CN104150821A

CN104150821A - 一种陶粒再生混凝土及空心砌块砌体和制备方法

Info

Publication number: CN104150821A
Application number: CN201410338487.4A
Authority: CN
Inventors: 邓志恒; 王金燕; 杨海峰; 王文杰; 唐光暹
Original assignee: Guangxi University
Current assignee: Guangxi University
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2014-11-19

Abstract

本发明公开了一种陶粒再生混凝土及空心砌块砌体和制备方法，所述的陶粒再生混凝土是由以下重量份的原料组成：陶粒360-440、再生细骨料660-860、水泥400-520、水150-200。本发明的陶粒再生混凝土以陶粒为轻粗骨料、废弃混凝土为再生细骨料，它综合了轻集料和再生骨料混凝土的特点，使其具有节能利废、绿色环保、轻质、保温隔热等优点。利用本发明的陶粒再生混凝土制作的空心砌块是一种新型的轻质环保、保温隔热的绿色墙体材料，具有良好的物理、力学、热工性能。

Description

一种陶粒再生混凝土及空心砌块砌体和制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种陶粒再生混凝土及空心砌块砌体和制备方法。

背景技术

随着我国建筑业的迅猛发展，资源短缺问题日益严重，优质的天然骨料在某些地区已趋枯竭，大规模的开山采石以及建筑垃圾的大量丢弃使自然景观和生态环境遭到严重破坏，背离了我国经济和环境的可持续发展战略。因此，从建筑垃圾回收循环利用、节约天然资源和促进生态环境协调的角度出发，研究和利用废弃混凝土将具有很重大的现实意义。废弃混凝土经过清洗、破碎、分级处理后并按一定的比例混合而成的骨料称为再生骨料，而把再生骨料作为部分或全部粗、细骨料配制而成的混凝土称为再生混凝土，它完全满足世界环境组织提出的“绿色”要求即节约资源和能源、不破坏环境、有利于环境以及可持续发展。用轻粗骨料、轻细骨料或普通砂和水泥配制而成的混凝土称为轻骨料混凝土，它具有轻质、保温隔热、高抗震性、高抗裂性、高耐久性、高耐火性、造价低等特点。

陶粒混凝土是一种以陶粒为粗骨料、以普通砂或陶砂为细骨料的轻骨料混凝土。它同样具有轻质、造价低、保温隔热、高抗震性等特点，应用于工程中在满足强度及其它性能要求的同时可大幅度减轻结构物的自重、提高保温隔热性能。

陶粒混凝土的应用现在日益广泛，其力学性能的研究也已有一定的成果。国外的LoT.Y.研究了陶粒不同预湿程度对轻骨料混凝土性能的影响表明：预湿30min时强度最高，而未预湿骨料及预湿24h骨料强度降低。CheesemanC.R.由陶粒混凝土的破坏特性得出：陶粒必须具有较高的颗粒强度才能提高混凝土的整体工作阶段的承载能力以提高强度。Byung-wanJo^[i]和CheesemanC.R.研究表明陶粒具有多孔隙结构，降低吸水率可采用专门生产工艺加工出吸水率低、颗粒强度较高且性能较稳定的陶粒轻骨料。同济大学李平江配制了10种不同配合比的混凝土试件测试其轴心抗拉强度、轴心抗压强度、弹性模量等，认为抗压强度、抗拉强度、弹性模量等基本力学性能指标可按相应规程的规定取用。武汉理工大学的胡曙光教授带领他的博、硕士研究生对页岩陶粒轻骨料混凝土在材料性能方面进行了大量研究，清华大学的学者丁建彤等也对页岩陶粒轻骨料混凝土在结构性能方面进行了大量研究，如其全应力应变曲线。柯国军测定了不同强度的页岩陶粒混凝土的阻尼比和弹性模量，并分析轻骨料混凝土与普通混凝土阻尼比之间差异大的原因。

国内外对再生混凝土及轻集料混凝土的基本性能都已经有所研究，但对轻集料与再生骨料结合的混凝土的研究较少，而对以陶粒为轻粗骨料的再生混凝土的研究尚属空白。

发明内容

本发明提供了一种陶粒再生混凝土及空心砌块砌体和制备方法，利用环保型陶粒为粗骨料、废弃的再生混凝土为细骨料研制的一种新型的陶粒再生混凝土，并用其制作轻质环保、保温隔热的新型的空心砌块。陶粒再生混凝土利用废弃混凝土实现了减少建筑垃圾污染、资源的回收利用、节约天然资源的目的，利用环保陶粒，体现了绿色环保的主题。研制的空心砌块在满足工程应用的基础上，还具有减污利废、轻质环保、保温隔热、绿色节能的特点。

本发明采用如下技术方案：

本发明的陶粒再生混凝土是由以下重量份的原料组成：陶粒360-440、再生细骨料660-860、水泥400-520、水150-200。优选由以下重量份的原料组成：陶粒402、再生细骨料760、水泥400、水180。

所述的陶粒是由工业废渣、矿场尾矿或粉煤灰烧制而成，选用粒径为5-10mm的级配良好的陶粒。本发明所用陶粒的性能如表1所示：

表1

所述的再生细骨料是路破碎产生的废弃混凝土用破碎机破碎后，再进行过筛、水洗处理，选用粒径为0.16-5mm级配良好的再生砂作为细骨料。本发明所用再生细骨料的性能如表2所示：

表2

所述的水泥为32.5普通硅酸盐水泥。

本发明的陶粒再生混凝土的制备方法的具体步骤如下：

(1)先将陶粒和再生细骨料分别在水中浸泡1小时后捞出晾干至表无积水后备用；

(2)将预湿处理后的陶粒和再生砂进行混合搅拌30秒，使再生砂粒填充陶粒空隙，然后加入水泥搅拌30秒，使水泥在粗细骨料中分布都较均匀，最后加入水再搅拌2分钟，即可制得陶粒再生混凝土。

利用本发明的陶粒再生混凝土制造空心砌块砌体的方法的具体步骤如下：

(1)二次装模，第一次混凝土装入量约为模体积的三分之二，进行第一次机械振捣5-7s，接着第二次混凝土装入模并高出模板，进行第二次振捣5-7s至密实；

(2)人工抹面，人工抹压振动完成后的陶粒再生混凝土，将已上浮陶粒压入砂浆中，并用力多次来回摸压以抵消陶粒的上浮力，保证试件表面的平整和光滑，使被水泥砂浆包裹的陶粒不浮起；

(3)养护，人工抹面成型24小时后，拆模的试件进行自然养护28天。

步骤(2)中，成型过程中陶粒再次上浮进行二次人工抹面，以达到较好的试件匀质性和外观平整性，由于混凝土未添加任何的外加剂和掺和料，因此凝结较早，需在成型1小时后做一回二次抹面。

步骤(3)中，自然养护采取洒水湿润、塑料薄膜覆盖的措施来保温保湿三天以确保水化反应的顺利进行，并在4-14天的龄期每天喷水不少于2次，避免内外温差过大引起砌块表面产生网状干燥裂纹。

本发明的积极效果如下：

本发明的陶粒再生混凝土以陶粒为轻粗骨料、废弃混凝土为再生细骨料，它综合了轻集料和再生骨料混凝土的特点，使其具有节能利废、绿色环保、轻质、保温隔热等优点。

利用本发明的陶粒再生混凝土制作的空心砌块是一种新型的轻质环保、保温隔热的绿色墙体材料，具有良好的物理、力学、热工性能。

本发明回收循环利用建筑垃圾以达到变废为宝、节约资源、保护生态环境、促进生态和谐，响应了国家墙改办对于贯彻执行国家有关新型墙材和建筑节能的号召，符合目前建筑“绿色、环保、节能”的主题要求，有利于缓解大量建筑垃圾的处置问题和日益严重的资源问题，有利于实现社会的可持续发展。

附图说明

图1是实施例1-3陶粒再生混凝土的应力-应变拟合曲线图。

具体实施方式

下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。

实施例1

1.1本发明的陶粒再生混凝土是由以下重量份的原料组成(Kg)：

陶粒360、再生细骨料860、水泥400、水200。

1.2本发明的陶粒再生混凝土的制备方法：

1.3利用本实施例的陶粒再生混凝土制造空心砌块砌体的方法：

实施例2

2.1本发明的陶粒再生混凝土是由以下重量份的原料组成(Kg)：

陶粒440、再生细骨料660、水泥520、水150。

2.2本发明的陶粒再生混凝土的制备方法：

2.3利用本实施例的陶粒再生混凝土制造空心砌块砌体的方法：

实施例3

3.1本发明的陶粒再生混凝土是由以下重量份的原料组成(Kg)：

陶粒402、再生细骨料760、水泥400、水180。

3.2本发明的陶粒再生混凝土的制备方法：

3.3利用本实施例的陶粒再生混凝土制造空心砌块砌体的方法：

实施例4本发明制备的陶粒再生混凝土的性能

4.1试验方法：

试验方案一览表如表3：

表3

其中：

1、在RMT-201岩石与混凝土力学试验系统进行测试时，采用两对侧面贴应变片的方法测量混凝土的轴向变形，通过静态采集仪进行数据采集。

2、采用JW-Ⅲ型热流计式导热仪的检测步骤如下，(1)测试前把试件先放入烘干箱持续烘干24小时至恒重，烘干温度宜为105℃条件下左右，烘干后放入干燥器中冷却，冷却后用保鲜薄膜包装，防止与周围空气接触；(2)测出烘干试件的平均厚度后，将其放入仪器上的冷、热板之间夹紧，盖上玻璃罩；(3)开启电源，输入板件厚度值，将热板温度设定为35℃、冷板温度设为15℃，开始测试后观察热流计输热电势的变化和传热系数的变化，当他们的变化两次的读数均在±1.5％左右时说明进入稳定状态；(4)稳定状态后，当热流计输出的热电势、导热系数变化值小于±1％时，每隔15分钟左右，打印输出试验数据一次，在1小时以上的时间内，导热系数λ值不超过±1％，试验结束。

4.2实验结果

对实施例1-3制备的陶粒再生混凝土进行上述检测结果如下：

表4立方体抗压强度及密度

表5棱柱体轴心抗压强度

实施例1-3陶粒再生混凝土的应力-应变拟合曲线如图1所示。

表6传热系数检测结果

4.3实验结论

1、陶粒再生混凝土试件的裂纹发展与普通混凝土相似，最终破坏形态也为正倒相接的四角锥破坏，但破坏界面不同，陶粒再生混凝土主要是陶粒骨料的破坏。

2、陶粒再生混凝土的单轴受压应力-应变曲线与普通混凝土相似。

3、陶粒再生混凝土的保温隔热性能良好，陶粒再生混凝土是一种传热系数低、热阻大，保温隔热效果好的材料。

4、本发明的陶粒再生混凝土同时具有强度较高、轻质环保、绿色节能和传热系数低、热阻大、保温隔热性能好的特点。

实施例5本发明制备的空心砌块的性能

5.1试验方法：

试验方案如表7：

表7

其中，空心砌块的传热系数和热惰性指标D值采用理论计算得到，按照《民用建筑热工设计规范》(GB50176-93)及传热隔热理论和各对应取代率的陶粒再生混凝土的传热系数来计算。

5.2实验结果

对实施例1-3制备的空心砌块进行上述检测结果如下：

表8块体密度、含水率、与空心率

表9抗压强度试验结果

表10强度等级评定

表11抗折强度试验结果

表12导热系数换算结果

5.3实验结论

1、陶粒掺入直接改善了空心砌块的密度，使其变得更轻质，其含水率、吸水率、空心率均符合《轻集料混凝土小型空心砌块》规范要求。

2、陶粒再生混凝土空心砌块在保证强度的基础上又能做到轻质，是一种轻质环保绿色的墙体材。

3、空心砌块墙满足传热系数K≦1.5W/(m²·K)、D≧3.0的建筑节能要求，可作为自保温砌块。

4、空心砌块的导热系数低、热惰性指标D值大，其保温隔热性能越优良。

5、陶粒再生混凝土单排孔小型空心砌块，其块体密度为711kg/m³,抗压强度满足MU5.0的要求，传热系数K＝1.322W/(m²·K)、热惰性指标D值＝5.30，满足K≦1.5、D≧3.0的建筑节能要求，可见，该种空心砌块是一种可工业化生产、环保利废、轻质、绿色节能、保温隔热性能优良的新型墙体材料，其综合性能优良。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种陶粒再生混凝土，其特征在于：所述的陶粒再生混凝土是由以下重量份的原料组成：陶粒360-440、再生细骨料660-860、水泥400-520、水150-200。

2.如权利要求1所述的陶粒再生混凝土，其特征在于：所述的陶粒再生混凝土是由以下重量份的原料组成：陶粒402、再生细骨料760、水泥400、水180。

3.如权利要求1或2所述的陶粒再生混凝土，其特征在于：所述的陶粒是由工业废渣、矿场尾矿或粉煤灰烧制而成，选用粒径为5-10mm的级配良好的陶粒。

4.如权利要求1或2所述的陶粒再生混凝土，其特征在于：所述的再生细骨料是路破碎产生的废弃混凝土用破碎机破碎后，再进行过筛、水洗处理，选用粒径为0.16-5mm级配良好的再生砂作为细骨料。

5.如权利要求1或2所述的陶粒再生混凝土，其特征在于：所述的水泥为32.5普通硅酸盐水泥。

6.如权利要求1-5任一项所述的陶粒再生混凝土的制备方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：

7.一种利用如权利要求6所述的陶粒再生混凝土制造空心砌块砌体的方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，成型过程中陶粒再次上浮进行二次人工抹面，以达到较好的试件匀质性和外观平整性，由于混凝土未添加任何的外加剂和掺和料，因此凝结较早，需在成型1小时后做一回二次抹面。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，自然养护采取洒水湿润、塑料薄膜覆盖的措施来保温保湿三天以确保水化反应的顺利进行，并在4-14天的龄期每天喷水不少于2次，避免内外温差过大引起砌块表面产生网状干燥裂纹。