CN107721292A - 一种高性能红砖再生轻集料混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高性能红砖再生轻集料混凝土及其制备方，本发明在保证轻集料混凝土强度条件下，添加聚羧酸减水剂，减水剂的用量为轻集料混凝土中胶凝材料的0.1%‑0.3%，所述轻集料混凝土由以下重量份的原料制备而成：水泥380‑450，轻粗集料200‑250，轻细集料210‑260，砂950‑1000，再添加水，水与水泥的质量比为0.56；所述轻粗集料、轻细集料和砂构成轻集料，轻粗集料为粒径5‑10mm和10‑20mm按质量比2:3混合而成，轻粗集料质量占轻集料的14%‑18.3%；粒径5mm以下轻细集料质量占轻集料的13.9%‑19.1%，20‑30mm或30mm以上的为砂。本发明在保证轻集料混凝土强度条件下，添加聚羧酸减水剂，制备出的轻集料混凝土具有较好的和易性，后期强度高，抗冻性好。

Description

一种高性能红砖再生轻集料混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料，尤其涉及一种提高富含红砖再生轻集料混凝土性能的制备方法。
背景技术
轻集料混凝土指以表观密度大于1950kg/m3且松散堆积密度小于1200kg/m3的多孔集料制成的混凝土，一般其骨料由天然多孔轻骨料或人造陶粒做粗骨料，天然砂或轻砂做细骨料。富含红砖的建筑垃圾，是一种多孔材料，具有较大的比表面积和较小的堆积密度，可用于配制轻集料混凝土，不仅可以节约天然骨料资源,而且解决废弃建筑垃圾的堆放、占地等问题，具有显著的社会、经济和环境效益，是一种可持续化发展的建筑材料。
以废弃建筑垃圾加工成的骨料制备的混凝土仍符合轻集料混凝土要求，为再生轻集料混凝土。轻集料混凝土用骨料是参考普通混凝土进行分类，大于5mm以上为轻粗骨料，小于5mm为轻细骨料。一般而言，废混凝土由表面洁净的石子、表面包裹着部分水泥砂浆的石子和水泥砂浆颗粒三部分组成，砖物料由高吸水砖组成，二者工程性质差异很大，用途不同，而实际上，建筑物垃圾很难实现废弃混凝土与废砖的完全分离，轻集料由于强度低、孔隙率大、吸水能力强等特点，使得由其制成的轻集料混凝土性能大幅下降。因此，基于建筑垃圾市场废弃混凝土与废砖难以分离的现状，从轻集料混凝土制备方法的角度出发，研究富含红砖轻集料预处理措施对提高轻集料混凝土性能的影响具有重要的现实意义。
发明内容
针对上述存在问题，本发明的目的在于提供一种高性能红砖再生轻集料混凝土及其制备方，本发明在保证轻集料混凝土强度条件下，添加聚羧酸减水剂，制备出的轻集料混凝土具有较好的和易性，后期强度高，抗冻性好。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高性能含红砖再生轻集料混凝土，在轻集料混凝土中添加减水剂，减水剂的用量为轻集料混凝土中胶凝材料的0.1%-0.3%。
上述高性能含红砖再生轻集料混凝土，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
上述高性能含红砖再生轻集料混凝土，所述轻集料混凝土中胶凝材料为水泥。
上述高性能含红砖再生轻集料混凝土，所述轻集料指的是由废弃红砖、废弃混凝土破碎而成的骨料，表观密度大于1950kg/m3且松散堆积密度小于1200kg/m3。
上述高性能含红砖再生轻集料混凝土，所述轻集料混凝土由以下重量份的原料制备而成：水泥380-450，轻粗集料200-250，轻细集料210-260，砂950-1000，再添加水，水与水泥的质量比为0.56；所述轻粗集料、轻细集料和砂构成轻集料，轻粗集料为粒径5-10mm和10-20mm按质量比2:3混合而成，轻粗集料质量占轻集料的14%-18.3%；粒径5mm以下轻细集料质量占轻集料的13.9%-19.1%， 20-30mm或30mm以上的为砂。
上述高性能含红砖再生轻集料混凝土，所述水泥425，轻粗集料237，轻细集料243.5，砂973.5，轻粗集料质量占轻集料的16.3%；粒径5mm以下轻细集料质量占轻集料的16.7%，其他为砂。
上述高性能含红砖再生轻集料混凝土的制备方法,包括以下步骤:
（1）将建筑废弃垃圾进行人工筛分，去除大块钢筋、木料和塑料等杂质；
（2）对建筑垃圾采用颚式破碎机初步破碎；
（3）破碎后形成的含有杂质的骨料过分离台，并进行磁性分选，去除铁屑、木屑和塑料杂质得轻集料；
（4）对按照轻集料以0-5mm、5-10mm、10-20mm、20-30mm和30以上的粒径进行筛分，其中轻粗集料是将粒径5-10mm和10-20mm按2:3混合而成；粒径5mm以下为轻细集料，其余骨料为砂；
（5）轻集料用水进行冲洗，去除轻集料表面的碎屑、粉尘及杂质，晾晒2天以上达到气干状态；
（6）按照配合比要求准备原料，包括轻粗集料、轻细集料、水泥、水、砂和减水剂；
（7）将气干的轻集料浸泡在水中8-15min后备用，轻集料处于表干状态；
（8）将水泥、扣除附加水的自来水及减水剂加入搅拌机搅拌50-70S形成水泥浆；将砂、轻
粗集料和轻细集料加入搅拌机继续搅拌110-130S就获得性能较好的轻集料混凝土。
上述高性能含红砖再生轻集料混凝土的制备方法，所述步骤（7）将气干的轻集料浸泡在水中10min后备用。
上述高性能含红砖再生轻集料混凝土的制备方法，所述步骤（8）将水泥、扣除附加水的自来水及减水剂加入搅拌机搅拌60S形成水泥浆；将砂、轻粗集料和轻细集料加入搅拌机继续搅拌120S就获得性能较好的轻集料混凝土。
本发明的有益效果是：本发明在保证轻集料混凝土强度条件下，添加聚羧酸减水剂，制备出的轻集料混凝土具有较好的和易性，后期强度高，抗冻性好。
实验分析：
从工作性能分析，本发明几个实施例的塌落度相差不大，从9.5mm到10.2mm变化，可见制备工艺对轻集料混凝土的工作性能影响较小；但由于实施例1和实施例2制备过程中的水为扣除附加水的自来水，水灰比较小，相应的和易性较低。
从抗压强度分析，实施例1早期3d强度和28d强度都最大，从水化角度出发，其早期强度发展虽低于实施例3，但高于其他实施例，另其后期强度发展是最高的，3-28d达到34.2%。产生此现象的原因是附加水以预处理的方式吸入骨料，自由水灰比减小，故强度相对较高，后期随着轻集料混凝土的硬化，混凝土内部湿度减小，骨料中的水分释放，可进一步减少自干燥。
从抗冻性分析可知,实施例1试块冻融25次之后相对动弹性模量最大，说明其抗冻性最好。原因在于水泥和水充分搅拌，水化更为充分，另轻集料表面处于面干状态，被一层水泥浆壳包裹，填补附着浆体的孔隙及裂缝，轻集料内部水补给有限，界面强度较大，对整体抗冻性有一定的改善。
本发明的优点在于：制备方法简单并可用于工厂批量生产，制备出的轻集料混凝土具有较好的和易性，后期强度高，抗冻性好。
附图说明
图1是实施例1-5冻融25次相对动弹性模量对比图。
具体实施方式
一种高性能含红砖再生轻集料混凝土的制备方法,包括以下步骤:
1． 将建筑废弃垃圾进行人工筛分，去除大块钢筋、木料和塑料等杂质；
2． 对建筑垃圾采用颚式破碎机初步破碎；
3． 破碎后形成的含有杂质的骨料过分离台，并进行磁性分选，去除铁屑、木屑和塑料杂质得轻集料，表观密度大于1950kg/m3且松散堆积密度小于1200kg/m3。
4． 对按照轻集料以0-5mm、5-10mm、10-20mm、20-30mm和30以上的粒径进行筛分，其中轻粗集料是将粒径5-10mm和10-20mm按2:3混合而成；粒径5mm以下为轻细集料，其余骨料为砂；
5． 轻集料用水进行冲洗，去除轻集料表面的碎屑、粉尘及杂质，晾晒2天以上达到气干状态；
6． 按照配合比要求准备原料，包括轻粗集料、轻细集料、水泥、水、砂和减水剂，其中减水剂的用量为轻集料混凝土中胶凝材料的0.1%-0.3%，此处为质量百分比；所述轻集料混凝土由以下重量份的原料制备而成：水泥380-450，轻粗集料200-250，轻细集料210-260，砂950-1000，再添加水，水与水泥的质量比为0.56；所述轻粗集料、轻细集料和砂构成轻集料，轻粗集料为粒径5-10mm和10-20mm按质量比2:3混合而成，轻粗集料质量占轻集料的14%-18.3%；粒径5mm以下轻细集料质量占轻集料的13.9%-19.1% ， 20-30mm或30mm以上的为砂；
7． 将气干的轻集料浸泡在水中8-15min后备用，轻集料处于表干状态；
8． 将水泥、扣除附加水的自来水及减水剂加入搅拌机搅拌50-70S形成水泥浆；将砂、轻
粗集料和轻细集料加入搅拌机继续搅拌110-130S就获得性能较好的轻集料混凝土。
本发明最佳方案，所述步骤（7）将气干的轻集料浸泡在水中10min后备用，所述步骤（8）将水泥、扣除附加水的自来水及减水剂加入搅拌机搅拌60S形成水泥浆；将砂、轻粗集料和轻细集料加入搅拌机继续搅拌120S就获得性能较好的轻集料混凝土。
实施例按照以下配合比混合后配置而成，下面提供5个制备实施例，均包含以下内容：
参照《普通混凝土配合比设计规程》（JCJ55-2011）在范围0.2～0.62进行调配，试验用试块配合比均相同，减水剂掺量均为水泥用量的0.1%，基本配合比如下。
表1轻集料混凝土基准配合比
注：细骨料中含轻细集料（粒径0-5mm）243.5kg，其作为砂；水灰比中的“灰”是单指“水泥”。
其中实施例1是按照本文上述制备方法制得的轻集料混凝土。
实施例2是按照以下方法制备：
（1）将建筑废弃垃圾进行人工筛分，去除大块钢筋、木料和塑料等杂质；
（2）对建筑垃圾采用颚式破碎机初步破碎；
（3）破碎后形成的含有杂质的骨料过分离台，并进行磁性分选，去除铁屑、木屑和塑料杂质；
（4）对按照骨料以0-5mm、5-10mm、10-20mm、20-30mm和30以上的粒径进行筛分；
（5）轻集料用水进行冲洗，去除轻集料表面的碎屑、粉尘及杂质，晾晒2天以上达到气干状态；
（6）按照配合比要求准备原料，包括轻粗集料、轻细集料、水泥、水、砂和减水剂；
（7）将所有的原材料，其中水为含附加水的自来水，加入搅拌机搅拌180S制成轻集料混凝土。
实施例3按照以下方法制备：
（1）将建筑废弃垃圾进行人工筛分，去除大块钢筋、木料和塑料等杂质；
（2）对建筑垃圾采用颚式破碎机初步破碎；
（3）破碎后形成的含有杂质的骨料过分离台，并进行磁性分选，去除铁屑、木屑和塑料杂质；
（4）对按照骨料以0-5mm、5-10mm、10-20mm、20-30mm和30以上的粒径进行筛分；
（5）轻集料用水进行冲洗，去除轻集料表面的碎屑、粉尘及杂质，晾晒2天以上达到气干状态；
（6）按照配合比要求准备原料，包括轻粗集料、轻细集料、水泥、水、砂和减水剂；
（7）将气干的轻集料浸泡在水中10min后备用；
（8）将轻集料和砂放入搅拌机，加入水泥搅拌90s；
（9）加入扣除附加水的自来水和减水剂，继续搅拌90S制成轻集料混凝土。
实施例4按照以下方法制备：
（1）将建筑废弃垃圾进行人工筛分，去除大块钢筋、木料和塑料等杂质；
（2）对建筑垃圾采用颚式破碎机初步破碎；
（3）破碎后形成的含有杂质的骨料过分离台，并进行磁性分选，去除铁屑、木屑和塑料杂质；
（4）对按照骨料以0-5mm、5-10mm、10-20mm、20-30mm和30以上的粒径进行筛分；
（5）轻集料用水进行冲洗，去除轻集料表面的碎屑、粉尘及杂质，晾晒2天以上达到气干状态；
（6）按照配合比要求准备原料，包括轻粗集料、轻细集料、水泥、水、砂和减水剂；
（7）将轻粗集料和50%水泥放入搅拌机搅拌60S；
（8）将含有附加水的自来水、减水剂和细骨料加入搅拌机搅拌60S制成轻集料混凝土；
（9）将（7）和（8）的拌合物混合在一起搅拌60S，形成轻集料混凝土。
实施例5是按照以下方法制备：
（1）将建筑废弃垃圾进行人工筛分，去除大块钢筋、木料和塑料等杂质；
（2）对建筑垃圾采用颚式破碎机初步破碎；
（3）破碎后形成的含有杂质的骨料过分离台，并进行磁性分选，去除铁屑、木屑和塑料杂质；
（4）对按照骨料以0-5mm、5-10mm、10-20mm、20-30mm和30以上的粒径进行筛分；
（5）轻集料用水进行冲洗，去除轻集料表面的碎屑、粉尘及杂质，晾晒2天以上达到气干状态；
（6）按照配合比要求准备原料，包括轻粗集料、轻细集料、水泥、水、砂和减水剂；
（7）将50%水泥、20%水、50%减水剂和粗骨料放入搅拌机搅拌60s；
（8）将50%水泥、细骨料、80%水和50%减水剂放入搅拌机搅拌60s
（9）将（7）和（8）的拌合物混合在一起搅拌60S，形成轻集料混凝土。
参照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》测定轻集料混凝土塌落度，见表1，参照《普通混凝土力学性能试验方法标准》测定轻集料混凝土3d、7d和28d的抗压强度，结果见图1，按《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》确定快速冻融25次后的动弹性模量见表2。
表1轻集料混凝土塌落度
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
塌落度/mm 10.0 9.8 9.5 10.1 10.2
表2轻集料混凝土抗冻性
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
相对动弹性模量/% 90 85 86 86 83
从上述实施例结果可以看出：从工作性能分析，几个实施例的塌落度相差不大，从9.5mm到10.2mm变化，可见制备工艺对轻集料混凝土的工作性能影响较小；但由于实施例1和实施例2制备过程中的水为扣除附加水的自来水，水灰比较小，相应的和易性较低。
从抗压强度分析，实施例1早期3d强度和28d强度都最大，从水化角度出发，其早期强度发展虽低于实施例3，但高于其他实施例，另其后期强度发展是最高的，3-28d达到34.2%。产生此现象的原因是附加水以预处理的方式吸入骨料，自由水灰比减小，故强度相对较高，后期随着轻集料混凝土的硬化，混凝土内部湿度减小，骨料中的水分释放，可进一步减少自干燥。
从抗冻性分析可知,实施例1试块冻融25次之后相对动弹性模量最大，说明其抗冻性最好。原因在于水泥和水充分搅拌，水化更为充分，另轻集料表面处于面干状态，被一层水泥浆壳包裹，填补附着浆体的孔隙及裂缝，轻集料内部水补给有限，界面强度较大，对整体抗冻性有一定的改善。
实施例按照以下配合比混合后配置而成，下面提供6个制备实施例，即实施例6-实施例11，均包含以下内容：
参照《普通混凝土配合比设计规程》（JCJ55-2011）在范围0.2～0.62进行调配，试验用试块配合比均相同，减水剂掺量均为水泥用量的0.3%，基本配合比如下。
表1轻集料混凝土基准配合比
注：水灰比中的“灰”是单指“水泥”。
其中实施例6-实施例11是按照本文上述制备方法制得的轻集料混凝土。
从上述实施例结果可以看出：从工作性能分析，几个实施例的塌落度相差不大，从9.4mm到10.1mm变化，可见制备工艺对轻集料混凝土的工作性能影响较小；但由于实施例7和实施例8制备过程中的水为扣除附加水的自来水，水灰比较小，相应的和易性较低。
从抗压强度分析，实施例7早期3d强度和28d强度都最大，从水化角度出发，其早期强度发展虽低于实施例9，但高于其他实施例，另其后期强度发展是最高的，3-28d达到33.9%。产生此现象的原因是附加水以预处理的方式吸入骨料，自由水灰比减小，故强度相对较高，后期随着轻集料混凝土的硬化，混凝土内部湿度减小，骨料中的水分释放，可进一步减少自干燥。
从抗冻性分析可知,实施例6试块冻融25次之后相对动弹性模量最大，说明其抗冻性最好。原因在于水泥和水充分搅拌，水化更为充分，另轻集料表面处于面干状态，被一层水泥浆壳包裹，填补附着浆体的孔隙及裂缝，轻集料内部水补给有限，界面强度较大，对整体抗冻性有一定的改善。
本发明的优点在于：制备方法简单并可用于工厂批量生产，制备出的轻集料混凝土具有较好的和易性，后期强度高，抗冻性好。

Claims (9)

1.一种高性能含红砖再生轻集料混凝土，其特征在于：在轻集料混凝土中添加减水剂，减水剂的用量为轻集料混凝土中胶凝材料的0.1%-0.3%。
2.根据权利要求1所述的高性能含红砖再生轻集料混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂。
3.根据权利要求1所述的高性能含红砖再生轻集料混凝土，其特征在于：所述轻集料混凝土中胶凝材料为水泥。
4.根据权利要求1所述的高性能含红砖再生轻集料混凝土，其特征在于：所述轻集料指的是由废弃红砖、废弃混凝土破碎而成的骨料，表观密度大于1950kg/m3且松散堆积密度小于1200kg/m3。
5.根据权利要求1所述的高性能含红砖再生轻集料混凝土，其特征在于：所述轻集料混凝土由以下重量份的原料制备而成：水泥380-450，轻粗集料200-250，轻细集料210-260，砂950-1000，再添加水，水与水泥的质量比为0.56；所述轻粗集料、轻细集料和砂构成轻集料，轻粗集料为粒径5-10mm和10-20mm按质量比2:3混合而成，轻粗集料质量占轻集料的14%-18.3%；粒径5mm以下轻细集料质量占轻集料的13.9%-19.1%，20-30mm或30mm以上的为砂。
6.根据权利要求4所述的高性能含红砖再生轻集料混凝土，其特征在于：所述水泥425，轻粗集料237，轻细集料243.5，砂973.5，轻粗集料质量占轻集料的16.3%；粒径5mm以下轻细集料质量占轻集料的16.7%，其他为砂。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的高性能含红砖再生轻集料混凝土的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
将建筑废弃垃圾进行人工筛分，去除大块钢筋、木料和塑料等杂质；
对建筑垃圾采用颚式破碎机初步破碎；
破碎后形成的含有杂质的骨料过分离台，并进行磁性分选，去除铁屑、木屑和塑料杂质得轻集料；
对按照轻集料以0-5mm、5-10mm、10-20mm、20-30mm和30以上的粒径进行筛分，其中轻粗集料是将粒径5-10mm和10-20mm按2:3混合而成；粒径5mm以下为轻细集料，其余骨料为砂；
轻集料用水进行冲洗，去除轻集料表面的碎屑、粉尘及杂质，晾晒2天以上达到气干状态；
按照配合比要求准备原料，包括轻粗集料、轻细集料、水泥、水、砂和减水剂；
将气干的轻集料浸泡在水中8-15min后备用，轻集料处于表干状态；
将水泥、扣除附加水的自来水及减水剂加入搅拌机搅拌50-70S形成水泥浆；将砂、轻粗集料和轻细集料加入搅拌机继续搅拌110-130S就获得性能较好的轻集料混凝土。
8.根据权利要求7所述的高性能含红砖再生轻集料混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤（7）将气干的轻集料浸泡在水中10min后备用。
9.根据权利要求7所述的高性能含红砖再生轻集料混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤（8）将水泥、扣除附加水的自来水及减水剂加入搅拌机搅拌60S形成水泥浆；将砂、轻粗集料和轻细集料加入搅拌机继续搅拌120S就获得性能较好的轻集料混凝土。
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