CN103936369A

CN103936369A - C30级单粒级再生自密实混凝土及其制备方法

Info

Publication number: CN103936369A
Application number: CN201410158353.4A
Authority: CN
Inventors: 潘志宏; 吴春杨; 马剑; 张硕; 吴晨; 邱涛
Original assignee: Zhangjiagang Industrial Technology Research Institute of Jiangsu University of Science and Technology
Current assignee: Zhenjiang Construction Group Co., Ltd.
Priority date: 2014-04-18
Filing date: 2014-04-18
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2034-04-18
Also published as: CN103936369B

Abstract

本发明公开了一种C30级单粒级再生自密实混凝土，其特征在于所述自密实混凝土的原料组分为水泥、再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水、附加水、粉煤灰和外加剂，且自密实混凝土的水胶比为0.37；其中按重量分数计算原料组分为：水泥1重量份数；再生粗骨料0.70～1.53重量份数；天然粗骨料0.66～1.64重量份数；细骨料1.90重量份数；水0.47重量份数；附加水0.04～0.08重量份数；粉煤灰0.26重量份数；外加剂0.006～0.007重量份数。该再生自密实混凝土的流动性、填充性、抗离析性、经时损失和强度均满足相关要求。便于施工的同时降低了混凝土生产成本。同时，还可以解决建筑垃圾处理的问题，缓解资源枯竭的压力，绿色环保，制备方法简单，适合工业化生产。

Description

C30级单粒级再生自密实混凝土及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及的是一种采用建筑拆除物中含有少量碎砖的废弃混凝土作为单粒级再生粗骨料取代部分天然粗骨料制备再生自密实混凝土的方法。

背景技术

自密实混凝土(Self Compacting Concrete或Self-ConsolidatingConcrete简称SCC)是指在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性，并且不需要附加振动的混凝土。配制自密实混凝土一般通过外加剂、胶结材料和粗细骨料的选择与搭配和精心的配合比设计，将混凝土的屈服应力减小到足以被因自重产生的剪应力克服，使混凝土流动性增大，同时又具有足够的塑性粘度，令骨料悬浮于水泥浆中，不出现离析和泌水问题，能自由流淌并充分填充模板内的空间，形成密实且均匀的胶凝结构。

拆迁以及建筑物本身使用寿命的缩短导致了大量的建筑废混凝土。而目前关于再生混凝土的研究主要集中在利用废弃混凝土加工成再生骨料制备普通混凝土。自密实混凝土是一种高性能混凝土，具有很高的流动性并且在浇筑过程中不离析、不泌水，能够不经振捣而充满模版和包裹钢筋的混凝土。已有的再生骨料制备自密实混凝土技术采用的都是连续级配的再生骨料，连续级配的再生骨料生产工序繁琐。本发明因此而来。

发明内容

本发明目的在于提供一种C30级单粒级再生自密实混凝土，解决了现有技术中自密实混凝土需要连续级配的再生骨料进行生产，工序繁杂，需要的原料成本较高等技术问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种C30级单粒级再生自密实混凝土，其特征在于所述自密实混凝土的原料组分为水泥、再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水、附加水、粉煤灰和外加剂，且自密实混凝土的水胶比为0.37；其中按重量分数计算原料组分为：

优选的技术方案中：所述自密实混凝土按重量分数计算原料组分为：

优选的技术方案中：所述再生粗骨料是通过将建筑垃圾中的废弃混凝土经分拣、破碎和筛分，去除小于9.50mm和大于20mm的颗粒后，加工制成骨料粒径范围在10～20mm的粒径段即为再生粗骨料。

优选的技术方案中：所述天然粗骨料采用5～20mm连续粒级的碎石，表观密度为2.75g/cm³，堆积密度为1.35g/cm³，吸水率为0.45%。

优选的技术方案中：所述再生粗骨料的表观密度控制在2.35g/cm³，堆积密度控制在1.23g/cm³，吸水率控制在4.76%。

优选的技术方案中：所述细骨料为中砂；所述水泥为P·O42.5普通硅酸盐水泥；所述粉煤灰为I级粉煤灰。

本发明的另一目的在于提供一种所述的C30级单粒级再生自密实混凝土的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）再生粗骨料的制备：将建筑垃圾中的废弃混凝土经分拣、破碎和筛分，去除小于9.50mm和大于20mm的颗粒后，以骨料粒径在10～20mm粒径段加工制成再生粗骨料；

（2）按配合比称取水泥、再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水、附加水、粉煤灰和外加剂，按照再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水泥、粉煤灰和外加剂的顺序投料然后启动搅拌机，干拌1～2min；

（3）加入已经称量好的水和附加水，继续搅拌1～2min即得所述的C30级单粒级再生自密实混凝土。

术语说明

本发明技术方案中水泥，包括但不限于硅酸盐水泥或其他混合水泥等。其中硅酸盐水泥，包括但不限于低热硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、早强硅酸盐水泥、超早强硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥等。另外，混合水泥，包括但不限于高炉水泥、硅石水泥、粉煤灰水泥等。作为水泥，硅酸盐水泥是优选的，其中，普通硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥或低热硅酸盐水泥是优选的。水泥的标号是水泥“强度”的指标。水泥的强度是表示单位面积受力的大小，是指水泥加水拌和后，经凝结、硬化后的坚实程度（水泥的强度与组成水泥的矿物成分、颗粒细度、硬化时的温度、湿度、以及水泥中加水的比例等因素有关）。P·O42.5普通硅酸盐水泥即为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。

作为用于混凝土的骨料，可列举出粗骨料和细骨料。这里，在自密实混凝土中添加作为骨料的粗骨料和细骨料。作为粗骨料，可列举出河砾石、海砾石、山砾石、碎石、矿渣碎石等，作为细骨料，可列举出河砂、海砂、山砂等。另外，粗骨料和细骨料可以根据通常的分类(筛分等)来区分。

此外，在这种混凝土中，从获得充分的强度的观点考虑，每1m³该混凝土优选为700～1000kg，更优选800～900kg，另外，粗骨料的含量每1m³混凝土优选为800～1100kg，更优选为850～950kg。这种混凝土例如可以通过如下方式获得：将水泥外加剂、粉煤灰添加到水泥中，形成水泥组合物，再将水和骨料添加到该水泥组合物中进行混合，由此获得。然而，由于本发明的混凝土只要在其组成中含有上述水泥外加剂即可，因此，可以在混凝土制备时添加。所述细骨料为中砂，所述外加剂为聚羧酸减水剂，所述水泥为P·O42.5普通硅酸盐水泥，所述粉煤灰为I级粉煤灰。

此外，混凝土中进一步含有混凝土外加剂。混凝土外加剂是在搅拌混凝土过程中掺入，占水泥质量5%以下的，能显著改善混凝土性能。作为优选的，混凝土外加剂为减水剂。作为减水剂，可以没有限制地应用减水剂、AE减水剂、高性能减水剂、高性能AE减水剂等作为混凝土中使用的减水剂所公知的材料。多元羧酸系的减水剂是优选的。减水剂在水泥组合物中的含量优选为0.8～3.0质量％。另外，减水剂可以不作为水泥外加剂含有，而是在制备混凝土时添加。

高性能减水剂，包括但不限于萘系高效减水剂，聚羧酸高效减水剂和脂肪族高效减水剂。其中萘系高效减水剂为萘磺酸盐甲醛缩合物。脂肪族高效减水剂是丙酮磺化合成的羰基焦醛。聚羧酸减水剂（PolycarboxylateSuperplasticizer）是一种高性能减水剂，是水泥混凝土运用中的一种水泥分散剂，化学上可以分为两类，以主链为甲基丙烯酸，侧链为羧酸基团和MPEG(Methoxy polyethylene glycol)，聚酯型结构。另外一种为主链为聚丙烯酸，侧链为Vinyl alcohol polyethylene glycol，聚醚型结构。

骨料，即在混凝土中起骨架或填充作用的粒状松散材料。骨料作为混凝土中的主要原料，在建筑物中起骨架和支撑作用。粒径大于4.75mm的骨料称为粗骨料，俗称石。常用的有碎石及卵石两种。碎石是天然岩石或岩石经机械破碎、筛分制成的，粒径大于4.75mm的岩石颗粒。卵石是由自然风化、水流搬运和分选、堆积而成的、粒径大于4.75mm的岩石颗粒。卵石和碎石颗粒的长度大于该颗粒所属相应粒级的平均粒径2.4倍者为针状颗粒；厚度小于平均粒径0.4倍者为片状颗粒（平均粒径指该粒级上、下限粒径的平均值）。建筑用卵石、碎石应满足国家标准GB/T14685－2001《建筑用卵石、碎石》的技术要求。

粒径4.75mm以下的骨料称为细骨料，俗称砂。砂按产源分为天然砂、人工砂两类。天然砂是由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径小于4.75mm的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩石的颗粒。天然砂包括河砂、湖砂、山砂和淡化海砂。人工砂是经除土处理的机制砂、混合砂的统称。

本发明的天然粗骨料即为一般常用的粗骨料；而再生粗骨料为将建筑垃圾中的废弃混凝土经分拣、破碎和筛分，去除小于9.50mm和大于20mm的颗粒后，加工制成的骨料粒径范围在10～20mm的粒径段。

粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。粉煤灰可作为混凝土的掺合料。

本发明采用单粒级再生骨料制备高性能自密实混凝土不但简化了加工工序，而且降低了成本。当前关于采用单粒级再生骨料制备高性能自密实混凝土的研究很少。因此，配制自密实再生骨料混凝土不但可以有效解决建筑垃圾造成的环境和社会问题，还有一定的经济效益，而且贯彻了国家节约资源、绿色生产的技术经济政策。

本发明的目的在于：提供一种采用含有少量碎砖的废弃混凝土作为单粒级粗骨料取代部分天然粗骨料制备再生自密实混凝土的方法，减少建筑垃圾，节约资源，降低生产成本。

本发明C30级单粒级再生自密实混凝土的原料成份包括：水泥、再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水、附加水、粉煤灰和外加剂，各原料成分间按水泥重量比为水泥：再生粗骨料：天然粗骨料：细骨料：水：附加水：粉煤灰：外加剂=1：（0.70～1.53）：（0.66～1.64）：1.90：0.47：（0.04～0.08）：0.26：（0.006～0.007），其中水胶比为0.37。进一步的，所述混凝土的各原料成分间按水泥重量比具体为水泥：再生粗骨料：天然粗骨料：细骨料：水：附加水：粉煤灰：外加剂=1：0.70：1.64：1.90：0.47：0.04：0.26：0.007，其中水胶比为0.37。进一步的，所述混凝土的各原料成分间按水泥重量比具体为水泥：再生粗骨料：天然粗骨料：细骨料：水：附加水：粉煤灰：外加剂=1：1.13：1.13：1.90：0.47：0.06：0.26：0.007，其中水胶比为0.37。进一步的，所述混凝土的各原料成分间按水泥重量比具体为水泥：再生粗骨料：天然粗骨料：细骨料：水：附加水：粉煤灰：外加剂=1：1.53：0.66：1.90：0.47：0.08：0.26：0.006，其中水胶比为0.37。

所述建筑拆除物中废弃的混凝土作为再生粗骨料替代部分天然碎石作为粗骨料的替代率为30%～70%。所述再生粗骨料为含有少量碎砖的废弃混凝土经颚式破碎机破碎后再经筛分而获得的粒径是10mm～20mm的单粒级配。

本发明还涉及一种C30级单粒级再生自密实混凝土制备方法，包括以下步骤:

（1）将建筑垃圾中的废弃混凝土经过分拣、破碎和筛分，筛除小于9.50mm和大于20mm的颗粒后，以骨料粒径在10mm～20mm粒径段加工制成再生粗骨料；

（2）为防止粘锅，称取各材料适量，拌制混凝土，待搅拌机内壁粘上水泥砂浆，取出混凝土，按配合比称取水泥、再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水、附加水、粉煤灰和外加剂，按照再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水泥、粉煤灰和外加剂的顺序投料然后启动搅拌机，干拌1min～2min；

（3）加入已经称量好的水和附加水，继续搅拌1min～2min。

本发明属于建筑材料技术领域，提供了一种利用含有少量碎砖的废弃混凝土作为单粒级再生粗骨料取代部分天然粗骨料制备C30自密实混凝土的方法。该再生自密实混凝土由下列组分组成，原料成份包括：水泥、再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水、附加水、粉煤灰和外加剂，各原料成分间按水泥重量比为1：（0.70～1.53）：（0.66～1.64）：1.90：0.47：（0.04～0.08）：0.26：（0.006～0.007），其中水胶比为0.37。根据以上方法配制的C30自密实混凝土具有良好的流动性、间隙通过性、抗离析性，满足强度要求。便于施工的同时降低了混凝土生产成本，制备方法简单，适合工业化生产。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

本发明产生的C30级单粒级再生自密实混凝土，所用的材料除普通混凝土使用的水泥、石子、砂和水四种原料外，还包括含有少量碎砖的废弃混凝土单粒级再生粗骨料、粉煤灰和高效聚羧酸减水剂。所制备的再生自密实混凝土的流动性、填充性、抗离析性、经时损失和强度均满足相关要求。便于施工的同时降低了混凝土生产成本。同时，还可以解决建筑垃圾处理的问题，缓解资源枯竭的压力，绿色环保，制备方法简单，适合工业化生产。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例：

（1）准备原料：

水泥：P·O42.5普通硅酸盐水泥，表观密度为3.10g/cm³。

粉煤灰：1级粉煤灰，表观密度2.04g/cm³。

砂:细度模数为2.36的中砂，表观密度为2.65g/cm³，堆积密度为1.45g/cm³，含水率为0.4%。

天然粗骨料：5～20mm连续粒级的碎石，表观密度为2.75g/cm³，堆积密度为1.35g/cm³，吸水率为0.45%。

再生粗骨料：将建筑垃圾中的废弃混凝土经过分拣、破碎和筛分，筛除小于9.50mm和大于20mm的颗粒后，以骨料粒径在10mm～20mm粒径段加工制成再生粗骨料，表观密度为2.35g/cm³，堆积密度为1.23g/cm³，吸水率为4.76%。

外加剂：聚羧酸高效减水剂。

水：自来水。

（2）为防止粘锅，称取各材料适量，拌制混凝土，待搅拌机内壁粘上水泥砂浆，取出新拌混凝土，按配合比称取水泥、再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水、附加水、粉煤灰和外加剂，按照再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水泥、粉煤灰和外加剂的顺序投料然后启动搅拌机，干拌1min～2min；

（3）加入已经称量好的水和附加水，继续搅拌1min～2min。

C30级单粒级再生自密实混凝土配合比如下：

测试数据：

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种C30级单粒级再生自密实混凝土，其特征在于所述自密实混凝土的原料组分为水泥、再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水、附加水、粉煤灰和外加剂，且自密实混凝土的水胶比为0.37；其中按重量分数计算原料组分为：

水泥 1重量份数；

再生粗骨料0.70~1.53重量份数；

天然粗骨料 0.66~1.64重量份数；

细骨料 1.90重量份数；

水 0.47重量份数；

附加水0.04~0.08重量份数；

粉煤灰 0.26重量份数；

外加剂 0.006~0.007重量份数。

2.根据权利要求1所述的C30级单粒级再生自密实混凝土，其特征在于所述自密实混凝土按重量分数计算原料组分为：

水泥 1重量份数；

再生粗骨料0.70~1.13重量份数；

天然粗骨料 1.13~1.64重量份数；

细骨料 1.90重量份数；

水 0.47重量份数；

附加水0.04~0.08重量份数；

粉煤灰 0.26重量份数；

外加剂 0.006~0.007重量份数。

3.根据权利要求1所述的C30级单粒级再生自密实混凝土，其特征在于所述自密实混凝土按重量分数计算原料组分为：

水泥 1重量份数；

再生粗骨料1.13~1.53重量份数；

天然粗骨料 0.66~1.13重量份数；

细骨料 1.90重量份数；

水 0.47重量份数；

附加水0.04~0.08重量份数；

粉煤灰 0.26重量份数；

外加剂 0.006~0.007重量份数。

4.根据权利要求1所述的C30级单粒级再生自密实混凝土，其特征在于所述自密实混凝土按重量分数计算原料组分为：

水泥 1重量份数；

再生粗骨料 0.70 重量份数；

天然粗骨料 1.64重量份数；

细骨料 1.90重量份数；

水 0.47重量份数；

附加水0.04重量份数；

粉煤灰 0.26重量份数；

外加剂 0.007重量份数。

5.根据权利要求1所述的C30级单粒级再生自密实混凝土，其特征在于所述自密实混凝土按重量分数计算原料组分为：

水泥 1重量份数；

再生粗骨料 1.13 重量份数；

天然粗骨料 1.13重量份数；

细骨料 1.90重量份数；

水 0.47重量份数；

附加水0.06重量份数；

粉煤灰 0.26重量份数；

外加剂 0.007重量份数。

6.根据权利要求1所述的C30级单粒级再生自密实混凝土，其特征在于所述自密实混凝土按重量分数计算原料组分为：

水泥 1重量份数；

再生粗骨料 1.53 重量份数；

天然粗骨料 0.66重量份数；

细骨料 1.90重量份数；

水 0.47重量份数；

附加水0.08重量份数；

粉煤灰 0.26重量份数；

外加剂 0.006重量份数。

7.根据权利要求1所述的C30级单粒级再生自密实混凝土，其特征在于所述再生粗骨料是通过将建筑垃圾中的废弃混凝土经分拣、破碎和筛分，去除小于9.50mm和大于20mm的颗粒后，加工制成骨料粒径范围在10~20mm的粒径段即为再生粗骨料。

8.根据权利要求1所述的C30级单粒级再生自密实混凝土，其特征在于所述细骨料为中砂；所述水泥为P·O42.5普通硅酸盐水泥；所述粉煤灰为I级粉煤灰。

9.一种权利要求1～8任意一项所述的C30级单粒级再生自密实混凝土的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）再生粗骨料的制备：将建筑垃圾中的废弃混凝土经分拣、破碎和筛分，去除小于9.50mm和大于20mm的颗粒后，以骨料粒径在10~20mm粒径段加工制成再生粗骨料；

（2）按配合比称取水泥、再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水、附加水、粉煤灰和外加剂，按照再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水泥、粉煤灰和外加剂的顺序投料然后启动搅拌机，干拌1~2min；

（3）加入已经称量好的水和附加水，继续搅拌1~2min即得所述的C30级单粒级再生自密实混凝土。