CN104529327A - 一种钢纤维再生砖混凝土及其制备与应用 - Google Patents

Abstract

一种钢纤维再生砖混凝土，每立方米混凝土中含有：钢纤维39～117kg、水泥415kg、水195kg、再生砖骨料1181kg以及砂583kg，本发明还提供了所述钢纤维再生砖混凝土的制备方法，本发明钢纤维再生砖混凝土可以作为墙体填充材料，将所述钢纤维再生砖混凝土作为内嵌砌块，填入到中高层装配式生态复合墙混合结构的肋格中，本发明钢纤维再生砖混凝土能够克服传统生态墙体材料抗拉强度低，延性差，易开裂等缺点，极大地提高了其强度，增强了其耐久性，同时可以解决污泥的处理问题。

Description

一种钢纤维再生砖混凝土及其制备与应用

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，涉及新型的中高层装配式生态复合墙混合结构体系，也可用于普通建筑的结构体系中，特别涉及一种钢纤维再生砖混凝土及其制备与应用。

背景技术

住宅建设作为我国的传统产业，长期处于粗放型的生产阶段，能源和原材料消耗过大，工业化程度不高，劳动生产率及技术含量低，结构形式单一，建筑质量与功能较差，特别是住宅结构的抗震安全性及舒适性亟待提高。课题组将原有生态复合墙结构与混凝土竖向约束构件有机结合，相互取长补短、各汲优点，提出中高层装配式生态复合墙混合结构体系。目前，我国墙体大部分采用的还是传统材料，寻找新型的建筑材料已成为课题组目前亟需解决的问题。传统的生态墙体填充材料如再生EPS轻骨料混凝土砌块、加气混凝土砌块、麦秸秆纤维生土绝大多数属于低强材料，而且延性也比较差，在结构中仅起到填充和围护作用。在中高层装配式生态复合墙混合结构中，生态块材不仅起围护、节能作用，而且与混凝土肋格相互作用、相互约束、共同受力，并充当混合结构的第一道抗震防线，对其基本力学性能指标方面的要求较多层生态复合墙结构有较大提高。因此，需要寻找较高强度、较好延性的增强生态砌块材料，以此来解决传统生态墙体填充材料的缺陷。

建筑业是产生垃圾的大户，同时也是可以应用垃圾废料再生资源的重要行业，因此综合利用建筑垃圾不仅可以解决由建筑垃圾引发的环境问题，还是节约资源保护生态环境的有效途径。建筑垃圾中的废弃砖占建筑垃圾的很大一部分，目前对其的回用主要集中在在基坑回填、道路基层铺筑和以及结构构件的少量制作上，具有再生利用率和利用技术水平水平低的缺点。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种钢纤维再生砖混凝土及其制备与应用，利用废弃砖做生态建筑材料，在其中加入增强纤维，做成较高强度、较好延性的增强生态砌块材料，既可以解决建筑垃圾的处理问题，又可以解决新型建筑材料的需求问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种钢纤维再生砖混凝土，每立方米混凝土中含有：钢纤维39～117kg、水泥415kg、水195kg、再生砖骨料1181kg以及砂583kg。

本发明还提供了所述钢纤维再生砖混凝土的制备方法，包括如下步骤：

第一步，制备再生砖骨料；

第二步，将钢纤维和再生砖骨料混合搅拌使得钢纤维分散在再生砖骨料中；

第三步，将砂和水泥混合先干搅拌再加水搅拌；

第四步，将搅拌好的钢纤维再生砖混凝土放入模具中成型；

第五步，将钢纤维再生砖混凝土放入标准养护室进行养护。

其中所述第一步中再生砖骨料的制备过程为：

第一步，取得废弃砖；

第二步，将废弃砖先进行人工破碎；

第三步，进行初次破碎后的再生砖再用破碎机进行二次破碎；

第四步，将二次破碎后的砖用筛分仪进行筛分。

所述废弃砖取自建筑工地，筛分后取粒径10～20mm的碎砖作为原料。

本发明所用水泥为普通硅酸盐水泥，标号为42.5，配置强度为C25。制备工艺中，为了使钢纤维能均匀的分布在混凝土中，先将钢纤维及再生砖骨料投入拌和机拌30秒，使钢纤维分散在再生砖骨料中，不致团结，再将砂及水泥投入拌和机干搅拌30秒，再在转动着的搅拌机中加水，并再搅拌3分钟左右。拌制钢纤维混凝土不得采用海水、海砂，严禁惨加氯盐。除上述规定外，钢纤维再生砖混凝土所用其他材料，应符合现行规范中关于钢筋混凝土所用原料的规定。

本发明所述钢纤维再生砖混凝土可以作为墙体填充材料，将所述钢纤维再生砖混凝土作为内嵌砌块，填入到中高层装配式生态复合墙混合结构的肋格中。

与现有技术相比，本发明从生态再生的角度出发，能够克服传统生态墙体材料强度低，延性差，易开裂等缺点，极大地提高了其强度，增强了其耐久性，不但解决了传统生态墙体填充材料所面临的问题，还可以解决部分建筑垃圾的处理问题。

附图说明

图1是本发明钢纤维再生砖混凝土立方体抗压试验破坏形态示意图，图中纹路表示裂缝。

图2是本发明钢纤维再生砖混凝土立方体劈裂抗拉强度试验破坏形态示意图，图中纹路表示裂缝。

图3是利用本发明钢纤维再生砖混凝土的中高层装配式生态复合墙混合结构中的肋格构造示意图。

图4是利用本发明钢纤维再生砖混凝土的中高层装配式生态复合墙混合结构中带马牙槎的的混凝土竖向约束构件示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

一种钢纤维再生砖混凝土，每立方米混凝土中含有：钢纤维78kg、水泥415kg、水195kg、再生砖骨料1181kg以及砂583kg。

其制备方法包括如下步骤：

步骤1，制备再生砖，具体如下：

步骤1.1，取得废弃砖，废弃砖可以来源于建筑工地；

步骤1.2，将废弃砖先进行人工破碎；

步骤1.3，进行初次破碎后的再生砖再用破碎机进行二次破碎；

步骤1.4，将二次破碎后的砖用筛分仪进行筛分，取粒径10～20mm的碎砖作为原料。

步骤2，将钢纤维和再生砖按照前述比例混合搅拌使得钢纤维分散在再生砖中，为了使钢纤维能均匀的分布在混凝土中，将钢纤维及再生砖投入拌和机拌30秒，使钢纤维分散在再生砖骨料中，不致团结；

步骤3，将砂和水泥与步骤2得到的混合物混合，先干搅拌30秒，再在转动着的搅拌机中加水，并再搅拌3分钟左右；

步骤4，将搅拌好的钢纤维再生砖放入模具中成型；

步骤5，将成型的钢纤维再生砖混凝土放入标准养护室进行养护，其养护方法、时间与普通混凝土一致。

其中，所用水泥为普通硅酸盐水泥，标号为42.5。配置强度为C25。拌制钢纤维混凝土不得采用海水、海砂，严禁惨加氯盐。除上述规定外，钢纤维再生砖混凝土所用其他材料，应符合现行规范中关于钢筋混凝土所用原料的规定。

为了研究钢纤维再生砖混凝土的基本力学性能，本发明进行了内部实验，主要研究钢纤维再生砖混凝土的立方体抗压强度和立方体劈裂抗拉强度。具体的实验步骤如下：

第一步，根据上述方法制备尺寸为150mm×150mm×150mm的标准钢纤维再生砖混凝土试块，每组配合比的试块制作2组共6个试块。

第二步，在龄期达到28d后采用TYA-2000型电液式压力试验机按GB/T50081-2002标准进行测定。其中每组的三个试块用来测立方体抗压强度，三个用来测立方体劈裂抗拉强度。

第三步，对实验结果进行计算，得出钢纤维再生砖混凝土立方体抗压强度为26.6MPa，立方体劈裂抗拉强度为2.71MPa。

其中，图1表示了本发明钢纤维再生砖混凝土立方体在上述条件下的抗压试验破坏形态，其在15.1MPa的压力下产生了轻微裂缝。

图2表示了本发明钢纤维再生砖混凝土立方体在上述条件下的劈裂抗拉强度试验破坏形态，其在1.36MPa的压力下产生了轻微裂缝。

本发明所述钢纤维再生砖混凝土可以作为墙体填充材料，将所述钢纤维再生砖混凝土作为内嵌砌块2，填入到中高层装配式生态复合墙结构的肋格中，制得如图3和图4所示的中高层装配式生态复合墙结构，它主要由预制的生态复合墙板、混凝土竖向约束构件15、暗梁14及楼板13装配现浇而成。在混合结构中，主结构为混凝土竖向约束构件框架，次结构为生态复合墙板；在生态复合墙板中，主结构为肋格结构，次结构为肋格约束作用下的填充材料。肋格由混凝土肋梁11和混凝土肋柱12相互连接形成，在混凝土肋柱12上设有马牙槎10，本发明的内嵌砌块2即设置于该肋格中。该混合结构独特的构造特点，使其承力体系的三部分构件：砌块、肋格及混凝土竖向约束构件框架能够在小震、中震及大震作用下依次发挥主要作用，分阶段释放地震能量，具有明确的三道抗震防线，并合理的解决了结构集受力、维护、节能、经济为一体的技术难题。传统的生态墙体填充材料如再生EPS轻骨料混凝土砌块、加气混凝土砌块、麦秸秆纤维生土绝大多数属于低强材料，而且延性也比较差，在结构中仅起到填充和围护作用。利用本发明的钢纤维再生砖混凝土制成内嵌砌块，填入到中高层装配式生态复合墙混合结构的肋格中。由于其具有较高强度及延性的性质，在中高层装配式生态复合墙混合结构中，生态块材不仅起围护、节能作用，而且与混凝土肋格相互作用、相互约束、共同受力，并充当混合结构的第一道抗震防线。所以可以满足中高层装配式生态复合墙混合结构对生态墙体材料的需求。

Claims (7)

1.一种钢纤维再生砖混凝土，其特征在于，每立方米混凝土中含有：钢纤维39～117kg、水泥415kg、水195kg、再生砖骨料1181kg以及砂583kg。

2.根据权利要求1所述钢纤维再生砖混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，制备再生砖骨料；

第二步，将钢纤维和再生砖骨料混合搅拌使得钢纤维分散在再生砖骨料中；

第三步，将砂和水泥混合先干搅拌再加水搅拌；

第四步，将搅拌好的钢纤维再生砖混凝土放入模具中成型；

第五步，将钢纤维再生砖混凝土放入标准养护室进行养护。

3.根据权利要求2所述钢纤维再生砖混凝土的制备方法，其特征在于，所述第一步中再生砖骨料的制备过程为：

第一步，取得废弃砖；

第二步，将废弃砖先进行人工破碎；

第三步，进行初次破碎后的再生砖再用破碎机进行二次破碎；

第四步，将二次破碎后的砖用筛分仪进行筛分。

4.根据权利要求3所述钢纤维再生砖混凝土的制备方法，其特征在于，所述废弃砖取自建筑工地，筛分后取粒径10～20mm的碎砖作为原料。

5.根据权利要求2所述钢纤维再生砖混凝土的制备方法，其特征在于，所述钢纤维和再生砖骨料在拌和机中混合搅拌30秒，砂和水泥加入后，先干搅拌30秒，再加水搅拌3分钟。

6.根据权利要求1所述钢纤维再生砖混凝土作为墙体填充材料的用途。

7.根据权利要求6所述钢纤维再生砖混凝土的用途，其特征在于，将所述钢纤维再生砖混凝土作为内嵌砌块，填入到中高层装配式生态复合墙混合结构的肋格中。