CN105236786B - 一种再生活性掺合料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种再生活性掺合料及其制备方法，其原料由再生混凝土微粉和再生玻璃微粉组成，其制备方法为：将破碎所得的再生混凝土细骨料经粉磨、1‑4次过筛，且该1‑4次过筛的孔径依次减小，粉磨时间依次增大；筛余物再经过煅烧，得到活性优的再生混凝土粉末；将再生玻璃洗净，再破碎为5mm的颗粒，得到所需再生玻璃细骨料；按重量百分比50‑70wt％再生骨料微粉和30‑50wt％再生玻璃细骨料混合，粉磨至比表面积300‑400m2/kg。本发明所配制的再生活性掺合料中由于再生混凝土微粉本身活性较低，而玻璃活性较高，两者复合一起应用可以提高再生混凝土细骨料微粉的活性。

Description

一种再生活性掺合料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种建筑垃圾微粉再生胶凝材料的制备方法。
背景技术
目前我国处于大规模的城市化进程中，城市建设过程中需要拆除大量老旧建筑，也就导致近年来废弃混凝土产生量急剧增加。我国每年因拆除废旧建筑物产生的建筑垃圾约为1亿吨,其中大约34％是废弃混凝土。这些废弃混凝土如果不加以利用将占用大量宝贵的土地资源,并且严重污染环境，已经成为不容忽视的社会和环保问题。另一方面，受环保影响通用硅酸盐水泥因能耗高、排放高而日益受到限制。因此，建筑垃圾再生胶凝材料具有巨大的社会需求。目前国内外对废弃混凝土的再生资源化利用主要分为三方面：一是将废弃混凝土破碎后用作路基或低强度建筑制品如砌块等的填充材料；二是再生集料混凝土技术；三是粒径小于0.16mm的微细粉料替代部分水泥作为活性胶凝材料或矿物掺合料。已有文献报道的建筑垃圾再生胶凝材料通常采用磨细、加热或与活性掺合料(粉煤灰、矿粉等)复合，但是这些方法制备的再生胶凝材料的活性普遍较低，成本较高。为了在不提高成本条件下，提高建筑垃圾再生混凝土微粉的活性，本专利将建筑垃圾微粉(废旧混凝土微粉)与再生玻璃微粉复合，制得活性与粉煤灰相当的活性掺合料，能像粉煤灰一样应用于砂浆和混凝土。
发明内容
本发明的目的是提供一种再生活性掺合料及其制备方法，以解决现有技术中建筑垃圾再生混凝土微粉存在的微粉活性不足的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种再生活性掺合料，其原料由再生混凝土微粉和再生玻璃微粉组成。
优选的，其原料中各组分的质量分数为：再生混凝土微粉50-70wt％，再生玻璃微粉30-50wt％。
优选的，所述再生活性掺合料的比表面积为300-400m2/kg。
一种再生活性掺合料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将破碎所得的再生混凝土细骨料经粉磨，1-4次过筛，且该1-4次过筛的筛孔径依次减小，粉磨时间依次增大；筛余物再经过煅烧，得到活性优的再生混凝土微粉；
(2)将再生玻璃洗净，再破碎为粒径1-5mm的颗粒，得到所需再生玻璃微粉；
(3)按重量百分比50-70wt％再生混凝土微粉和30-50wt％再生玻璃微粉混合，粉磨至比表面积300-400m2/kg。
优选的，步骤(1)中，将破碎所得的再生混凝土细骨料粉磨5min后过0.3mm筛，将筛余物粉磨10min再过0.15mm筛，再将筛余物粉磨60min后过0.075mm筛。
优选的，步骤(1)中，筛余物经过750℃煅烧2-4h。
优选的，所述再生混凝土细骨料为一次破碎混凝土，未经过筛分，粒径5mm以下。
优选的，所述再生玻璃微粉来源于废旧玻璃。
本发明的有益效果是：
本发明所配制的再生活性掺合料中由于再生混凝土微粉本身活性较低，而玻璃活性较高，两者复合一起应用可以提高再生混凝土细骨料微粉的活性。其所用原料均为废弃建筑垃圾，处理后可再用于砂浆或混凝土的成型中。这些原料的处理成本也比较低，煅烧温度不高，主要是将其粉磨到较低细度。可以替代粉煤灰在砂浆和混凝土中适量应用。
附图说明
图1为再生玻璃微粉的XRD图谱；
图2为再生混凝土细骨料的XRD图谱；
图3为掺不同含量玻璃微粉和再生混凝土微粉胶砂试块和纯水泥砂浆试样XRD图谱；
图4为掺不同含量玻璃微粉和再生混凝土微粉胶砂试块和纯水泥砂浆试样的孔分布(单位质量材料中的孔隙体积)；
图5为掺不同含量玻璃微粉和再生混凝土微粉胶砂试块和纯水泥砂浆试样的孔分布(孔隙率)。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1
再生掺合料由70wt％比表面积为290m2/kg的再生混凝土微粉和30wt％比表面积为360m2/kg的再生玻璃微粉混合，粉磨至比表面积300-400m2/kg。
制备方法为：将破碎所得的再生混凝土细骨料粉磨5min后过0.3mm筛，将筛余物粉磨10min再过0.15mm，再将筛余物粉磨60min后过0.075mm筛，筛余物再经过750℃煅烧2-4h，得到活性较优的再生混凝土粉末；将废弃玻璃洗净，再破碎为5mm的颗粒，得到所需再生玻璃微粉；按重量百分比计，将再生混凝土微粉和再生玻璃微粉混合，粉磨至比表面积300-400m2/kg。
该产品可以成为一种新型活性掺合料。活性指数大于75％；
下面为不掺和掺本实施例制备样品，所得产品的性能比较：
取P.O42.5水泥450克、标准砂1350克、水225克成型的胶砂试块的28天强度46.8MPa；
取P.O42.5水泥315克、掺该复合再生微粉135克、标准砂1350克、水225克成型的胶砂试块的28天抗压强度35.6MPa；
由此可以计算出该再生掺合料的28天活性指数达到76％，结合其他性能指标，可知该再生掺合料满足II级粉煤灰技术要求。
实施例2
再生掺合料由60wt％比表面积为290m2/kg的再生骨料微粉和40wt％比表面积为360m2/kg的再生玻璃微粉混合，粉磨至比表面积300-400m2/kg。
制备方法同实施例1
该产品可以成为一种新型活性掺合料。活性指数大于81％；
下面为不掺和掺本实施例制备样品，所得产品的性能比较：
取P.O42.5水泥450克、标准砂1350克、水225克成型的胶砂试块的28天抗压强度为46.8MPa；
取P.O42.5水泥315克、掺该再生掺合料135克、标准砂1350克、水225克成型的胶砂试块的28天强度38.1MPa；
由此可以计算出该再生掺合料的28天活性指数达到81％，结合其他性能指标，可知该再生掺合料满足II级粉煤灰技术要求。
实施例3
再生掺合料由50wt％比表面积为290m2/kg的再生骨料微粉和50wt％比表面积为360m2/kg的再生玻璃微粉混合，粉磨至比表面积300-400m2/kg。
制备方法同实施例1。
该产品可以成为一种新型活性掺合料。活性指数大于88％；
下面为不掺和掺本实施例制备样品，所得产品的性能比较：
取P.O42.5水泥450克、标准砂1350克、水225克成型的胶砂试块的28天抗压强度为46.8MPa；
取P.O42.5水泥315克、掺该再生掺合料135克、标准砂1350克、水225克成型的胶砂试块的28天强度41.3MPa；
由此可以计算出该再生掺合料的28天活性指数达到88％，结合其他性能指标，可知该再生掺合料满足II级粉煤灰技术要求。
下面参照附图对本发明做进一步说明。
1.XRD分析
从图1和2可以看出，玻璃的主要成分为非晶态的SiO2，磨细之后具有较高的火山灰活性。而再生混凝土微粉含有大量的晶态SiO2和少量CaCO3，这些晶态SiO2是由砂子带来的，常温下为惰性物质，掺入含大量非晶态SiO2的玻璃微粉可提高再生混凝土微粉的活性。
从图3可以看出砂浆中主要成分为晶态SiO2，是标准砂的主要成分。同时生成产物中含有少量的Ca(OH)2，但是特征峰特别小，说明产物中的含量较少。
2.MIP分析
表1掺不同含量玻璃微粉和再生混凝土微粉胶砂试块和纯水泥砂浆试样的MIP实验结果
从表1的孔隙率可以看出，纯水泥浆体的总孔隙率较低，也同时验证了其强度处于最高值。其次掺30％玻璃微粉的总空隙率为13.66％，其强度只是低于纯水泥砂浆的试件。
从图4、5中孔结构分布数据以及表1中的数据统计可以看出，掺入微粉使得砂浆中小于10nm的小孔明显增加，但也引入了较多有害孔，这可以从大于433nm的数据看出来，掺入再生微粉的砂浆中大于433nm的孔体积比例均高于纯水泥砂浆，特别是只掺30％再生混凝土微粉的砂浆有害孔含量最高，而掺15％再生混凝土微粉和15％玻璃微粉砂浆的有害孔含量与纯水泥砂浆相近，说明掺15％再生混凝土微粉和15％玻璃微粉砂浆的微结构是比较致密的，因此再生玻璃微粉与再生混凝土微粉复合的最优配合比为玻璃粉取代比为50％，按照此配合比得到的复合活性掺合料活性和其他性能指标达到II级粉煤灰标准要求。
3.制备的再生活性掺合料的其他性能指标如下：
表2不同含量再生混凝土微粉和玻璃微粉组成的再生掺合料的性能指标
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种再生活性掺合料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将破碎所得的再生混凝土细骨料粉磨5min后过0.3mm筛，将过筛物粉磨10min再过0.15mm筛，再将过筛物粉磨60min后过0.075mm筛；最终过筛物经过750℃煅烧2-4h，得到活性优的再生混凝土粉末；
(2)将再生玻璃洗净，再破碎为粒径1-5mm的颗粒，得到再生玻璃微粉；
(3)按重量百分比 50wt%再生骨料微粉和50wt%再生玻璃细骨料混合，粉磨至比表面积300-400m2 /kg。
2.如权利要求1所述的再生活性掺合料的制备方法，其特征在于：所述再生混凝土细骨料为一次破碎混凝土，未经过筛分，粒径5mm以下。
3.如权利要求1所述的再生活性掺合料的制备方法，其特征在于：所述再生玻璃微粉来源于废旧玻璃。
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