CN104402351A - 一种新型再生砌筑砂浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型再生砌筑砂浆及其制备方法。它以建筑破碎而成的再生细集料为主要原料，加入天然砂、水泥、粉煤灰、铝渣、石墨烯、水和复合外加剂（减水剂和水泥增强剂）搅拌而成。本发明利用石墨烯这种纳米材料，填充水泥基复合材料的微孔隙，达到增强增韧、减少收缩效果。本发明采用电解铝生产过程产生的铝渣为掺合料，铝渣中铝粉遇水会膨胀，可以起到补偿收缩的作用。该种砂浆具有工作性能和耐久性能好、强度较高、收缩低等特点，可替代普通砂浆而广泛应用于土木工程中。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种利用了由建筑垃圾生产的再生细骨料、石墨烯和铝渣等的新型再生砌筑砂浆及其制备方法。
背景技术
将建筑垃圾破碎后作为再生集料不但能解决天然集料资源紧张问题，利于集料产地环境保护，而且可以减少城市建筑垃圾的堆放、占地以及由此带来的环境污染问题，实现建筑垃圾的循环再生利用，保证建筑业的可持续发展。
本发明研究将建筑垃圾破碎、筛分后得到的细骨料，全部取代天然砂用来生产砂浆，对永久节省天然砂资源、全资源利用建筑垃圾、减轻固体废弃物对环境的污染、提高建筑砂浆的绿色化程度、发展循环经济具有非常积极重大的意义。
目前，提高砂浆的力学性能的主要方法是在水泥砂浆中添加钢筋、钢纤维、碳纤维、聚合物纤维、矿物纤维、超细石灰岩粉末、纳米SiO2、超细粉煤灰粉末等。这些增强材料虽然提高了砂浆的整体强度和韧性，但这种韧性来源于增强材料的自身，而水泥浆体的结构及韧性没有改变，砂浆的脆性及裂缝问题依然存在。而纳米氧化石墨烯改变了水泥水化产物的微观结构，提高了水泥水化产物形成浆体的韧性，对于提高砂浆韧性、减少脆性裂缝及延长使用寿命具有积极意义。
发明内容
本发明的目的是提出一种具有较高工作性能、耐久性能和强度的新型砂浆及其制备方法，该种产品具有良好的工作性能和耐久性能，可配制建筑工程中常用的砌筑砂浆。
本发明提出的新型再生砌筑砂浆，以建筑垃圾破碎成的再生细集料，加入天然砂、水泥、粉煤灰、铝渣、石墨烯、水和复合外加剂（减水剂和水泥增强剂）搅拌而成。其按质量的配方如下：再生细集料40-70%，水泥5-30%；粉煤灰0-20%；铝渣0.5-5%；氧化石墨烯0.01-0.5%；复合外加剂：0-3%；水10-30%。
上述砂浆混合料，各组份较为优选的配方为：
再生细集料：45-60 %
水泥：10-25 %
粉煤灰：0-5%
铝渣：1-3%
氧化石墨烯：0.02-0.3%
复合外加剂：0.5-2%
水：10-25%
以上材料按质量百分比计算其总和应满足100%。
其中对各组成份材料的品质要求如下：
再生细集料：再生细集料由建筑垃圾破碎得到，其性能指标应满足《混凝土和砂浆用再生细骨料》 (GB/T25176-2010)。
水泥：普通硅酸盐水泥，硅酸盐水泥，等级32.5或42.5为宜。
石墨烯：氧化石墨烯粉末，厚度为1< nm，大小< 1mm。
复合外加剂：由保水增稠材料和减水剂按1:10-1:20比例混合，搅拌均匀后得到复合外加剂。
铝渣：电解铝生产过程中的固体废弃物，铝渣中铝粉遇水会膨胀，可以起到补偿收缩的作用。
其中对搅拌机、泵车的要求如下：
搅拌设备：优先选用双卧轴强制式搅拌机。
泵送设备：优先选用S阀混凝土汽车泵。
本发明的砂浆混合料的制备步骤如下：
用计量设备按质量比依次称取再生细集料、天然砂、水泥、粉煤灰和铝渣等各组份材料，并依次倒入搅拌机中搅拌，然后称取复合外加剂（保水增稠材料和减水剂按（1:20比例混合）和石墨烯和水，并将复合外加剂和石墨烯加入水中，最后将水倒入搅拌机中，搅拌时间不少于2min。
本发明利用建筑垃圾破碎成的再生细集料为主要原料制成。该种砂浆具有工作性能和耐久性能好、强度较高、收缩低等特点，可替代普通砂浆而广泛应用于土木工程中。
本发明具有以下优点：
1)本发明利用废混凝土破碎成的再生细集料为主要原料，可以大量回收和高效利用废混凝土，减少堆放建筑垃圾占用的土地面积和对天然砂石的开采量。
2）本发明采用工业废渣加工制成的矿物掺合料为主要原料，可以节约水泥用量，减少堆放工业废渣占用的土地面积。
3）本发明利用石墨烯这种纳米材料，填充水泥基复合材料的微孔隙，达到增强增韧、减少收缩效果。
4）本发明采用电解铝生产过程产生的铝渣为掺合料，铝渣中铝粉遇水会膨胀，可以起到补偿收缩的作用。
5) 具有工作性能好、耐久性能高、收缩低等特点可广泛应用于土木工程中。
6) 本发明的应用，是把城市建设成为资源节约型、环保型的重要途径之一，具有明显的环境、经济和社会综合效益。
具体实施方式
实施例1：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：13.2%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：3.4%；
铝渣：1.6%
水：17.1%；
再生细集料：64.517%；
石墨烯： 0.003%；
复合外加剂：0.18%。
用计量设备按质量比依次称取再生细集料、天然砂、水泥、粉煤灰和铝渣等各组份材料，并依次倒入搅拌机中搅拌，然后称取复合外加剂（保水增稠材料和减水剂按（1:20比例混合）和石墨烯和水，并将复合外加剂和石墨烯加入水中，最后将水倒入搅拌机中，搅拌时间不少于2min。
按上所述比例配置材料并按照《建筑砂浆基本性能试验方法》（JGJ70-90-2002）测试其性能，结果如下：
沉入度：87mm；
分层度：20mm；
28d抗压强度：16.3MPa；
收缩率：0.009%。
实施例2：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：11.2%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：1.4%；
铝渣：1.4%；
水：18.0%；
再生细集料：67.897%；
石墨烯：0.003%；
复合外加剂：0.10%。
用计量设备按质量比依次称取再生细集料、天然砂、水泥、粉煤灰和铝渣等各组份材料，并依次倒入搅拌机中搅拌，然后称取复合外加剂（保水增稠材料和减水剂按（1:15比例混合）和石墨烯和水，并将复合外加剂和石墨烯加入水中，最后将水倒入搅拌机中，搅拌时间不少于2min。
按上所述比例配置材料并按照《建筑砂浆基本性能试验方法》（JGJ70-90-2002）测试其性能，结果如下：
沉入度：87mm；
分层度：18mm；
28d抗压强度：11.6MPa；
收缩率：0.008%。
实施例3：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：14.6%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：3.6%；
铝渣：1.8%；
水：15.9%；
再生细集料：63.886%；
石墨烯：0.004%；
复合外加剂：0.21%。
用计量设备按质量比依次称取再生细集料、天然砂、水泥、粉煤灰和铝渣等各组份材料，并依次倒入搅拌机中搅拌，然后称取复合外加剂（保水增稠材料和减水剂按（1:25比例混合）和石墨烯和水，并将复合外加剂和石墨烯加入水中，最后将水倒入搅拌机中，搅拌时间不少于2min。
按上所述比例配置材料并按照《建筑砂浆基本性能试验方法》（JGJ70-90-2002）测试其性能，结果如下：
沉入度：94mm；
分层度：19mm；
28d抗压强度：22.6MPa；
收缩率：0.010%。
实施例4：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：12.8%；
粉煤灰：2.4%；
铝渣：0%；
水：17.7%；
再生细集料：66.927%；
石墨烯：0.003%；
复合外加剂：0.17%；
用计量设备按质量比依次称取再生细集料、天然砂、水泥、粉煤灰和铝渣等各组份材料，并依次倒入搅拌机中搅拌，然后称取复合外加剂（保水增稠材料和减水剂按（1:20比例混合）和石墨烯和水，并将复合外加剂和石墨烯加入水中，最后将水倒入搅拌机中，搅拌时间不少于2min。
按上所述比例配置材料并按照《建筑砂浆基本性能试验方法》（JGJ70-90-2002）测试其性能，结果如下：
沉入度：84mm；
分层度：18mm；
28d抗压强度：14.7MPa；
收缩率：0.007%。
实施例5：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：13.8%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：2.3%；
铝渣：0%；
水：17.5%；
再生细集料：66.197%；
石墨烯：0.003% ；
复合外加剂：0.20%。
用计量设备按质量比依次称取再生细集料、天然砂、水泥、粉煤灰和铝渣等各组份材料，并依次倒入搅拌机中搅拌，然后称取复合外加剂（保水增稠材料和减水剂按（1:20比例混合）和石墨烯和水，并将复合外加剂和石墨烯加入水中，最后将水倒入搅拌机中，搅拌时间不少于2min。
按上所述比例配置材料并按照《建筑砂浆基本性能试验方法》（JGJ70-90-2002）测试其性能，结果如下：
沉入度：92mm
分层度：19mm
28d抗压强度：15.1MPa
收缩率：0.008%。
实施例6：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：26.797%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：2.3%；
铝渣：2.0%；
水：28.7%；
再生细集料：40%；
石墨烯：0.003% ；
复合外加剂：0.20%。
实施例7：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：7.7%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：1.3%；
铝渣：2.0%；
水：17.7%；
再生细集料：70%；
石墨烯：0.5% ；
复合外加剂：0.80%。
实施例8：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：22%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：7.7%；
铝渣：1.5%；
水：22.5%；
再生细集料：45%；
石墨烯：0.5% ；
复合外加剂：0.80%。
实施例9：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：15%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：5.8%；
铝渣：1.5%；
水：17.17%；
再生细集料：60%；
石墨烯：0.03% ；
复合外加剂：0.50%。
实施例10：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：5%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：8%；
铝渣：2.0%；
水：29.4%；
再生细集料：55 %；
石墨烯：0.1% ；
复合外加剂：0.50%。
实施例11：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：10%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：5.5%；
铝渣：2.0%；
水：24%；
再生细集料：58 %；
石墨烯：0.1% ；
复合外加剂：0.40%。
实施例12：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：25%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：6.3 %；
铝渣：2.0%；
水：23.17%；
再生细集料：43 %；
石墨烯：0.03% ；
复合外加剂：0.50%。
实施例13：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：30%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：3.0 %；
铝渣：2.0%；
水：20.97%；
再生细集料：43.5 %；
石墨烯：0.03% ；
复合外加剂：0.50%。
实施例14：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：25%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：0 %；
铝渣：2.0%；
水：19.03%；
再生细集料：53.0 %；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.95%。
实施例15：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：26.5%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：5 %；
铝渣：1.5%；
水：21%；
再生细集料：45.03 %；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.95%。
实施例16：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：13.6%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：20%；
铝渣：1.5%；
水：16.8%；
再生细集料：47.58 %；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.5%。
实施例17：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：21.3%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：16.9%；
铝渣：0.5%；
水：15.9%；
再生细集料：44.88 %；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.5%。
实施例18：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：21.3%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：16.9%；
铝渣：1.0%；
水：15.9%；
再生细集料：44.38 %；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.5%。
实施例19：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：22.88%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：8.5%；
铝渣：3.0%；
水：16.6%；
再生细集料：48.5%；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.5%。
实施例20：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：21.88%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：8.5%；
铝渣：5.0%；
水：16.6%；
再生细集料：47.5%；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.5%。
实施例21：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：29.5%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：5.5%；
铝渣：2.8%；
水：19.0%；
再生细集料：42.39%；
石墨烯：0.01% ；
复合外加剂：0.8%。
实施例22：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：29.21%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：5.5%；
铝渣：2.8%；
水：19.0%；
再生细集料：42.39%；
石墨烯：0.3% ；
复合外加剂：0.8%。
实施例23：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：29.21%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：5.5%；
铝渣：2.8%；
水：19.0%；
再生细集料：42.19%；
石墨烯：0.5% ；
复合外加剂：0.8%。
实施例24：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：25.8%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：2.5%；
铝渣：2.0%；
水：22.3%；
再生细集料：47.38%；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0%。
实施例25：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：24.8%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：2.5%；
铝渣：2.0%；
水：22.3%；
再生细集料：46.38%；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：2.0%。
实施例26：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：24.8%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：2.5%；
铝渣：2.0%；
水：21.8%；
再生细集料：45.88%；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：3.0%。
实施例27：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：28.9%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰： 17.7%；
铝渣：1.4%；
水：10.0%；
再生细集料：40.98%；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：1.0%。
实施例28：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：21.98%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰： 5.8%；
铝渣：1.4%；
水：25.0%；
再生细集料：44.8%；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：1.0%。
实施例29：
砂浆的各组分配比如下：
水泥：15.48%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰： 5.8%；
铝渣：1.4%；
水：30.0%；
再生细集料：46.3%；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：1.0%。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出个各种修改，并把此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种新型再生砌筑砂浆，其特征在于：各成分所占重量百分比为：再生细集料40-70%，水泥5-30%；粉煤灰0-20%；铝渣0.5-5%；氧化石墨烯0.01-0.5%；复合外加剂：0-3%；水10-30%。
2.根据权利要求1所述的再生砌筑砂浆，其特征在于：各成分所占质量百分比如下：再生细集料45-60 %；水泥10-25 %；粉煤灰0-5%；铝渣1-3%；氧化石墨烯0.02-0.3%；复合外加剂0.5-2%；水：10-25%。
3.根据权利要求1所述的再生砌筑砂浆，其特征在于再生细集料由建筑垃圾破碎得到，其性能指标应满足《混凝土和砂浆用再生细骨料》 (GB/T25176-2010)的规定。
4.根据权利要求1所述的再生砌筑砂浆，其特征在于水泥采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，等级为32.5或42.5。
5.根据权利要求1所述的再生砌筑砂浆，其特征在于所述石墨烯为氧化石墨烯粉末，厚度为1< nm，大小< 1mm。
6.根据权利要求1所述的再生砌筑砂浆，其特征在于所述复合外加剂为由保水增稠材料和减水剂按1:10-1:25比例混合，搅拌均匀后得到复合外加剂。
7.制备如权利要求1所述的再生砌筑砂浆的方法，其特征在于具体步骤如下：用计量设备按质量比依次称取再生细集料、天然砂、水泥、粉煤灰和铝渣等各组份材料，并依次倒入搅拌机中搅拌，然后称取复合外加剂和石墨烯和水，并将复合外加剂和石墨烯加入水中，最后将水倒入搅拌机中，搅拌时间不少于2min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410572675.3A CN104402351A (zh) | 2014-10-24 | 2014-10-24 | 一种新型再生砌筑砂浆及其制备方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410572675.3A CN104402351A (zh) | 2014-10-24 | 2014-10-24 | 一种新型再生砌筑砂浆及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104402351A true CN104402351A (zh) | 2015-03-11 |
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ID=52640035
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| CN201410572675.3A Pending CN104402351A (zh) | 2014-10-24 | 2014-10-24 | 一种新型再生砌筑砂浆及其制备方法 |
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