CN107140907A - 一种掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土 - Google Patents

一种掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土。该混凝土按重量份数计，包括如下原料组分：水泥230~330份，水160‑175份，河砂740‑780份，石子1030‑1100份，石英石人造石材废渣40‑90份，粉煤灰20‑90份，减水剂4.0‑6.5份。本发明的掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土中，以石英石人造石材废渣和粉煤灰作为掺和料取代部分水泥，既获得保水性、粘聚性较好的混凝土，又改善了单掺石英石人造石材废渣时流动性降低、后期强度下降的缺点，有利于促进石英石人造石材废渣再生利用，又有利于降低混凝土造价，既创造了生态效益，也获得了经济效益。

Description

一种掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种建筑用结构材料，特别涉及一种掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的普通混凝土。
背景技术
近年来，随着我国人造石材行业快速发展，人造石材打磨过程产生的废渣日渐增多，但对于石英石人造石材废渣的再生利用研究则基本处于空白。目前绝大部分石英石人造石材废渣仍然采用传统的填埋方式进行处理，既占用较多的土地资源，同时也会对水体和大气造成污染。
石英石人造石材废渣的主要成分为二氧化硅(约85％)和硬化不饱和聚酯树脂(约10％)，此外还有少量的牛皮纸碎屑，其颗粒粒径范围较大，从几微米到几百微米不等，均属于无活性的物质。而普通水泥混凝土一般掺入各种矿物掺合料用以改善混凝土的性能，矿物掺合料包括有粉煤灰、矿粉等活性矿物掺和料以及石灰石粉、钢渣等非活性矿物掺和料。石英石人造石材废渣属于非活性物质，其粒径与粉煤灰、矿渣微粉接近，可将其作为非活性矿物掺合料应用到水泥混凝土中。
经实验证明，石英石人造石材废渣取代少量水泥时可以制得粘聚性及保水性均较优的石渣混凝土，但掺量较大会导致混凝土流动性和后期强度有所降低，而粉煤灰在混凝土中具有一定的形态效应和填充效应，可提高混凝土流动性。因此，将石英石人造石材废渣与粉煤灰复合使用，既可以保证新拌水泥混凝土的粘聚性和保水性，还可以提高其流动性，进而增大石英石人造石材废渣在混凝土的用量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土，该混凝土的工作性能优异，不仅可以降低普通混凝土成本，同时也有利于减少石英石人造石材废渣对环境的负面影响，实现固体废弃物再生利用的目标。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土，按重量份数计，包括如下原料组分：
进一步地，所述水泥为P.Ⅱ42.5水泥，各项指标符合《通用硅酸盐水泥》中的相关规定。
进一步地，所述水为自来水，各项指标符合《混凝土用水标准》中的相关规定。
进一步地，所述河砂为Ⅱ区中砂，粒径≤4.75mm，各项指标符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》中的相关规定。
进一步地，所述石子为5-25mm的连续级配碎石，各项指标符合《普通混凝土用石质量标准及检验方法》中的相关规定。
进一步地，所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，密度为2.0～2.9g/cm3，各项指标符合《用于水泥和混凝土的粉煤灰标准》中的相关规定。
进一步地，所述石英石人造石材废渣为聚酯型石英石人造石材生产过程中产生的废渣经105℃烘干，并经球磨机球磨20～30min所得的粉状材料。
进一步地，所述石英石人造石材废渣的比表面积为200～400m2/kg，表观密度为1900～2000kg/m3，松散堆积密度为700～850kg/m3，空隙率为50～70％，SiO2含量大于85％。
进一步地，所述减水剂为聚羧酸减水剂，固含量为20～30％，减水率为32～35％。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土中，以石英石人造石材废渣和粉煤灰作为掺和料取代部分水泥，减少了单方混凝土中水泥用量，降低混凝土造价，同时提供一种利用石英石人造石材废渣的新思路。
(2)本发明采用石英石人造石材废渣和粉煤灰复合外掺的方式加入，既获得保水性、粘聚性较好的混凝土，又改善了单掺石英石人造石材废渣时流动性降低、后期强度下降的缺点，有利于混凝土施工的进行，提供了一种各方面性能优异的混凝土。
(3)本发明的掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土中，具有使用方法简单、原料来源广泛廉价的优点，有利于促进石英石人造石材废渣再生利用，又有利于降低混凝土造价，既创造了生态效益，也获得了经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细地描述，但本发明的实施方式并不限定于以下实施例。
实施例1
掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土，按质量配比，包括如下组分：
水泥：石英石人造石材废渣：粉煤灰：水：河砂：石子：减水剂＝330:62:21:173:772:1067:6.2；
水泥为P.Ⅱ42.5水泥，各项指标符合《通用硅酸盐水泥》中的相关规定；
石英石人造石材废渣为聚酯型石英石人造石材生产过程中产生的废渣经105℃烘干，并经球磨机球磨20min所得的粉状材料；石英石人造石材废渣的比表面积为250m2/kg，表观密度为1960kg/m3，松散堆积密度为790kg/m3，空隙率为60％，SiO2含量为88％；
粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，密度为2.4g/cm3，各项指标符合《用于水泥和混凝土的粉煤灰标准》中的相关规定；
水为自来水，各项指标符合《混凝土用水标准》中的相关规定；
河砂为Ⅱ区中砂，粒径≤4.75mm，各项指标符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》中的相关规定；
石子为5-25mm的连续级配碎石，各项指标符合《普通混凝土用石质量标准及检验方法》中的相关规定；
减水剂为聚羧酸减水剂，固含量为26％，减水率为33％。
其中，胶凝材料为水泥、石英石人造石材废渣和粉煤灰的总量，水胶比为0.42，砂率为0.42，减水剂质量为胶凝材料总量的1.5％。
本实施例中石英石人造石材废渣相对于水泥的掺量为15％(石英石人造石材废渣等量替代硅酸盐水泥，即石英石人造石材废渣占胶凝材料的质量百分比)，粉煤灰相对于水泥的掺量为5％(粉煤灰等量替代硅酸盐水泥，即粉煤灰占胶凝材料的质量百分比)。
本实施例的混凝土性能测试结果见表1。
实施例2
掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土，按质量配比，，包括如下组分：
水泥：石英石人造石材废渣：粉煤灰：水：河砂：石子：减水剂＝327:41:41:172:765:1058:6.1；
水泥为P.Ⅱ42.5水泥，各项指标符合《通用硅酸盐水泥》中的相关规定；
石英石人造石材废渣为聚酯型石英石人造石材生产过程中产生的废渣经105℃烘干，并经球磨机球磨25min所得的粉状材料；石英石人造石材废渣的比表面积为300m2kg，表观密度为1990kg/m3，松散堆积密度为790kg/m3，空隙率为60％，SiO2含量为86％；
粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，密度为2.4g/cm3，各项指标符合《用于水泥和混凝土的粉煤灰标准》中的相关规定；
水为自来水，各项指标符合《混凝土用水标准》中的相关规定；
河砂为Ⅱ区中砂，粒径≤4.75mm，各项指标符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》中的相关规定；
石子为5-25mm的连续级配碎石，各项指标符合《普通混凝土用石质量标准及检验方法》中的相关规定；
减水剂为聚羧酸减水剂，固含量为26％，减水率为34％。
其中，胶凝材料为水泥、石渣和粉煤灰的总量，水胶比为0.54，砂率为0.42，减水剂质量为胶凝材料总量的1.5％。
本实施例中石英石人造石材废渣相对于水泥的掺量为10％(石英石人造石材废渣等量替代硅酸盐水泥，即石英石人造石材废渣占胶凝材料的质量百分比)，粉煤灰相对于水泥的掺量为10％(粉煤灰等量替代硅酸盐水泥，即粉煤灰占胶凝材料的质量百分比)。
本实施例的混凝土性能测试结果见表1。
实施例3
掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土，按质量配比，，包括如下组分：
水泥：石英石人造石材废渣：粉煤灰：水：河砂：石子：减水剂＝232:84:84:168:748:1034:4；
水泥为P.Ⅱ42.5水泥，各项指标符合《通用硅酸盐水泥》中的相关规定；
石英石人造石材废渣为聚酯型石英石人造石材生产过程中产生的废渣经105℃烘干，并经球磨机球磨30min所得的粉状材料；石英石人造石材废渣的比表面积为250m2/kg，表观密度为1940kg/m3，松散堆积密度为820kg/m3，空隙率为53％，SiO2含量为88％；
粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，密度为2.4g/cm3，各项指标符合《用于水泥和混凝土的粉煤灰标准》中的相关规定；
水为自来水，各项指标符合《混凝土用水标准》中的相关规定；
河砂为Ⅱ区中砂，粒径≤4.75mm，各项指标符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》中的相关规定；
石子为5-25mm的连续级配碎石，各项指标符合《普通混凝土用石质量标准及检验方法》中的相关规定；
减水剂为聚羧酸减水剂，固含量为26％，减水率为33％。
其中，胶凝材料为水泥、石渣和粉煤灰的总量，水胶比为0.42，砂率为0.42，减水剂质量为胶凝材料总量的1％。
本实施例中石英石人造石材废渣相对于水泥的掺量为21％(石英石人造石材废渣等量替代硅酸盐水泥，即石英石人造石材废渣占胶凝材料的质量百分比)，粉煤灰相对于水泥的掺量为21％(粉煤灰等量替代硅酸盐水泥，即粉煤灰占胶凝材料的质量百分比)。
本实施例的混凝土性能测试结果见表1。
对照组
为进一步说明本发明混凝土的效果，设置对照组一组，对照组胶凝材料为水泥和石英石人造石材废渣，无粉煤灰；
掺杂石英石人造石材废渣的混凝土，按质量配比，，包括如下组分：
水泥：石英石人造石材废渣：水：河砂：石子：减水剂＝320:80:168:748:1034:6。
水泥为P.Ⅱ42.5水泥，各项指标符合《通用硅酸盐水泥》中的相关规定；
石英石人造石材废渣为聚酯型石英石人造石材生产过程中产生的废渣经105℃烘干，并经球磨机球磨20min所得的粉状材料；石英石人造石材废渣的比表面积为250m2/kg，表观密度为1960kg/m3，松散堆积密度为790kg/m3，空隙率为60％，SiO2含量为88％；
水为自来水，各项指标符合《混凝土用水标准》中的相关规定；
河砂为Ⅱ区中砂，粒径≤4.75mm，各项指标符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》中的相关规定；
石子为5-25mm的连续级配碎石，各项指标符合《普通混凝土用石质量标准及检验方法》中的相关规定；
减水剂为聚羧酸减水剂，固含量为26％，减水率为33％。
对照组中，石英石人造石材废渣相对于水泥的掺量为20％，水胶比为0.42，砂率为0.42，减水剂质量为胶凝材料质量的1.5％。
对照组的混凝土性能测试结果见表1。
表1实施例与对照组的混凝土性能测试结果(工作性能及抗压强度数据)
从表1可看出，石英石人造石材废渣和粉煤灰复合使用时制备所得的混凝土流动性均优于单掺石英石人造石材废渣的混凝土，且复合使用时混凝土强度均高于单掺石英石人造石材废渣的混凝土。因此，以石英石人造石材废渣和粉煤灰作为掺和料取代部分水泥，可以减少单方混凝土中水泥用量，降低造价，增大石英石人造石材废渣取代水泥的量，进而扩大石英石人造石材废渣的再生应用价值。
以上对本发明的实施方法作出了说明，但本发明不限于上述实施方法，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (9)

1.一种掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土，其特征在于，按重量份数计，包括如下原料组分：
水泥 230-330份；
水 160-175份；
河砂 740-780份；
石子 1030-1100份；
石英石人造石材废渣 40-90份；
粉煤灰 20-90份；
减水剂 4.0-6.5份。
2.根据权利要求1所述的一种掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土，其特征在于，所述水泥为P.Ⅱ42.5水泥，各项指标符合《通用硅酸盐水泥》中的相关规定。
3.根据权利要求1所述的一种掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土，其特征在于，所述水为自来水，各项指标符合《混凝土用水标准》中的相关规定。
4.根据权利要求1所述的一种掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土，其特征在于，所述河砂为Ⅱ区中砂，粒径≤4.75mm，各项指标符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》中的相关规定。
5.根据权利要求1所述的一种掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土，其特征在于，所述石子为5-25mm的连续级配碎石，各项指标符合《普通混凝土用石质量标准及检验方法》中的相关规定。
6.根据权利要求1所述的一种掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，密度为2.0~2.9g/cm3，各项指标符合《用于水泥和混凝土的粉煤灰标准》中的相关规定。
7.根据权利要求1所述的一种掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土，其特征在于，所述石英石人造石材废渣为聚酯型石英石人造石材生产过程中产生的废渣经105℃烘干，并经球磨机球磨20~30min所得的粉状材料。
8.根据权利要求1所述的一种掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土，其特征在于，所述石英石人造石材废渣的比表面积为200~400 m2/kg，表观密度为1900~2000 kg/m3，松散堆积密度为700~850kg/m3，空隙率为50~70% ，SiO2含量大于85%。
9.根据权利要求1所述的一种掺杂石英石人造石材废渣和粉煤灰的混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂，固含量为20~30%，减水率为32~35%。
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