CN106478003A - 一种基于多级再生骨料的耐久透水混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于多级再生骨料的耐久透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：将建筑垃圾废弃砖和废弃混凝土人工破碎，并筛分成5‑10mm、10‑20mm、20‑30mm三个范围，经水洗、晾晒形成再生骨料；将工业垃圾矿渣、钢渣洗净晾晒，与硅灰、聚环氧乙烷和水混合，搅拌形黏合剂，加入再生骨料，搅拌，静置形成修饰的再生骨料；将修饰的再生骨料中加入天然骨料，翻匀，加入水泥、聚乙烯纤维、减水剂和水，搅拌，经分层装摸，搅动成型，压实，养护得到基于多级再生骨料的耐久透水混凝土。该方法制备的透水混凝土含多级孔隙，透水性好，机械强度和耐久性优越。

Description

一种基于多级再生骨料的耐久透水混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种基于多级再生骨料的耐久透水混凝土及其制备方法。
背景技术
随着社会的进步和科技的不断创新，为了满足人们的工作和生活的便利，许多技术和概念应运而生，资源的利用越来越呈现多元化的局面。而且，随着城市的建设和发展，城市的地表逐渐被钢筋混凝土覆盖，不透水路面阻碍了地上水和地下水的循环，造成瞬时水资源的大量浪费和地下水的枯竭，因此透水混凝土成为主要的改进途径，透水混凝土能使城市能像海绵一样有弹性，适应环境变化和应对自然灾害，如下雨时能瞬间吸水、蓄水、渗水和净水，在干燥时能将水分释放，也就是能平衡水资源，防止出现内涝或者旱灾。
目前市面上的透水混凝土是一种由单一级配骨料、胶结材料、水及添加剂等经一定比例调配而成的具有较大连续孔隙的多孔轻质混凝土。中国专利CN 101182172A公开的一种高强高透水性混凝土及其制备方法，使用普通硅酸盐水泥、碎石、沙漠中的风积沙、粉煤灰、NNO型减水剂和JM-SCA型增强剂等原材料按配比混合，结合强制式搅拌机和振动筛得到高强高透水性混凝土。中国专利CN 105297575A公开的一种新型海绵体双废透水混凝土路面，该混凝土路面包括依次排列的砼透水砖面层、海绵体园林废弃砂浆连接层、基层和碎石垫层，海绵体园林废弃砂浆连接层包括水泥、砂子、园林废弃物、再生石和光亮剂。中国专利CN 105174862A公开的一种海绵体园林废弃物混凝土，该混凝土包括水泥、砂子、石子、园林废弃物和添加剂，将园林废弃物粉碎、脱水、再粉碎、过滤筛选得到碎片化园林废弃物，再与水泥、砂子、石子和水混合搅拌，得到混凝土。
由上述现有技术可知，为了改善各行业资源的利用率，可以将多种废弃物运用于制备透水混凝土，虽然能提高资源的利用率，但是透水混凝土的性能难以保证，尤其其耐用性，影响使用效果，因此有必要再充分利用废弃物的同时提高透水混凝土的耐久性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于多级再生骨料的耐久透水混凝土及其制备方法，采用表面附着黏合剂的多级再生骨料与天然骨料联合作为粗骨料，再与水泥、矿物质、纤维和减水剂混合，形成基于多级再生骨料的耐久透水混凝土。本发明制备的基于多级再生骨料的耐久透水混凝土含有多级孔洞，过滤性和透水性能好，且混凝土的密度高，机械强度好，耐久性能优异。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种基于多级再生骨料的耐久透水混凝土，所述基于多级再生骨料的耐久透水混凝土包括天然骨料、再生骨料、矿物质、水泥、黏合剂、增强剂和减水剂，所述天然骨料为卵石和碎石，所述再生骨料为废弃混凝土和废弃砖，所述矿物质为工业垃圾矿渣和钢渣，所述水泥为粉煤灰硅酸盐水泥，所述黏合剂为硅灰和聚环氧乙烷，所述增强剂为聚丙烯纤维。
作为上述技术方案的优选，所述黏合剂附着于再生骨料的表面，所述再生骨料的粒径分三个范围，分别为5-10mm、10-20mm、20-30mm。
本发明还提供一种基于多级再生骨料的耐久透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)将建筑垃圾废弃砖和废弃混凝土人工破碎，并筛分成5-10mm、10-20mm、20-30mm三个范围，经水洗、晾晒形成再生骨料；
(2)将工业垃圾矿渣和钢渣洗净晾晒，与硅灰、聚环氧乙烷和水混合，搅拌均匀形黏合剂，加入步骤(1)制备的再生骨料，搅拌均匀，静置形成修饰的再生骨料；
(3)将步骤(2)制备的修饰的再生骨料中加入天然骨料，翻匀，加入水泥、聚乙烯纤维、减水剂和水，搅拌，经分层装摸，搅动成型，压实，养护得到基于多级再生骨料的耐久透水混凝土。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，建筑垃圾废弃砖和废弃混凝土的强度高于10MPa。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，废弃砖和废弃混凝土的质量比为1:0.8-1.2。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，再生骨料中5-10mm级、10-20mm级和20-30mm级的质量比为1:1-1.2:1.5-2。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，黏合剂中的组分，按重量份计，包括矿渣20-30份，钢渣15-25份，硅灰10-15份，聚环氧乙烷20-40份，水30-60份。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，再生骨料与黏合剂的料液比为1g:3-5ml。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，静置20-60min。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，基于多级再生骨料的耐久透水混凝土中的组分，按重量份计，包括修饰的再生骨料20-40份、天然骨料10-25份、水泥30-50份、聚乙烯纤维5-15份、减水剂1-5份和水20-30份。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制备的基于多级再生骨料的耐久透水混凝土中含有多级再生骨料，骨料间形成多级孔洞，使混凝土的透水性能优异，而且骨料的表面先经黏合剂处理，再生骨料达到饱和状态，并且表面被黏合剂包裹，再与其他材料结合，使混凝土形成的孔隙与目标孔隙相差不大，有利于精确控制混凝土的透水性和强度。
(2)本发明制备的基于多级再生骨料的耐久透水混凝土中掺加颗粒比水泥还细的矿渣,矿渣可以填充了水泥颗粒间的孔隙，提高水泥物质的密实度，改善了界面结构，提高透水混凝土的机械强度和抗冻性。
(3)本发明制备的基于多级再生骨料的耐久透水混凝土中还含有聚丙烯纤维，聚丙烯纤维可以提高混凝土的机械强度，防止裂缝的产生，但不会成团影响透水混凝土的透水性。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
(1)将强度高于10MPa的建筑垃圾废弃砖和废弃混凝土以质量比1:0.8混合，人工破碎，并筛分成5-10mm、10-20mm、20-30mm三个范围，经水洗、晾晒形成再生骨料，其中再生骨料中5-10mm级、10-20mm级和20-30mm级的质量比为1:1:1.5。
(2)按重量份计，将20份的矿渣和15份的钢渣洗净晾晒，与10份的硅灰、20份的聚环氧乙烷和30份的水混合，搅拌均匀形黏合剂，再以料液比为1g:3ml，加入再生骨料，搅拌均匀，静置20min形成修饰的再生骨料。
(3)按重量份计，将20份的修饰的再生骨料中加入10份的天然骨料，翻匀，加入30份的粉煤灰硅酸盐水泥、5份的聚乙烯纤维、1份的减水剂和20份的水，搅拌，经分层装摸，搅动成型，压实，养护得到基于多级再生骨料的耐久透水混凝土。
实施例1：
(1)将强度高于10MPa的建筑垃圾废弃砖和废弃混凝土以质量比1:0.8混合，人工破碎，并筛分成5-10mm、10-20mm、20-30mm三个范围，经水洗、晾晒形成再生骨料，其中再生骨料中5-10mm级、10-20mm级和20-30mm级的质量比为1:1.2:2。
(2)按重量份计，将30份的矿渣和25份的钢渣洗净晾晒，与15份的硅灰、40份的聚环氧乙烷和60份的水混合，搅拌均匀形黏合剂，再以料液比为1g:5ml，加入再生骨料，搅拌均匀，静置60min形成修饰的再生骨料。
(3)按重量份计，将40份的修饰的再生骨料中加入25份的天然骨料，翻匀，加入50份的粉煤灰硅酸盐水泥、15份的聚乙烯纤维、5份的减水剂和30份的水，搅拌，经分层装摸，搅动成型，压实，养护得到基于多级再生骨料的耐久透水混凝土。
实施例3：
(1)将强度高于10MPa的建筑垃圾废弃砖和废弃混凝土以质量比1:1混合，人工破碎，并筛分成5-10mm、10-20mm、20-30mm三个范围，经水洗、晾晒形成再生骨料，其中再生骨料中5-10mm级、10-20mm级和20-30mm级的质量比为1:1.1:1.6。
(2)按重量份计，将25份的矿渣和20份的钢渣洗净晾晒，与12份的硅灰、30份的聚环氧乙烷和40份的水混合，搅拌均匀形黏合剂，再以料液比为1g:4ml，加入再生骨料，搅拌均匀，静置50min形成修饰的再生骨料。
(3)按重量份计，将30份的修饰的再生骨料中加入15份的天然骨料，翻匀，加入40份的粉煤灰硅酸盐水泥、10份的聚乙烯纤维、2份的减水剂和25份的水，搅拌，经分层装摸，搅动成型，压实，养护得到基于多级再生骨料的耐久透水混凝土。
实施例4：
(1)将强度高于10MPa的建筑垃圾废弃砖和废弃混凝土以质量比1:1.1混合，人工破碎，并筛分成5-10mm、10-20mm、20-30mm三个范围，经水洗、晾晒形成再生骨料，其中再生骨料中5-10mm级、10-20mm级和20-30mm级的质量比为1:1.1:1.8。
(2)按重量份计，将25份的矿渣和18份的钢渣洗净晾晒，与12份的硅灰、35份的聚环氧乙烷和45份的水混合，搅拌均匀形黏合剂，再以料液比为1g:3.5ml，加入再生骨料，搅拌均匀，静置30min形成修饰的再生骨料。
(3)按重量份计，将30份的修饰的再生骨料中加入15份的天然骨料，翻匀，加入45份的粉煤灰硅酸盐水泥、8份的聚乙烯纤维、2份的减水剂和27份的水，搅拌，经分层装摸，搅动成型，压实，养护得到基于多级再生骨料的耐久透水混凝土。
实施例5：
(1)将强度高于10MPa的建筑垃圾废弃砖和废弃混凝土以质量比1:0.9混合，人工破碎，并筛分成5-10mm、10-20mm、20-30mm三个范围，经水洗、晾晒形成再生骨料，其中再生骨料中5-10mm级、10-20mm级和20-30mm级的质量比为1:1.2:1.9。
(2)按重量份计，将28份的矿渣和21份的钢渣洗净晾晒，与11份的硅灰、25份的聚环氧乙烷和35份的水混合，搅拌均匀形黏合剂，再以料液比为1g:3ml，加入再生骨料，搅拌均匀，静置45min形成修饰的再生骨料。
(3)按重量份计，将35份的修饰的再生骨料中加入20份的天然骨料，翻匀，加入35份的粉煤灰硅酸盐水泥、10份的聚乙烯纤维、2份的减水剂和25份的水，搅拌，经分层装摸，搅动成型，压实，养护得到基于多级再生骨料的耐久透水混凝土。
实施例6：
(1)将强度高于10MPa的建筑垃圾废弃砖和废弃混凝土以质量比1:1.1混合，人工破碎，并筛分成5-10mm、10-20mm、20-30mm三个范围，经水洗、晾晒形成再生骨料，其中再生骨料中5-10mm级、10-20mm级和20-30mm级的质量比为1:1.2:1.7。
(2)按重量份计，将30份的矿渣和20份的钢渣洗净晾晒，与12份的硅灰、30份的聚环氧乙烷和40份的水混合，搅拌均匀形黏合剂，再以料液比为1g:5ml，加入再生骨料，搅拌均匀，静置50min形成修饰的再生骨料。
(3)按重量份计，将30份的修饰的再生骨料中加入15份的天然骨料，翻匀，加入40份的粉煤灰硅酸盐水泥、15份的聚乙烯纤维、3份的减水剂和20份的水，搅拌，经分层装摸，搅动成型，压实，养护得到基于多级再生骨料的耐久透水混凝土。
经检测，实施例1-6制备的基于多级再生骨料的耐久透水混凝土的透水性、强度、耐冻融性和耐久性的结果如下所示：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
透水系数(mm/s) 3.2 3.4 3.3 3.2 3.4 3.3
抗压强度(MPa) 34.5 36.9 36.0 35.7 35.4 35.0
抗折强度(MPa) 4.3 4.5 4.4 4.3 4.4 4.4
冻融100次透水系数(mm/s) 2.9 3.0 2.8 3.1 3.0 2.9
冻融100次的抗压强度(MPa) 31.4 32.5 30.9 30.7 31.7 32.5
冻融100次的抗折强度(MPa) 4.0 3.9 4.1 4.0 3.9 3.9
由上表可见，本发明制备的基于多级再生骨料的耐久透水混凝土透水性能优异，机械强的好，且冻融100次后的透水和机械强度变化的不大。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种基于多级再生骨料的耐久透水混凝土，其特征在于，所述基于多级再生骨料的耐久透水混凝土包括天然骨料、再生骨料、矿物质、水泥、黏合剂、增强剂和减水剂，所述天然骨料为卵石和碎石，所述再生骨料为废弃混凝土和废弃砖，所述矿物质为工业垃圾矿渣和钢渣，所述水泥为粉煤灰硅酸盐水泥，所述黏合剂为硅灰和聚环氧乙烷，所述增强剂为聚丙烯纤维。
2.根据权利要求1所述的一种基于多级再生骨料的耐久透水混凝土，其特征在于：所述黏合剂附着于再生骨料的表面，所述再生骨料的粒径分三个范围，分别为5-10mm、10-20mm、20-30mm。
3.一种基于多级再生骨料的耐久透水混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将建筑垃圾废弃砖和废弃混凝土人工破碎，并筛分成5-10mm、10-20mm、20-30mm三个范围，经水洗、晾晒形成再生骨料；
(2)将工业垃圾矿渣和钢渣洗净晾晒，与硅灰、聚环氧乙烷和水混合，搅拌均匀形黏合剂，加入步骤(1)制备的再生骨料，搅拌均匀，静置形成修饰的再生骨料；
(3)将步骤(2)制备的修饰的再生骨料中加入天然骨料，翻匀，加入水泥、聚乙烯纤维、减水剂和水，搅拌，经分层装摸，搅动成型，压实，养护得到基于多级再生骨料的耐久透水混凝土。
4.根据权利要求3所述的一种基于多级再生骨料的耐久透水混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，建筑垃圾废弃砖和废弃混凝土的强度高于10MPa。
5.根据权利要求3所述的一种基于多级再生骨料的耐久透水混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，废弃砖和废弃混凝土的质量比为1:0.8-1.2。
6.根据权利要求3所述的一种基于多级再生骨料的耐久透水混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，再生骨料中5-10mm级、10-20mm级和20-30mm级的质量比为1:1-1.2:1.5-2。
7.根据权利要求3所述的一种基于多级再生骨料的耐久透水混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，黏合剂中的组分，按重量份计，包括矿渣20-30份，钢渣15-25份，硅灰10-15份，聚环氧乙烷20-40份，水30-60份。
8.根据权利要求3所述的一种基于多级再生骨料的耐久透水混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，再生骨料与黏合剂的料液比为1g:3-5ml。
9.根据权利要求3所述的一种基于多级再生骨料的耐久透水混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，静置20-60min。
10.根据权利要求3所述的一种基于多级再生骨料的耐久透水混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，基于多级再生骨料的耐久透水混凝土中的组分，按重量份计，包括修饰的再生骨料20-40份、天然骨料10-25份、水泥30-50份、聚乙烯纤维5-15份、减水剂1-5份和水20-30份。
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