CN107721268B - 一种混凝土配方及其再生工艺与再生添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种混凝土配方及其再生工艺与再生添加剂，包括A组份、B组份和C组份；A组份包括砂和碎石，B组份包括粘结剂、稀释剂、粉煤灰、矿物掺和料、阻锈剂，C组份包括EVA收缩球、滑石粉、生石灰。在混凝土中加入组份中加入EVA收缩球，EVA是一种受热或受冷既可发生体积收缩的物质，本方案中采用受热后发生收缩的EVA收缩球，EVA收缩球为空心球，将其混入在混凝土中，当需要拆毁混凝土时，对混凝土路面进行热处理，混入至其中的EVA收缩球受热后体积减小，因此原先填充有EVA收缩球处形成空腔，在此情况下锤击混凝土时，空腔处因为结构薄弱因而极易受损，有助于将混凝土锤击成小块混凝土用于再生混凝土骨料颗粒。

Description

一种混凝土配方及其再生工艺与再生添加剂

技术领域

本发明涉及一种混凝土配方，特别涉及一种混凝土配方及其再生工艺与再生添加剂。

背景技术

近年来，世界建筑业进入高速发展阶段，混凝土作为最大宗的人造材料对自然资源的占用及对环境造成的负面影响也引发了可持续发展问题的讨论；世界每年拆除的废旧混凝土、新建建筑产生的废弃混凝土以及混凝土工厂、预制构件厂排放的废旧混凝土的数量是巨大的。同时，预计今后废弃混凝土排放量将随着世界范围内社会化进程的加快，对原有建筑物的拆除、改造与日俱增。废弃混凝土传统的处理方法主要是将其运往郊外堆放或填埋，不仅要花费大量的运费，给环境造成二次污染，而且要占有大量宝贵的土地资源，并且简单地遗弃也是对自然资源的极大浪费；再生骨料混凝土的开发和应用，一方面解决了大量废弃混凝土处理困难以及由此造成的生态环境日益恶化等问题；另一方面，用建筑垃圾循环再生骨料替代天然骨料，可以减少建筑业对天然骨料的消耗，从而减少对天然砂石的开采，从根本上解决了天然骨料的日益匮乏和大量砂石开采对生态环境的破坏，保护了人类的生存环境，复合可持续发展的要求。

如申请公布号为“CN103626413A”的中国专利所公开的一种再生混凝土骨料的制备工艺，通过将废弃混凝土粉碎，作为骨料再次使用；

再将废弃的混凝土粉碎的过程中，由于混凝土内部胶结的较为紧致，因此需要在混凝土上施加极大的锤击力，使得混凝土破碎成较小的块状物，以便再次使用；然而锤击产生的震动会导致混凝土骨料内部结构发生松动，致使混凝土骨料再次使用而得到的混凝土结构强度降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种既不影响混凝土结构强度还便于分解后再次使用的混凝土配方。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种混凝土配方，其特征在于：包括A组份、B组份和C组份，以下组份按重量计：

A组份包括：

砂 120-160份

碎石 220-275份

B组份包括：

粘结剂 80-120份

稀释剂 60-90份

粉煤灰 18-23份

矿物掺和料 1.2-1.4份

阻锈剂 0.9-1.1份

C组份包括：

EVA收缩球 15-21份

滑石粉 5-12份

生石灰 4-8份。

作为优选，所述EVA收缩球为空心球，径长为1.2-1.5cm。

作为优选，所述B组份中的在粘结剂采用水泥和水性丙烯酸，所述稀释剂采用清水。

作为优选，将B组份混合均匀后，将C组份加入至B组份中并持续搅拌，并控制反应温度4-19℃，再将A组份加入至混合物，持续搅拌至三项均匀分散。

本发明的目的是提供一种混凝土再生工艺，用于将已成型的混凝土破碎成能再次用在混凝土配方中的混凝土骨料。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于处理权利要求1-4中任意一项所述混凝土的混凝土再生工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，预处理：敲击成型的混凝土使其破碎成较小块的混凝土，将穿设在其中的钢筋剥离；

步骤2，杂质处理：将步骤1中得到的混凝土块置入至清水池中进行荡洗，将悬浮在清水池表面的悬浮物去除，将沉于池底的混凝土块捞出晾晒至表面无明显水渍；

步骤3，杂质吸附：将步骤2中得到的混凝土块放置在一号洗涤池中荡洗1-30min，再将一号洗涤池中的混凝土块捞出放置在二号洗涤池中荡洗1-30min；一号洗涤池中为皂角水，二号洗涤池中为清水；

步骤4，混凝土块一次裂解：利用钻机钻头打入至混凝土块中将混凝土裂解成小形混凝土块；

步骤5，升温处理：利用火焰喷枪加热混凝土块至混凝土中的EVA收缩球收缩；

步骤6，混凝土块二次裂解处理；

步骤7，筛分处理：将步骤6中裂解处理后的混凝土筛分成粒径为0-3.5mm、3.5-8mm和大于8mm的再生混凝土骨料颗粒；

步骤8，破碎处理：将粒径为0-3.5mm的再生混凝土骨料投入至碎石研磨机中打磨至径长为0.3-0.8mm，将粒径为3.5-8mm的再生混凝土骨料颗粒打磨至径长为0.8-1.5mm，对粒径大于8mm的再生混凝土骨料重复步骤6、7、8；

步骤9，打磨处理：将步骤8中得到的再生混凝土骨料颗粒与河沙混合后，研磨0-2小时；

步骤10，收集：将步骤9中处理得到的再生混凝土骨料颗粒去除河沙后分类码放。

作为优选，所述步骤6中采用碾压式或锤击的方式对混凝土块进行二次裂解。

本发明的目的是提供一种混凝土再生添加剂，将其添加在再生混凝土中可提升再生混凝土的强度。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种混凝土再生添加剂，其特征在于：包括A组份和B组份，以下组份按重量计：

A组份：

钢纤维 10-20份

酚醛纤维 8-15份

碳纤维 15-25份

B组份：

蜂胶 20-30份

增稠胶 10-15份

C组份：

稀释剂 1-100份。

作为优选，所述B组份中的增稠剂可采用黄原胶。

作为优选，所述C组份中的稀释剂采用清水或水性丙烯酸溶液中的一种或两种。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

（1）通常混凝土在拆除的过程中，会采用锤击等方式将混凝土裂解成较小的混凝土块，从而达到拆除的目的，但是经过这种方式处理得到的小块混凝土再用作混凝土骨料时其结构强度会发生大幅度的降低；锤击时，锤击产生的作用力作用在混凝土上时，由于成型的混凝土硬度较高，所以会在混凝土中产生一定的震荡作用力从而使成型的混凝土内部结构发生松动，导致利用这种作为再生混凝土骨料而制备得到的混凝土结构强度发生明显下降。因此在混凝土中加入EVA收缩球，EVA是一种受热或受冷既可发生体积收缩的物质，本方案中采用受热后发生收缩的EVA收缩球，EVA收缩球为空心球，将其混入在混凝土中，当需要拆毁混凝土时，对混凝土路面进行热处理，混入至其中的EVA收缩球受热后体积减小，因此原先填充有EVA收缩球处形成空腔，在此情况下锤击混凝土时，空腔处因为结构薄弱因而极易受损，有助于将混凝土锤击成小块混凝土用于再生混凝土骨料颗粒；

（2）EVA收缩球具有一定的弹性，混入在混凝土中既不影响混凝土的结构强度，还可增加混凝土的韧性，可用作塑胶跑道或健身步道等；

（3）将混凝土配方分成A、B、C三种组份，A组份包括砂和碎石，B组份包括粘结剂、稀释剂以及溶解在其中的粉煤灰、矿物掺和料以及阻锈剂，其中粉煤灰、矿物掺和料和阻锈剂均为粉末状物质，将这些粉末预先混入在稀释剂中，可避免在混凝土制备时，粉末状物质漂浮在空气中，既造成了物质的浪费还影响相关施工人员的身体健康；C组份包括EVA收缩球、生石灰和滑石粉，滑石粉是一种具有较好润滑效果的物质，将其与EVA收缩球混合，能增加EVA收缩球表面的润滑性方便其与其他物质的混合，生石灰同样可起到润滑的作用效果，再者当C组份与A、B组份混合时，生石灰溶液在稀释剂中或其他水溶液中形成碱性的氢氧化钙，氢氧化钙在空气中放置一段时间后与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，碳酸钙是一种质地较硬的物质，也在一定程度上增强混凝土的结构强度；

（4）在利用混凝土再生工艺将混凝土破碎成再生混凝土骨料时，先敲击混凝土块将混凝土中的钢筋去除，之后对混凝土块进行一系列的筛选和清洗，将其中的杂质去除；再利用钻机钻头向打入进混凝土块中，将混凝土块分离成小块的混凝土块，再对混凝土块进行锤击或碾压，此时因为混凝土块中的EVA伸缩球已经伸缩并在混凝土块中形成空腔，因此施加在混凝土块上用于将混凝土块裂解成小块混凝土骨料的作用力大幅度减小，从而避免了混凝土结构中因受到极大的外作用力而发生震动致使其内部结构损坏等情况的产生；

（5）将这种通过混凝土再生工艺处理得到的混凝土进行清洗筛选和分类后可作为骨料加入至其他混凝土中，并向其中加入混凝土再生添加剂用于增加再生混凝土的结构强度；

（6）再生混凝土添加剂包括三种组份，其中A组份中的钢纤维、酚醛纤维和碳纤维具有不同的密度，因此在搅拌时分散在混凝土中不同的高度处，钢纤维分散在底部，碳纤维分散在中部，酚醛纤维粉分散在上部，因此在混凝土的各个部位进行结构的加强；加入在其中的纤维,，如酚醛纤维和碳纤维能提高混凝土的抗裂性、抗拉性，在拉、伸前期，其中的石子等物料与高分子纤维共同承受，当基料开裂后，横跨裂缝的纤维成为外力的主要承受者，从而避免混凝土中裂缝继续扩裂，以此增强混凝土的韧性等，而钢纤维乘积在混凝土的底部，具有较好的承重能力，也可对地基产生一定的保护作用；

（7）蜂胶是一种极为环保且效果较佳的胶黏剂，黄原胶作为一种胶黏剂加入增强混凝土骨料之间的黏连度，也可使钢纤维、酚醛纤维和碳纤维悬浮在其中，从而均匀的分散在混凝土的各部位处。

具体实施方式

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1：

取干净容器，向其中加入120份砂，本实施例中采用河沙，再加入220份碎石，碎石的径长为0.5-1.6mm之间，均匀搅拌后形成A组份。

取干净容器，向其中加入80份粘结剂、60份稀释剂、18份粉煤灰、1.2份矿物掺和料和0.9份阻锈剂加入并均匀搅拌形成B组份，本实施例中粘结剂采用水性丙烯酸溶液，稀释剂采用清水。

取干净容器，向其中加入15份EVA收缩球，EVA收缩球的径长为1.2-1.5cm之间，再加入5份滑石粉和4份生石灰均匀搅拌后形成C组份。

将C组份缓慢加入至B组份中并对B组份持续搅拌，此步骤低于室温进行，控制环境为4-19℃；混合均匀后，再将A组份加入至B、C的混合物中，继续搅拌直至三者混合均匀，完成混凝土的制备。

实施例2：

取干净容器，向其中加入160份砂，本实施例中采用河沙，再加入275份碎石，碎石的径长为0.5-1.6mm之间，均匀搅拌后形成A组份。

取干净容器，向其中加入120份粘结剂、90份稀释剂、23份粉煤灰、1.4份矿物掺和料和1.1份阻锈剂加入并均匀搅拌形成B组份，本实施例中粘结剂采用水性丙烯酸溶液，稀释剂采用清水。

取干净容器，向其中加入21份EVA收缩球，EVA收缩球的径长为1.2-1.5cm之间，再加入12份滑石粉和8份生石灰均匀搅拌后形成C组份。

将C组份缓慢加入至B组份中并对B组份持续搅拌，此步骤低于室温进行，控制环境为4-19℃；混合均匀后，再将A组份加入至B、C的混合物中，继续搅拌直至三者混合均匀，完成混凝土的制备。

实施例3：

取干净容器，向其中加入140份砂，本实施例中采用河沙，再加入250份碎石，碎石的径长为0.5-1.6mm之间，均匀搅拌后形成A组份。

取干净容器，向其中加入100份粘结剂、75份稀释剂、21份粉煤灰、1.3份矿物掺和料和1.0份阻锈剂加入并均匀搅拌形成B组份，本实施例中粘结剂采用水性丙烯酸溶液，稀释剂采用清水。

取干净容器，向其中加入18份EVA收缩球，EVA收缩球的径长为1.2-1.5cm之间，再加入9份滑石粉和6份生石灰均匀搅拌后形成C组份。

将C组份缓慢加入至B组份中并对B组份持续搅拌，此步骤低于室温进行，控制环境为4-19℃；混合均匀后，再将A组份加入至B、C的混合物中，继续搅拌直至三者混合均匀，完成混凝土的制备。

实施例4：

取干净容器，向其中加入135份砂，本实施例中采用河沙，再加入223份碎石，碎石的径长为0.5-1.6mm之间，均匀搅拌后形成A组份。

取干净容器，向其中加入98份粘结剂、72份稀释剂、18.2份粉煤灰、1.21份矿物掺和料和0.98份阻锈剂加入并均匀搅拌形成B组份，本实施例中粘结剂采用水性丙烯酸溶液，稀释剂采用清水。

取干净容器，向其中加入16.8份EVA收缩球，EVA收缩球的径长为1.2-1.5cm之间，再加入6.3份滑石粉和5.1份生石灰均匀搅拌后形成C组份。

将C组份缓慢加入至B组份中并对B组份持续搅拌，此步骤低于室温进行，控制环境为4-19℃；混合均匀后，再将A组份加入至B、C的混合物中，继续搅拌直至三者混合均匀，完成混凝土的制备。

实施例5：

取干净容器，向其中加入135份砂，本实施例中采用河沙，再加入223份碎石，碎石的径长为0.5-1.6mm之间，均匀搅拌后形成A组份。

取干净容器，向其中加入98份粘结剂、72份稀释剂、18.2份粉煤灰、1.21份矿物掺和料和0.98份阻锈剂加入并均匀搅拌形成B组份，本实施例中粘结剂采用水性丙烯酸溶液，稀释剂采用清水。

将A组份与B组份均匀混合形成混凝土。

测量实施例1-实施例5中制备得到的混凝土的结构强度，并记录在表1：

表1：

	抗压强度（MPa）	劈裂强度（MPa）
			实施例1	29.15	3.94
实施例2	28.75	3.87
			实施例3	28.65	3.86
实施例4	28.65	3.85
			实施例5	29.12	3.90

根据表1可得结论：实施例1-实施例5中制备得到的混凝土，成型后的结构相同没有明显区别。

实施例6：

将实施例1-实施例5中制备得到的混凝土采用以下步骤进行再生，步骤如下：

步骤1，预处理：敲击成型的混凝土使其破碎成较小块的混凝土，将穿设在其中的钢筋剥离。

步骤2，杂质处理：将步骤1中得到的混凝土块置入至清水池中进行荡洗，将悬浮在清水池表面的悬浮物去除，将沉于池底的混凝土块捞出晾晒至表面无明显水渍。

步骤3，杂质吸附：将步骤2中得到的混凝土块放置在一号洗涤池中荡洗1-30min，再将一号洗涤池中的混凝土块捞出放置在二号洗涤池中荡洗1-30min；一号洗涤池中为皂角水，二号洗涤池中为清水。

步骤4，混凝土块一次裂解：利用钻机钻头打入至混凝土块中将混凝土裂解成小形混凝土块。

步骤5，升温处理：利用火焰喷枪加热混凝土块至混凝土中的EVA收缩球收缩。

步骤6，混凝土块二次裂解处理，采用锤击或碾压的方式。

步骤7，筛分处理：将步骤6中裂解处理后的混凝土筛分成粒径为0-3.5mm、3.5-8mm和大于8mm的再生混凝土骨料颗粒。

步骤8，破碎处理：将粒径为0-3.5mm的再生混凝土骨料投入至碎石研磨机中打磨至径长为0.3-0.8mm，将粒径为3.5-8mm的再生混凝土骨料颗粒打磨至径长为0.8-1.5mm，对粒径大于8mm的再生混凝土骨料重复步骤6、7、8。

步骤9，打磨处理：将步骤8中得到的再生混凝土骨料颗粒与河沙混合后，研磨0-2小时。

步骤10，收集：将步骤9中处理得到的再生混凝土骨料颗粒去除河沙后分类码放。

实施例7：

将实施例1-实施例6中采用实施例7中的再生工艺得到的再生混凝土骨料颗粒制备成普通的混凝土，制备若干份以备用。

实施例8：

取干净容器，向其中加入10份钢纤维、8份酚醛纤维和15份碳纤维并均匀混合形成A组份。

取干净容器，向其中加入20份蜂胶和10份增稠剂后搅拌至均匀后形成B组份，本实施例中增稠剂采用黄原胶。

组份C制备：取干净容器，向其中加入1份稀释剂，稀释剂采用清水。

将组份B加入至组份C中并均匀搅拌，再将组份A加入至混合物中形成混凝土再生添加剂。

实施例9：

取干净容器，向其中加入20份钢纤维、15份酚醛纤维和25份碳纤维并均匀混合形成A组份。

取干净容器，向其中加入30份蜂胶和15份增稠剂后搅拌至均匀后形成B组份，本实施例中增稠剂采用黄原胶。

组份C制备：取干净容器，向其中加入100份稀释剂，稀释剂采用清水。

将组份B加入至组份C中并均匀搅拌，再将组份A加入至混合物中形成混凝土再生添加剂。

实施例10：

取干净容器，向其中加入15份钢纤维、12份酚醛纤维和18份碳纤维并均匀混合形成A组份。

取干净容器，向其中加入25份蜂胶和13份增稠剂后搅拌至均匀后形成B组份，本实施例中增稠剂采用黄原胶。

组份C制备：取干净容器，向其中加入51份稀释剂，稀释剂采用清水。

将组份B加入至组份C中并均匀搅拌，再将组份A加入至混合物中形成混凝土再生添加剂。

实施例11：

取干净容器，向其中加入12份钢纤维、14份酚醛纤维和16份碳纤维并均匀混合形成A组份。

取干净容器，向其中加入22份蜂胶和11份增稠剂后搅拌至均匀后形成B组份，本实施例中增稠剂采用黄原胶。

组份C制备：取干净容器，向其中加入67份稀释剂，稀释剂采用清水。

将组份B加入至组份C中并均匀搅拌，再将组份A加入至混合物中形成混凝土再生添加剂。

将实施例8-实施例11中制备得到再生混凝土添加剂分别加入至实施例7中制备得到的普通混凝土后对混凝土结构强度进行检测，并记录在表2：

表2：

	抗压强度（MPa）	劈裂强度（MPa）
			实施例8	27.32	3.15
实施例9	26.90	3.23
			实施例10	27.25	3.78
实施例11	27.70	3.71
			实施例7	28.67	2.15

根据表2可得结论：实施例8-实施例11中加入了混凝土再生添加剂的混凝土在抗压强度上比普通混凝土有微小的差距，但是在抗劈裂程度上却有显著的提升。

Claims (9)

1.一种混凝土，其特征在于：包括A组份、B组份和C组份，以下组份按重量计：

A组份包括：

砂 120-160份

碎石 220-275份

B组份包括：

粘结剂 80-120份

稀释剂 60-90份

粉煤灰 18-23份

矿物掺和料 1.2-1.4份

阻锈剂 0.9-1.1份

C组份包括：

EVA收缩球 15-21份

滑石粉 5-12份

生石灰 4-8份。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土，其特征在于：所述EVA收缩球为空心球，径长为1.2-1.5cm。

3.根据权利要求1所述的一种混凝土，其特征在于：所述B组份中的在粘结剂采用水泥和水性丙烯酸，所述稀释剂采用清水。

4.根据权利要求1所述的一种混凝土，其特征在于：将B组份混合均匀后，将C组份加入至B组份中并持续搅拌，并控制反应温度4-19℃，再将A组份加入至混合物，持续搅拌至三项均匀分散。

5.一种用于处理权利要求1-4中任意一项所述混凝土的混凝土再生工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，预处理：敲击成型的混凝土使其破碎成较小块的混凝土，将穿设在其中的钢筋剥离；

步骤2，杂质处理：将步骤1中得到的混凝土块置入至清水池中进行荡洗，将悬浮在清水池表面的悬浮物去除，将沉于池底的混凝土块捞出晾晒至表面无明显水渍；

步骤3，杂质吸附：将步骤2中得到的混凝土块放置在一号洗涤池中荡洗1-30min，再将一号洗涤池中的混凝土块捞出放置在二号洗涤池中荡洗1-30min；一号洗涤池中为皂角水，二号洗涤池中为清水；

步骤4，混凝土块一次裂解：利用钻机钻头打入至混凝土块中将混凝土裂解成小形混凝土块；

步骤5，升温处理：利用火焰喷枪加热混凝土块至混凝土中的EVA收缩球收缩；

步骤6，混凝土块二次裂解处理；

步骤7，筛分处理：将步骤6中裂解处理后的混凝土筛分成粒径为0-3.5mm、3.5-8mm和大于8mm的再生混凝土骨料颗粒；

步骤8，破碎处理：将粒径为0-3.5mm的再生混凝土骨料投入至碎石研磨机中打磨至径长为0.3-0.8mm，将粒径为3.5-8mm的再生混凝土骨料颗粒打磨至径长为0.8-1.5mm，对粒径大于8mm的再生混凝土骨料重复步骤6、7、8；

步骤9，打磨处理：将步骤8中得到的再生混凝土骨料颗粒与河沙混合后，研磨0-2小时；

步骤10，收集：将步骤9中处理得到的再生混凝土骨料颗粒去除河沙后分类码放。

6.根据权利要求5所述的一种混凝土再生工艺，其特征在于：所述步骤6中采用碾压式或锤击的方式对混凝土块进行二次裂解。

7.一种混凝土再生添加剂，其特征在于：包括A组份和B组份，以下组份按重量计：

A组份：

钢纤维 10-20份

酚醛纤维 8-15份

碳纤维 15-25份

B组份：

蜂胶 20-30份

增稠胶 10-15份

C组份：

稀释剂 1-100份。

8.根据权利要求7所述的一种再生添加剂，其特征在于：所述B组份中的增稠剂可采用黄原胶。

9.根据权利要求7所述的一种再生添加剂，其特征在于：所述C组份中的稀释剂采用清水或水性丙烯酸溶液中的一种或两种。