CN105036660A - C40再生骨料混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种C40再生骨料混凝土及其制备方法,其中,所述C40再生骨料混凝土,包括以下重量比的配料:水:水泥:沙:石灰岩块体:废弃混凝土块=1:2.28:3.03:3.66:2.23。本发明能够保证再生混凝土所需的强度、坍塌度、耐久性以及早期施工强度等力学性能,能够应于实际工程;其次,环保低碳,有助于从根本上解决建筑垃圾问题,是发展绿色建筑技术的重要手段。最后,本发明制备简单、取材方便,是有效缓解当前建筑材料来源紧缺的现状。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料,尤其是一种C40再生骨料混凝土,以及制备这种再生骨料混凝土的方法。
背景技术
全球每年有一大批老旧建筑被拆除,从而不可避免地产生了大量建筑垃圾,给环境和土地资源带来了巨大的压力。这些建筑垃圾的回收利用是我国实现绿色建筑与可持续发展社会的必然要求。
利用废混凝土破碎加工而成的再生集料,部分或全部代替天然集料配制而成的再生混凝土被认为可从根本上解决废弃混凝土的处理难题,是目前国内外科研人员研究的热点之一。
但是,现有的再生骨料混凝土还存在不少问题,主要是再生骨料吸收率和收缩率较高,强度稍低,难以满足工程的需求。
发明内容
发明目的:一个目的是提供一种C40再生骨料混凝土,以解决现有技术存在的上述问题。进一步的目的是提供一种制备上述C40再生骨料混凝土的制备方法。
技术方案:一种C40再生骨料混凝土,包括以下重量比的配料:水:水泥:沙:石灰岩块体:废弃混凝土块=1:2.28:3.03:3.66:2.23。
进一步的,所述沙为中砂或细砂,细度模数不大于3.0,所述水泥为硅酸盐水泥。
进一步的,所述石灰岩块体为二级级配,最大粒径不超过35mm。
进一步的,所述废弃混凝土块体的初始设计强度等级不低于C30,直径为10~30mm。
制备上述C40再生骨料混凝土的方法,包括如下步骤:
步骤1.配比的计算:
步骤11.确定配制强度fcu,0,fcu,0=fcu,k+1.645σ,fcu,k为立方体抗压强度标准值,σ为经验值;
步骤12.确定水灰比W/C,式中,A=0.46,B=0.07,fce为水泥的实际强度,
步骤13.计算单位用水量mw;
步骤14.计算水泥用量,式中,mw为水的质量,mc为水泥的质量;
步骤15.初步选取砂率;
步骤16.计算砂、石灰岩块体的用量mS、mG,
步骤17.计算废弃混凝土块的质量,式中mN,ρN分别为废弃砖块的质量和密度,n为废弃砖块的体积替代率;
步骤2.根据步骤1的结算结果准备材料,制备废弃砖块,采用颚式破碎机进行破碎,控制破碎粒径为20~50mm,破碎后对骨料进行筛分,先采用50mm孔径筛分,对筛中剩余物继续进行破碎,对筛底剩余物进行20mm孔径筛分,保留筛中剩余物;
步骤3.投料:将水泥、水、沙按配合比例投入到强制式搅拌机中,搅拌1.5-3min,使其成为水泥砂浆,停止搅拌;再将碎石、废弃砖块体投入到搅拌机中,搅拌2-4min,完成制备。
优选的,所述体积替代率为15%。
有益效果:首先,本发明能够保证再生混凝土所需的强度、坍塌度、耐久性以及早期施工强度等力学性能,能够应于实际工程;其次,环保低碳,有助于从根本上解决建筑垃圾问题,是发展绿色建筑技术的重要手段。最后,本发明制备简单、取材方便,是有效缓解当前建筑材料来源紧缺的现状。
附图说明
图1为各龄期阶段混凝土的立方体抗压强度。
具体实施方式
如图1所示,本发明的C40再生骨料混凝土,包括以下重量比的配料:水:水泥:沙:石灰岩块体:废弃混凝土块=1:2.28:3.03:3.66:2.23。
其中,沙为中砂或细砂,细度模数不大于3.0,所述水泥为硅酸盐水泥。所述石灰岩块体为二级级配,最大粒径不超过35mm。废弃混凝土块体的初始设计强度等级不低于C30,直径为10~30mm。
参考图1,从曲线可以看出该配合比28天强度为44.7MPa,满足C40混凝土要求,并且14天达到28天龄期强度的50%,满足施工的早期强度要求。
制备上述C40再生骨料混凝土的方法,包括如下步骤:
步骤1.配比的计算:
步骤11.确定配制强度fcu,0,fcu,0=fcu,k+1.645σ,fcu,k为立方体抗压强度标准值,σ为经验值;
步骤12.确定水灰比W/C,式中,A=0.46,B=0.07,fce为水泥的实际强度,
步骤13.计算单位用水量mw;
步骤14.计算水泥用量,式中,mw为水的质量,mc为水泥的质量;
步骤15.初步选取砂率;
步骤16.计算砂、石灰岩块体的用量mS、mG,
步骤17.计算废弃混凝土块的质量,式中mN,ρN分别为废弃砖块的质量和密度,n为废弃砖块的体积替代率;
步骤2.根据步骤1的结算结果准备材料,制备废弃砖块,采用颚式破碎机进行破碎,控制破碎粒径为20~50mm,破碎后对骨料进行筛分,先采用50mm孔径筛分,对筛中剩余物继续进行破碎,对筛底剩余物进行20mm孔径筛分,保留筛中剩余物;
步骤3.投料:将水泥、水、沙按配合比例投入到强制式搅拌机中,搅拌1.5-3min,使其成为水泥砂浆,停止搅拌;再将碎石、废弃砖块体投入到搅拌机中,搅拌2-4min,完成制备。
实施例6-8
加入再生骨料改性材料。所述改性材料包括:减水剂、补强剂和膨胀剂。减水剂的用量为配料总量的0.1-0.5wt%,补强剂的用量为配料总量的3-5wt%,膨胀剂为配料总量的1-3wt%。
所述减水剂的结构式如下:
其中,R1、R2、R3、R4和R5均选自H或CH3,n为35~55,m为25~45,a、b、c和d为正整数,M为一价阳离子。
所述补强剂为硅灰,膨胀剂为硫铝酸盐。
上述新型聚羧酸减水剂的制备方法,步骤如下:
步骤1:制备或购买大分子单体,按照预定的配比称取原料;
步骤2:将烷基聚醚、丙烯酸单体、阻聚剂、催化剂和协水剂加入到反应釜中升温至160℃,回流状态进行酯化反应5小时,得到中间产物;催化剂选自硫酸、甲苯磺酸、固体酸ZrO2的一种或几种,所说阻聚剂选自羟基苯甲醚、苯二酚、硫化二苯胺中的一种的或几种,所述协水剂选自乙酸乙酯、异戊醇中的一种或两种。
步骤3:分离出中间产物并加热至90℃进行溶解,同时滴加其他单体和引发剂溶液,滴加时间为1.2小时,滴加完毕后保温6小时,反应完成后,冷却至40℃,用氢氧化钠溶液调节pH为7,即获得目标产物。
实施例6中,水、水泥、沙、碎石和废弃砖块的配比与实施例1相同,加入0.25wt%的减水剂,4.2wt%的补强剂和1.8wt%的膨胀剂。
实施例7中,水、水泥、沙、碎石和废弃砖块的配比与实施例2相同,加入0.12wt%的减水剂,3.1wt%的补强剂,以及2.8wt%的膨胀剂。
实施例8中,水泥、沙、碎石和废弃砖块的配比与实施例3相同,加入0.45wt%的减水剂,4.8wt%的补强剂,以及1.1wt%的膨胀剂。
采用相同的测试方法,得到的28d强度的数据如下:44.8、45.2和50.5。
在该组实施例中,清洗再生骨料,可除去其上附着的粉尘,同时硅灰能够少混凝土内部的空隙率和空隙尺寸,改善骨料界面上的水泥浆体结构,硅灰的火山灰效应和微粒填充效应,浆体与骨料的粘结性好。高效减水剂,不仅能降低水灰比,更为重要的是使拌合料中的水泥更加分散,使硬化后的空隙率及孔隙分布情况得到进一步的改善。膨胀剂能够抵消再生骨料产生的收缩,解决了现有技术再生骨料混凝土收缩率大的问题。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种等同变换,这些等同变换均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。
Claims (6)
1.一种C40再生骨料混凝土,其特征在于,包括以下重量比的配料:水:水泥:沙:石灰岩块体:废弃混凝土块=1:2.28:3.03:3.66:2.23。
2.如权利要求1所述的C40再生骨料混凝土,其特征在于,所述沙为中砂或细砂,细度模数不大于3.0,所述水泥为硅酸盐水泥。
3.如权利要求1所述的C40再生骨料混凝土,其特征在于,所述石灰岩块体为二级级配,最大粒径不超过35mm。
4.如权利要求1所述的C40再生骨料混凝土,其特征在于,所述废弃混凝土块体的初始设计强度等级不低于C30,直径为10~30mm。
5.制备权利要求1至4所述的C40再生骨料混凝土的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1.配比的计算:
步骤11.确定配制强度fcu,0,fcu,0=fcu,k+1.645σ,fcu,k为立方体抗压强度标准值,σ为经验值;
步骤12.确定水灰比W/C,式中,A=0.46,B=0.07,fce为水泥的实际强度,
步骤13.计算单位用水量mw;
步骤14.计算水泥用量,式中,mw为水的质量,mc为水泥的质量;
步骤15.初步选取砂率;
步骤16.计算砂、石灰岩块体的用量mS、mG,
步骤17.计算废弃混凝土块的质量,式中mN,ρN分别为废弃砖块的质量和密度,n为废弃砖块的体积替代率;
步骤2.根据步骤1的结算结果准备材料,制备废弃砖块,采用颚式破碎机进行破碎,控制破碎粒径为20~50mm,破碎后对骨料进行筛分,先采用50mm孔径筛分,对筛中剩余物继续进行破碎,对筛底剩余物进行20mm孔径筛分,保留筛中剩余物;
步骤3.投料:将水泥、水、沙按配合比例投入到强制式搅拌机中,搅拌1.5-3min,使其成为水泥砂浆,停止搅拌;再将碎石、废弃砖块体投入到搅拌机中,搅拌2-4min,完成制备。
6.如权利要求5所述的C40再生骨料混凝土的方法,其特征在于,所述体积替代率为15%。
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