CN105819779A - 一种c60级高强再生混凝土及其配制方法 - Google Patents

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高璐
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王兵
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Abstract

本发明涉及建筑材料领域，具体为一种C60级高强再生混凝土及其配制方法。这种C60级高强再生混凝土特征在于采用如下比重的材料配制而成：水泥：硅灰：再生粗骨料：砂子：水：高效减水剂为（480‑500）：（25‑55）：（950‑1100）：（640‑680）：（175‑190）：（7‑8）（单位Kg/m3）。本发明与现有技术相比，考虑了再生粗骨料取代率为100%的高强再生混凝土配置，更加符合绿色清洁、低碳环保建筑理念，强度等级高，工作性优良，适用于浇筑钢筋混凝土、型钢混凝土、钢管混凝土以及各种其他结构形式。

Description

一种 C60 级高强再生混凝土及其配制方法
技术领域
本发明涉及到建筑材料领域，具体是一种C60级高强再生混凝土及其配制方法。
背景技术
城市建设速度的加快和地震等自然灾害的不断频发造成了建筑垃圾的大量增多。据统计，世界大多国家的建筑物拆除垃圾和建筑施工垃圾的数量约占城市垃圾总量的30%~40%。而这些废弃混凝土中含有大量的砂石骨料，如果能将它们合理地回收利用，生产再生混凝土用到新的建筑物上，不仅能降低成本，节省天然资源，缓解骨料供求矛盾，还能减轻废弃混凝土对环境的污染，是可持续发展战略的一个重要组成部分。因此，如何充分、高效、经济的利用建筑垃圾，特别是废弃混凝土已经成为许多国家共同研究的一个课题。
同时，我国建筑行业正在蓬勃地发展，对于粗细骨料的需求量很大，而且随着发展，将来还将越来越多。对于这么大的消耗量，这个地球的天然原生粗细骨料将殆尽，因此从资源合理开发使用及可持续发展的角度，寻求天然骨料的替代品非常重要。
由于再生混凝土自身的孔隙率大、吸水率高、弹性模量低以及强度不足等性质，影响了再生混凝土在实际工程中的应用。目前我国再生混凝土主要应用于道路基层以及少量的生态建筑。本文对C60级高强再生混凝土的研究，有助于拓宽再生混凝土的应用范围，为再生混凝土结构的进一步研究和发展提供依据，使之适用于钢筋混凝土，型钢混凝土，钢管混凝土等多种结构形式。
因此通过给出系统的“一种C60级高强再生混凝土及其配制方法”，可以促进再生混凝土在建筑结构中的广泛使用，解决了建筑垃圾的污染问题和天然骨料的匮乏问题，拓宽了再生混凝土的应用范围，具有显著的经济效益，社会效益和环境效益。
发明内容
本发明的目的是克服现有再生混凝土强度和性能的不足，旨在提供一种工作性好、强度高的C60级高强再生混凝土及其配制方法。
本发明为解决上述问题所采用的技术方案为：
一种C60级高强再生混凝土及其配制方法，所述混凝土的组成物包括水泥、硅灰、再生粗骨料、砂子、水、高效减水剂，组成物的配比按照每立方米混凝土包含各组成物的千克数比是：水泥：硅灰：再生粗骨料：砂子：水：高效减水剂为（480-500）：（25-55）：（950-1100）：（640-680）：（175-190）：（7-8）。
一种C60级高强再生混凝土及其配制方法，所述配制方法包括以下几个步骤：
步骤1：材料的准备；按照每立方米混凝土包含各组成物的千克数比即水泥：硅灰：再生粗骨料：砂子：水：高效减水剂为（480-500）：（25-55）：（950-1100）：（640-680）：（175-190）：（7-8）准备原材料；
步骤2：将步骤1中备好的再生粗骨料、砂子、水泥、硅灰依次倒入搅拌机中并搅拌45-60秒，使得再生粗骨料、砂子和水泥、硅灰能够充分均匀的混合分布；
步骤3：将高效减水剂均匀混合于水中，形成水和高效减水剂的融合液；
步骤4：在搅拌机搅拌的过程中，分别将水和高效减水剂的融合液缓慢而均匀倒入搅拌机中，使得搅拌物能够充分融入拌合料中，搅拌过程持续时间为3-5分钟；
步骤5：分别在水和高效减水剂融合液加入完毕后再继续搅拌1-2分钟后停止搅拌；
步骤6：分别将拌合均匀的混凝土装入到试模中成型，振捣台振捣。
所述水胶比控制在0.32-0.35；所述砂率控制在0.35-0.41。
所述硅灰掺量即硅灰占所有胶凝材料总量的比重控制在0.49%-10%。
所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。
所述硅灰为优质硅灰，比表面积为15-27平方米每克。
所述再生粗骨料为具有连续级配的废弃混凝土碎块，粒径为5-20毫米。
所述砂子为河砂，且为中粗砂，细度模数为2.7-3.0，含泥量不超过2%。
所述高效减水剂为掺有泵送剂的聚羧酸高效减水剂，减水率为30%-40%，并具有一定的保塑功能，与水泥和矿物掺料有较好的相容性。
所述水为普通自来水。
本发明采用上述优质的制备方法，保证高强再生混凝土的强度及工作性能，能够高效制备C60级高强再生混凝土。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、弥补了再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土强度的不足：
本发明所配置的高强再生混凝土的强度达到C60级，可以应用于钢筋混凝土结构、型钢混凝土结构以及其他结构形式，为再生混凝土的进一步广泛应用提供了动力。
2、节约成本、低碳环保，具有较好的经济效益：
本发明使用了再生粗骨料完全替代了天然骨料，再生粗骨料是由废弃混凝土清洗，破碎，筛分而成，不仅降低了成本，同时实现了能源的回收利用，实现了可持续发展的要求，具有显著的社会效益，环境效益和经济效益。
具体实施方式
现结合一些实施例对一种C60级高强再生混凝土及其配制方法进行详细的说明。
再生混凝土的配合比中，水用量分为拌合水和附加水两部分。在配置再生混凝土前，需测定再生粗骨料含水率，根据再生粗骨料含水率确定附加水的用量；配置高强再生混凝土需要适当延长搅拌时间；再生粗骨料级配连续，质地坚硬，强度较高。
本发明采用下述优质的制备方法，保证高强再生混凝土的工作性及高强度，能够高效制备C60级高强再生混凝土。
实施例 1
C60级自密实高强混凝土配方1的组分和含量是：水泥：硅灰：再生粗骨料：砂子：水：高效减水剂为 500:50：1080:660:190:7（单位为千克每立方米）；配方2的组分和含量是：水泥：硅灰：再生粗骨料：砂子：水：高效减水剂为 500：50：1080:660:180:7（单位为千克每立方米）。
配方1和配方2的配制方法包括以下几个步骤：
步骤1：材料的准备；分别按照配方1和配方2的组分和含量准备原材料；
步骤2：分别将步骤1中配方1和配方2备好的再生粗骨料、砂子、水泥、硅灰依次倒入搅拌机中搅拌45-60秒，使得粗细骨料和胶凝材料能够充分均匀的混合分布；
步骤3：分别将高效减水剂均匀混合于普通的自来水中，形成水和高效减水剂的融合液；
步骤4：在搅拌机搅拌的过程中，分别将水和高效减水剂的融合液缓慢而均匀倒入搅拌机中，使得搅拌物能够充分融入拌合料中，搅拌过程持续时间为3-5分钟；
步骤5：分别在水和高效减水剂融合液加入完毕后再继续搅拌1-2分钟，待达到预期的流动度后停止搅拌；
步骤6：分别将拌合均匀的混凝土装入到试模中成型，振捣台振捣。
经测试上述配方1的再生混凝土塌落度和扩展度分别为227毫米和553毫米，混凝土28天抗压强度为61.6兆帕，配方2的再生混凝土塌落度和扩展度分别为220毫米和527毫米，混凝土28天抗压强度为64.4兆帕。
上述配方1和配方2的再生混凝土塌落度和扩展度的测量均为塌落筒提起30s后立即进行测量得到的值。从配方1、2的再生混凝土和其基本特征来看，塌落度均在200毫米以上，扩展度均在500毫米以上，在用水量减少的情况下，水胶比变小，但是均能够满足再生混凝土工作性良好的要求，且强度都达到60兆帕以上，符合C60级高强再生混凝土的要求。
实施例 2
C60级高强再生混凝土配方3的组分和含量是：水泥：硅灰：再生粗骨料：砂子：水：高效减水剂为500:30：1080:660:180:7（单位为千克每立方米）；配方4的组分和含量是：水泥：硅灰：再生粗骨料：砂子：水：高效减水剂为 500:50：1080:660:180:7（单位为千克每立方米）。
配方3和配方4的配制方法包括以下几个步骤：
步骤1：材料的准备；分别按照配方3和配方4的组分和含量准备原材料；
步骤2：分别将步骤1中备好的再生粗骨料、砂子、水泥、硅灰依次倒入搅拌机中搅拌45-60秒，使得粗细骨料和胶凝材料能够充分均匀的混合分布；
步骤3：分别将高效减水剂均匀混合于普通的自来水中，形成水和高效减水剂的融合液；
步骤4：在搅拌机搅拌的过程中，分别将水和高效减水剂的融合液缓慢而均匀倒入搅拌机中，使得搅拌物能够充分融入拌合料中，搅拌过程持续时间为3-5分钟；
步骤5：分别在水和高效减水剂融合液加入完毕后再继续搅拌1-2分钟，待达到预期的流动度后停止搅拌；
步骤6：分别将拌合均匀的混凝土装入到试模中成型，振捣台振捣。
上述配方3和配方4的再生混凝土中塌落度和扩展度的测量均为塌落筒提起30s后立即进行测量得到的值。上述配方3的再生混凝土塌落度和扩展度分别为238毫米和523毫米，混凝土28天抗压强度为60.7兆帕，配方4塌落度和扩展度分别为218毫米和554毫米，混凝土28天抗压强度为64.5兆帕。
从上述配方3和配方4的再生混凝土及它们的基本特征可知硅灰掺量少的高强再生混凝土的塌落度和扩展度均优于掺入硅灰的高强再生混凝土，但是硅灰掺量少的高强再生混凝土的抗压强度要低于掺入硅灰的混凝土，这是因为硅灰的比表面积大于水泥的比表面积，掺入硅灰后，再生混凝土的用水量会增加，为了保证再生混凝土的强度，水胶比不变时，工作性就会受到影响，混凝土就会变得粘稠，但仍然能够满足再生混凝土工作性能的要求；再生粗骨料孔隙率较大，掺入硅灰能够填充再生混凝土内部的微小空隙，使得混凝土的密实度得以提高，从而提高再生混凝土的强度。从实例二的结果来看，再生混凝土的工作性均很好，也达到了预期的强度，但为了能够得到较高的强度，提高保证率，使得再生混凝土能够达到C60级，有必要掺入一定量的硅灰，掺入量为4.9%-10%最为适宜。
实施例 3
一种C60级高强再生混凝土及其配制方法，所述混凝土的组成物包括水泥、硅灰、再生粗骨料、砂子、水、高效减水剂，组成物的配比按照每立方米混凝土包含各组成物的千克数是：水泥：硅灰：再生粗骨料：砂子：水：高效减水剂为480：50：1100：680：175：8。
一种C60级高强再生混凝土及其配制方法，所述配制方法包括以下几个步骤：
步骤1：材料的准备；按照每立方米混凝土包含各组成物的千克数即水泥：硅灰：再生粗骨料：砂子：水：高效减水剂为480：50：1100：680：175：8准备原材料；
步骤2：将步骤1中备好的再生粗骨料、砂子、水泥、硅灰依次倒入搅拌机中并搅拌45-60秒，使得再生粗骨料、砂子和水泥、硅灰能够充分均匀的混合分布；
步骤3：将高效减水剂均匀混合于水中，形成水和高效减水剂的融合液；
步骤4：在搅拌机搅拌的过程中，分别将水和高效减水剂的融合液缓慢而均匀倒入搅拌机中，使得搅拌物能够充分融入拌合料中，搅拌过程持续时间为3-5分钟；
步骤5：分别在水和高效减水剂融合液加入完毕后再继续搅拌1-2分钟后停止搅拌；
步骤6：分别将拌合均匀的混凝土装入到试模中成型，振捣台振捣。
实施例 4
一种C60级高强再生混凝土及其配制方法，所述混凝土的组成物包括水泥、硅灰、再生粗骨料、砂子、水、高效减水剂，组成物的配比按照每立方米混凝土包含各组成物的千克数是：水泥：硅灰：再生粗骨料：砂子：水：高效减水剂为480：25：950：640：175：7.5。
一种C60级高强再生混凝土及其配制方法，所述配制方法包括以下几个步骤：
步骤1：材料的准备；按照每立方米混凝土包含各组成物的千克数即水泥：硅灰：再生粗骨料：砂子：水：高效减水剂为480：25：950：640：175：7.5准备原材料；
步骤2：将步骤1中备好的再生粗骨料、砂子、水泥、硅灰依次倒入搅拌机中并搅拌45-60秒，使得再生粗骨料、砂子和水泥、硅灰能够充分均匀的混合分布；
步骤3：将高效减水剂均匀混合于水中，形成水和高效减水剂的融合液；
步骤4：在搅拌机搅拌的过程中，分别将水和高效减水剂的融合液缓慢而均匀倒入搅拌机中，使得搅拌物能够充分融入拌合料中，搅拌过程持续时间为3-5分钟；
步骤5：分别在水和高效减水剂融合液加入完毕后再继续搅拌1-2分钟后停止搅拌；
步骤6：分别将拌合均匀的混凝土装入到试模中成型，振捣台振捣。
实施例 5
一种C60级高强再生混凝土及其配制方法，所述混凝土的组成物包括水泥、硅灰、再生粗骨料、砂子、水、高效减水剂，组成物的配比按照每立方米混凝土包含各组成物的千克数是：水泥：硅灰：再生粗骨料：砂子：水：高效减水剂为490：30：1080：660：180：7。
一种C60级高强再生混凝土及其配制方法，所述配制方法包括以下几个步骤：
步骤1：材料的准备；按照每立方米混凝土包含各组成物的千克数即水泥：硅灰：再生粗骨料：砂子：水：高效减水剂为490：30：1080：660：180：7准备原材料；
步骤2：将步骤1中备好的再生粗骨料、砂子、水泥、硅灰依次倒入搅拌机中并搅拌45-60秒，使得再生粗骨料、砂子和水泥、硅灰能够充分均匀的混合分布；
步骤3：将高效减水剂均匀混合于水中，形成水和高效减水剂的融合液；
步骤4：在搅拌机搅拌的过程中，分别将水和高效减水剂的融合液缓慢而均匀倒入搅拌机中，使得搅拌物能够充分融入拌合料中，搅拌过程持续时间为3-5分钟；
步骤5：分别在水和高效减水剂融合液加入完毕后再继续搅拌1-2分钟后停止搅拌；
步骤6：分别将拌合均匀的混凝土装入到试模中成型，振捣台振捣。
需要说明的是以上所述均是本发明所优选的实施例而已，本行业的技术人员应该了解这些实例并不用于限制本发明，在不脱离本发明精神和内容的范畴之内可以对其进行更改、优化及等同替换等均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种C60级高强再生混凝土及其配制方法，其特征在于，所述混凝土的组成物包括水泥、硅灰、再生粗骨料、砂子、水、高效减水剂，组成物的配比按照每立方米混凝土包含各组成物的千克数比是：水泥：硅灰：再生粗骨料：砂子：水：高效减水剂为（480-500）：（25-55）：（950-1100）：（640-680）：（175-190）：（7-8）。
2.根据权利要求1所述的一种C60级高强再生混凝土及其配制方法，其特征在于，所述配制方法包括以下几个步骤：
步骤1：材料的准备；按照每立方米混凝土包含各组成物的千克数比即水泥：硅灰：再生粗骨料：砂子：水：高效减水剂：（480-500）：（25-55）：（950-1100）：（640-680）：（175-190）：（7-8）准备原材料；
步骤2：将步骤1中备好的再生粗骨料、砂子、水泥、硅灰依次倒入搅拌机中并搅拌45-60秒，使得再生粗骨料、砂子和水泥、硅灰能够充分均匀的混合分布；
步骤3：将高效减水剂均匀混合于水中，形成水和高效减水剂的融合液；
步骤4：在搅拌的过程中，将水和高效减水剂的融合液缓慢而均匀倒入搅拌机中，使得搅拌物能够充分融入拌合料中，搅拌过程持续时间为3-5分钟；
步骤5：水和高效减水剂融合液加入完毕后再继续搅拌1-2分钟后停止搅拌；
步骤6：将拌合均匀的混凝土装入到试模中成型，振捣台振捣。
3.根据权利要求1所述的一种C60级高强再生混凝土及其配制方法，其特征在于，所述水胶比控制在0.32-0.35。
4.根据权利要求1所述的一种C60级高强再生混凝土及其配制方法，其特征在于，所述砂率控制在0.35-0.41。
5.根据权利要求1所述的一种C60级高强再生混凝土及其配制方法，其特征在于，所述硅灰掺量即硅灰占所有胶凝材料总量的比重控制在4.9%-10%。
6.根据权利要求1所述的一种C60级高强再生混凝土及其配制方法，其特征在于，所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥，所述水为普通自来水。
7.根据权利要求1所述的一种C60级高强再生混凝土及其配制方法，其特征在于，所述硅灰为优质硅灰，比表面积为15-27平方米每克。
8.根据权利要求1所述的一种C60级高强再生混凝土及其配制方法，其特征在于，所述再生粗骨料为具有连续级配的废弃混凝土碎块，粒径为5-20毫米。
9.根据权利要求1所述的一种C60级高强再生混凝土及其配制方法，其特征在于，所述砂子为河砂，且为中粗砂，细度模数为2.7-3.0，含泥量不超过2%。
10.根据权利要求1所述的一种C60级高强再生混凝土及其配制方法，其特征在于，所述高效减水剂为掺有泵送剂的聚羧酸高效减水剂，减水率为30%-40%，并具有一定的保塑功能。
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