CN107602024A

CN107602024A - 一种改性废粘土砖粉水泥砂浆

Info

Publication number: CN107602024A
Application number: CN201710978168.3A
Authority: CN
Inventors: 蒋春霞; 殷小祥; 张琳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2018-01-19

Abstract

本发明公开了一种改性废粘土砖粉水泥砂浆，属于建筑材料技术领域。本发明将废砖粉与硅酸钠溶液搅拌混合，得混合液；向所得混合液中滴加盐酸，调节pH，得一次酸化液；向上所得酸化液中继续滴加盐酸，调节pH，得二次酸化液；将所得二次酸化液冷冻，粉碎，过筛，得粉碎料；将所得粉碎料加热解冻，冷冻循环，得混合浆料；将所得混合浆料加热搅拌反应，过滤，即得改性细化废砖粉；将水泥，细骨料，改性细化废砖粉，粉煤灰，硅灰，矿渣，水，硅烷偶联剂，减水剂搅拌混合，即得改性废粘土砖粉水泥砂浆。本发明提供的改性废粘土砖粉水泥砂浆具有良好的抗压和抗折强度。

Description

一种改性废粘土砖粉水泥砂浆

技术领域

本发明公开了一种改性废粘土砖粉水泥砂浆，属于建筑材料技术领域。

背景技术

随着经济社会的快速发展以及基础建设规模的不断增大，越来越多的混凝土被应用到新建工程中。据不完全统计，2013年混凝土产量完成21.96亿m³，较2012年同期增长18.77%，水泥产量达到24.1亿吨，同比增长了9.6%。水泥的大量生产导致了严重的环境污染，同时消耗了大量的能源。另一方面，大规模的现代化建设导致了大量旧建筑物被拆除，以粘土砖（约30%～50%）为主的建筑垃圾也在不断的增加。废粘土砖已成为环境污染和占用填埋土地的主要污染源之一。因此，将废弃砖转化为建筑材料，实现废弃粘土砖的再生利用，成为实现环境保护和资源节约的有效手段。

建筑垃圾的再生利用有着很显著的社会效益和经济效益，是当今世界众多国家可持续战略追求目标之一，也是发展绿色混凝土的主要措施。1860年，粘土砖首次被应用到混凝土中。目前，对废弃粘土砖的再生利用大多将废粘土砖作为建筑砂浆或混凝土的骨料使用。研究表明，用粘土砖取代细骨料制备水泥砂浆完全可以满足工程要求，但制备的水泥砂浆流动性差，不易成型，一般需要通过掺加粉煤灰改善其工作性能，而且还存在抗压和抗折强度不佳的问题，因此还需进一步研究以增强它的强度。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统废粘土砖粉水泥砂浆抗压强度和抗折强度不佳的问题，提供了一种改性废粘土砖粉水泥砂浆。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种改性废粘土砖粉水泥砂浆，是由以下重量份数的原料组成：

30～40份水泥，40～50份细骨料，20～30份改性细化废砖粉，10～20份粉煤灰，10～20份硅灰，10～20份矿渣，60～70份水，10～20份硅烷偶联剂，3～4份减水剂；

所述改性细化废砖粉的改性方法为：

（1）将废砖粉与硅酸钠溶液按质量比1：50～1：100搅拌混合，得混合液；

（2）向上述所得混合液中滴加盐酸，调节pH，得一次酸化液；

（3）向上述所得酸化液中继续滴加盐酸，调节pH，得二次酸化液；

（4）将上述所得二次酸化液冷冻，粉碎，过筛，得粉碎料；

（5）将上述所得粉碎料加热解冻，再冷冻，解冻，如此解冻，冷冻循环，得混合浆料；

（6）将上述所得混合浆料加热搅拌反应，过滤，即得改性细化废砖粉。

所述水泥为硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥中的任意一种。

所述细骨料为河砂，山砂或海砂中的任意一种。

所述矿渣为高炉矿渣，粒化高炉矿渣或矿渣棉中的任意一种。

所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。

所述减水剂为木质素磺酸钙减水剂，三聚氰胺高效减水剂或脂肪族高效减水剂中的任意一种。

（4）所述过筛为400～500目的筛。

本发明的有益效果是：

本发明技术方案通过添加改性细化废砖粉，首先，通过将废砖粉冷冻粉碎，并经反复的冷冻，解冻，使得废砖粉颗粒减小，增强废砖粉颗粒的活性，水泥水化过程中，活性高的细化废砖粉，使得体系形成致密的结构，降低体系的吸水率，其次，经酸化硅酸钠溶液浸泡，体系中形成聚硅酸凝胶，再经高温，体系中聚硅酸凝胶反应生成二氧化硅和水，二氧化硅沉积并包裹在细化废砖粉颗粒的孔道和表面，在水泥的水化过程中，一方面，包裹在表面的二氧化硅在体系中，起到了很好得润滑作用，增强体系的流动性；另一方面，细化废砖粉颗粒孔道中沉积的二氧化硅，促进水泥的水化，使得水泥和部分细骨料颗粒能够渗透进入到孔隙中，水泥水化形成的三维网络贯穿连通细化废砖粉颗粒，使细化废砖粉颗粒均匀分布于水泥水化形成的三维网络中，起到抑制改性细化废砖粉下沉，降低体系泌水，减少体系中孔隙通道的作用，同时，分布在砂浆中的三维网络可对毛细管产生很大的挤压力，使毛细管细化或消除，有效地控制体系吸水率，而且，改性废砖粉颗粒经改性处理后，膨胀系数与体系基体的膨胀系数接近，可有效避免在固化过程中废砖粉颗粒和体系接触面发生开裂，从而减少体系中原生裂纹的产生，提升体系的抗压强度，三维网络起到优良的桥接作用，提升体系的抗压和抗折强度。

具体实施方式

将废砖粉与体积浓度为30～40%的硅酸钠溶液按质量比1：50～1：100加入1号烧杯中，搅拌混合40～50min，得混合液；用胶头滴管向1号烧杯中滴加盐酸，调节pH至6.3～6.6，得一次酸化液；用胶头滴管向1号烧杯中继续滴加盐酸，调节pH至5.2～5.5，得二次酸化液；将所得二次酸化液置于冰箱中，于温度为-10～-20℃条件下，冷冻1～2h，得冷冻块，再将冷冻块置于冷冻粉碎机中粉碎后，过400～500目的筛，得粉碎料；将所得粉碎料加入单口烧瓶中，并将单口烧瓶移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为70～80℃，转速为300～400r/min条件下，加热解冻至完全融化，得融化液，再将融化液置于冰箱中，于温度为-10～-20℃条件下，冷冻1～2h，得冷冻料，随后将所得粉碎料加入2号烧杯中，并将2号烧杯移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为70～80℃，转速为300～400r/min条件下，加热解冻至完全融化，如此冷冻，解冻循环7～8次，得混合浆料，将所得混合浆料加入三口烧瓶中，并将三口烧瓶至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为150～160℃，转速为300～400r/min条件下，加热搅拌反应1～2h后，过滤，即得改性细化废砖粉；按质量份数计，将30～40份水泥，40～50份细骨料，20～30份改性细化废砖粉，10～20份粉煤灰，10～20份硅灰，10～20份矿渣，60～70份水，10～20份硅烷偶联剂，3～4份减水剂加入混料机中，于转速为100～200r/min条件下，搅拌混合40～50min，即得改性废粘土砖粉水泥砂浆。所述水泥为硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥中的任意一种。所述细骨料为河砂，山砂或海砂中的任意一种。所述矿渣为高炉矿渣，粒化高炉矿渣或矿渣棉中的任意一种。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。所述减水剂为木质素磺酸钙减水剂，三聚氰胺高效减水剂或脂肪族高效减水剂中的任意一种。

实例1

将废砖粉与体积浓度为40%的硅酸钠溶液按质量比1：100加入1号烧杯中，搅拌混合50min，得混合液；用胶头滴管向1号烧杯中滴加盐酸，调节pH至6.6，得一次酸化液；用胶头滴管向1号烧杯中继续滴加盐酸，调节pH至5.5，得二次酸化液；将所得二次酸化液置于冰箱中，于温度为-20℃条件下，冷冻2h，得冷冻块，再将冷冻块置于冷冻粉碎机中粉碎后，过500目的筛，得粉碎料；将所得粉碎料加入单口烧瓶中，并将单口烧瓶移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为400r/min条件下，加热解冻至完全融化，得融化液，再将融化液置于冰箱中，于温度为-20℃条件下，冷冻2h，得冷冻料，随后将所得粉碎料加入2号烧杯中，并将2号烧杯移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为400r/min条件下，加热解冻至完全融化，如此冷冻，解冻循环8次，得混合浆料，将所得混合浆料加入三口烧瓶中，并将三口烧瓶至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为160℃，转速为400r/min条件下，加热搅拌反应2h后，过滤，即得改性细化废砖粉；按质量份数计，将40份水泥，50份细骨料，30份改性细化废砖粉，20份粉煤灰，20份硅灰，20份矿渣，70份水，20份硅烷偶联剂，4份减水剂加入混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合50min，即得改性废粘土砖粉水泥砂浆。所述水泥为硅酸盐水泥。所述细骨料为河砂。所述矿渣为高炉矿渣。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述减水剂为木质素磺酸钙减水剂。

实例2

将废砖粉与体积浓度为40%的硅酸钠溶液按质量比1：100加入1号烧杯中，搅拌混合50min，得混合液；用胶头滴管向1号烧杯中滴加盐酸，调节pH至6.6，得一次酸化液；用胶头滴管向1号烧杯中继续滴加盐酸，调节pH至5.5，得二次酸化液；将所得二次酸化液置于冰箱中，于温度为-20℃条件下，冷冻2h，得冷冻块，再将冷冻块置于冷冻粉碎机中粉碎后，过500目的筛，得粉碎料；将所得粉碎料加入单口烧瓶中，并将单口烧瓶移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为400r/min条件下，加热解冻至完全融化，得融化液，再将融化液置于冰箱中，于温度为-20℃条件下，冷冻2h，得冷冻料，随后将所得粉碎料加入2号烧杯中，并将2号烧杯移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为400r/min条件下，加热解冻至完全融化，得混合浆料，将所得混合浆料加入三口烧瓶中，并将三口烧瓶至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为160℃，转速为400r/min条件下，加热搅拌反应2h后，过滤，即得改性细化废砖粉；按质量份数计，将40份水泥，50份细骨料，30份改性细化废砖粉，20份粉煤灰，20份硅灰，20份矿渣，70份水，20份硅烷偶联剂，4份减水剂加入混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合50min，即得改性废粘土砖粉水泥砂浆。所述水泥为硅酸盐水泥。所述细骨料为河砂。所述矿渣为高炉矿渣。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述减水剂为木质素磺酸钙减水剂。

实例3

将废砖粉与水按质量比1：100加入1号烧杯中，搅拌混合50min，得混合液；将所得混合液置于冰箱中，于温度为-20℃条件下，冷冻2h，得冷冻块，再将冷冻块置于冷冻粉碎机中粉碎后，过500目的筛，得粉碎料；将所得粉碎料加入单口烧瓶中，并将单口烧瓶移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为400r/min条件下，加热解冻至完全融化，得融化液，再将融化液置于冰箱中，于温度为-20℃条件下，冷冻2h，得冷冻料，随后将所得粉碎料加入2号烧杯中，并将2号烧杯移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为400r/min条件下，加热解冻至完全融化，如此冷冻，解冻循环8次，得混合浆料，将所得混合浆料加入三口烧瓶中，并将三口烧瓶至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为160℃，转速为400r/min条件下，加热搅拌反应2h后，过滤，即得改性细化废砖粉；按质量份数计，将40份水泥，50份细骨料，30份细化废砖粉，20份粉煤灰，20份硅灰，20份矿渣，70份水，20份硅烷偶联剂，4份减水剂加入混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合50min，即得改性废粘土砖粉水泥砂浆。所述水泥为硅酸盐水泥。所述细骨料为河砂。所述矿渣为高炉矿渣。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述减水剂为木质素磺酸钙减水剂。

对比例：苏州某建材有限公司生产的废粘土砖粉水泥砂浆。

将实例1至3所得废粘土砖粉水泥砂浆和对比例产品进行性能检测，具体检测方法为：依据GB/T17671测试其抗压强度和抗折强度。检测结果如表1所示：

表1

检测内容	实例1	实例2	实例3	对比例
					抗压强度/MPa	54	46	44	35
抗折强度/MPa	9.3	8.8	8.6	8

由表1检测结果可知，本发明所得改性废粘土砖粉水泥砂浆具有良好的抗压性能和抗折性能。

Claims

1.一种改性废粘土砖粉水泥砂浆，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：

所述改性细化废砖粉的改性方法为：

（4）将上述所得二次酸化液冷冻，粉碎，过筛，得粉碎料；

2.根据权利要求1所述一种改性废粘土砖粉水泥砂浆，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥中的任意一种。

3.根据权利要求1所述一种改性废粘土砖粉水泥砂浆，其特征在于：所述细骨料为河砂，山砂或海砂中的任意一种。

4.根据权利要求1所述一种改性废粘土砖粉水泥砂浆，其特征在于：所述矿渣为高炉矿渣，粒化高炉矿渣或矿渣棉中的任意一种。

5.根据权利要求1所述一种改性废粘土砖粉水泥砂浆，其特征在于：所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。

6.根据权利要求1所述一种改性废粘土砖粉水泥砂浆，其特征在于：所述减水剂为木质素磺酸钙减水剂，三聚氰胺高效减水剂或脂肪族高效减水剂中的任意一种。

7.根据权利要求1所述一种改性废粘土砖粉水泥砂浆，其特征在于：（4）所述过筛为400～500目的筛。