚式破碎机中进行破碎至8mm以下得到砖混类建筑垃圾原料；
(2)将砖混类建筑垃圾原料、天然砂采用圆锥破碎机进行搅拌、破碎至5mm以下，之后进行筛分，粒径小于0.2mm的材料为砖混类建筑垃圾再生细骨料原料，粒径在0.2-5mm之间的材料为砖混类建筑垃圾再生粗骨料原料；
(3)对筛分后的材料进行后处理即得砖混类建筑垃圾再生骨料。
4.根据权利要求3所述的一种框架结构房屋用混凝土，其特征在于，所述砖混类建筑垃圾原料、天然砂的质量比为(8-12)：1。
5.根据权利要求1所述的一种框架结构房屋用混凝土，其特征在于，所述水泥选自普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、硅酸盐水泥Ⅰ、硅酸盐水泥Ⅱ中至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种框架结构房屋用混凝土，其特征在于，所述粉煤灰选自电厂粉煤灰、火电厂粉煤灰、混凝土粉煤灰中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种框架结构房屋用混凝土，其特征在于，所述水泥、矿渣微粉、粉煤灰的质量比为(140-160)：(30-40)：(20-30)。
8.一种根据权利要求2-7任一项所述的一种框架结构房屋用混凝土的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)对砖混类建筑垃圾再生骨料进行预处理；
(2)按重量份，将预处理后的砖混类建筑垃圾再生骨料，水泥，矿渣微粉，粉煤灰，水通过胶砂搅拌机配合拌合站拌合均匀即得。
9.根据权利要求8所述的一种框架结构房屋用混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中砖混类建筑垃圾再生骨料包括砖混类建筑垃圾再生细骨料280-320份、砖混类建筑垃圾粗骨料350-400份。
10.根据权利要求8所述的一种框架结构房屋用混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中预处理的具体步骤为：将水性聚合物浆液喷淋于砖混类建筑垃圾再生骨料表面后搅拌均匀。
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