CN109369086A - 利用建筑垃圾生产自密实混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用建筑垃圾生产自密实混凝土，由以下重量份的原料制成：建筑垃圾650～680份、废钢280～300份、废瓷砖165～185份、研磨碎屑125～155份、矿渣125～155份、炉渣125～155份、池塘淤泥300～330份、沼液300～350份、胶凝材料220～250份、水335～365份。本发明制得的自密实混凝土能有效降低构件自重，能够有效改善混凝土的性能，具有良好的抗压性、抗拉性、抗离析性、抗裂性、耐九性、均匀密实、流动性能；18d抗压强度达到42Mpa以上，连通孔隙率达到14.8％以上，透水系数达到3.3mm/s以上，抗离析率达到16.23％。
Description
技术领域
本发明属于兼职材料技术领域，尤其涉及一种利用建筑垃圾生产自密实混凝土及其制备方法。
背景技术
城市化建设的步伐越来越快，一些破旧建筑被拆除，产生了大量的建筑垃圾，再一个就是新建筑在建造过程中也会产生大量的建筑垃圾。我国2014年产生了超过15亿t建筑垃圾，预计到2020年我国还需建设300亿m2住宅，这之中将建筑物拆除和改造又会产生大约50亿t的建筑垃圾，据相关统计，对于能量消耗，建筑业的全部能量消耗量占全世界的25～40％；对于垃圾数量，每年产生的建筑垃圾数量占城市垃圾总产量的30～40％，其中废弃混凝土占据50～60％。我国每年产生的建筑垃圾量大约在10亿t左右。工程施工建设过程中，每万平方米的建筑材料消耗中将会产生500～600t的建筑垃圾；而对于达到建筑寿命的老旧建筑物，在拆除过程中，每万平方米将会产生近7000～12000t的建筑垃圾。李旭平预计我国到2020年产生的废弃混凝土将达到6.38亿t。
采用堆放和掩埋方式处理建筑垃圾会对环境产生很大危害：(1)堆放和掩埋的建筑垃圾会对地表和地下产生严重的污染。因为雨水的冲刷，雨水将建筑垃圾中污染物带入河流，污染地表水；受污染的地表水渗入地下又污染了地下水。(2)堆放和掩埋的建筑垃圾也会污染大气，随意堆放的建筑垃圾，如果不进行处理会有大量的粉尘产生，在运输建筑垃圾的过程中也会不可避免的产生粉尘，这都会产成粉尘污染。另外，一些建筑垃圾由于长时间的堆放，经过风吹日晒，会产生一些固体小颗粒漂浮在空气中，这也造成了大气的污染。(3)堆放和掩埋的建筑垃圾占用了大量的土地，同时在堆放和掩埋过程中也会不可避免的污染土壤。在建筑垃圾中会有一些有害物质，它们进入土壤之后会在土壤中发生一系列物理、化学和生物反应，从而造成了土壤的污染，土壤质量的降低。
在混凝土生产过程中需要大量的砂、石材料，由于大量的混凝土的应用，对石子和河沙等天然骨料的开采，一些地区的生态环境被破坏。所以把建筑垃圾进行处理可以制备混凝土，这是一种好的解决方式。将建筑垃圾再利用有益于建筑业的可持续发展，不但缓解了短缺的骨料资源，而且一些建筑垃圾被再利用，这符合国家节能减排政策，产生了很大的社会效益。
目前，关于将建筑垃圾制成混凝土的思路也有晒粮文献报道，例如：专利申请CN201710303922.3，公开了一种全组分利用建筑垃圾制备的再生透水混凝土材料及其制备方法，所述再生透水混凝土材料分为混凝土基层和混凝土面层，将建筑垃圾进行破碎分选后得到建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾细粉料和建筑垃圾细集料，其中，建筑垃圾粗骨料和建筑垃圾细粉料用于制备混凝土面层，建筑垃圾细集料用于制备混凝土基层。本发明可使建筑垃圾全组分利用，且利用率为100％。制备的再生透水混凝土具有良好的透水系数和吸声系数，同时也具有较高的抗压强度，制备的透水系统可满足国家关于“海绵城市”建设的标准，大幅降低了其制造成本，可广泛应用于市政建设。但是还专利在处理过程中，添加了较多的天然原料，例如碱激发剂和减水剂，这会提高处理成本。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了一种利用建筑垃圾生产自密实混凝土及其制备方法。本发明制得的自密实混凝土比重为1800～1850kg/m3，能有效降低构件自重，能够有效改善混凝土的性能，具有良好的抗压性、抗拉性、抗离析性、抗裂性、耐九性、均匀密实、流动性能。本发明自密实混凝土18d抗压强度达到42Mpa以上，连通孔隙率达到14.8％以上，透水系数达到3.3mm/s以上，抗离析率达到16.23％。
为了能够达到上述所述目的，本发明采用以下技术方案：
一种利用建筑垃圾生产自密实混凝土，由以下重量份的原料制成：建筑垃圾650～680份、废钢280～300份、废瓷砖165～185份、研磨碎屑125～155份、矿渣125～155份、炉渣125～155份、池塘淤泥300～330份、沼液300～350份、胶凝材料220～250份、水335～365份。
进一步地，所述的利用建筑垃圾生产自密实混凝土，由以下重量份的原料制成：建筑垃圾660～670份、废钢285～295份、废瓷砖170～180份、研磨碎屑135～145份、矿渣135～145份、炉渣135～145份、池塘淤泥310～320份、沼液310～340份、胶凝材料230～240份、水345～355份。
进一步地，所述的利用建筑垃圾生产自密实混凝土，由以下重量份的原料制成：建筑垃圾665份、废钢290份、废瓷砖175份、研磨碎屑140份、矿渣140份、炉渣140份、池塘淤泥315份、沼液325份、胶凝材料235份、水350份。
进一步地，所述建筑垃圾为废弃混凝土、废砂、废砖、丢弃水泥制品、废钢筋、废石膏和废石中的一种或一种以上。
进一步地，所述胶凝材料为水泥和粉煤灰，且水泥和粉煤灰的质量比为1:1.5～2.5。
进一步地，所述沼液是家禽粪便经过发酵后得到的液体。
进一步地，一种利用建筑垃圾生产自密实混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)将建筑垃圾的二分之一送入粉碎机中粉碎至粒径为2～5mm的细骨料，剩下的二分之一送入粉碎机中粉碎至粒径为6～10mm的粗骨料；
(2)将废钢、废瓷砖分别粉碎至颗粒直径为13～18mm，将研磨碎屑、矿渣和炉渣混合均匀，送入粉碎机中粉碎至过10～30目筛，然后加入粉碎好的废钢和废瓷砖，搅拌均匀得到混合物；
(3)将步骤(2)的混合物与胶凝材料混合均匀，先后加入步骤(1)的细骨料、粗骨料，干拌均匀后，加入池塘淤泥、沼液和水，搅拌均匀制成坯料，送入模具中成型，干燥后脱模，自然养护得到自密实混凝土。
进一步地，在步骤(2)，所述搅拌的速度为150～200r/min，时间为3～5min。
进一步地，在步骤(3)，所述干拌的时间为2～3min。
进一步地，在步骤(3)，所述搅拌均匀的速度为250～200r/min，时间为5～7min。
由于本发明采用了以上技术方案，具有以下有益效果：
(1)由于建筑垃圾再生混凝土需要添加较多的水，通过在原料中加入沼液，可以减少混凝土生产中水的用量，而沼液中残留有重金属离子等有害成分，将沼液作为混凝土原料利用，可以充分利用其含有的重金属来增强混凝土的性能，还能够避免有害沼液污染环境。
(2)本发明制得的自密实混凝土比重为1800～1850kg/m3，能有效降低构件自重，能够有效改善混凝土的性能，具有良好的抗压性、抗拉性、抗离析性、抗裂性、耐九性、均匀密实、流动性能。
(3)本发明自密实混凝土采用废弃物进行回收利用生产，变废为宝，解决生活垃圾难于处理的难题，具有良好的环保节能性能，大大降低了混凝土的生产成本，具有很好的推广和实用价值。
(4)本发明在建筑垃圾、废钢和废瓷砖中加入研磨碎屑、池塘淤泥、沼液和胶凝材料等物质，能够将建筑垃圾很好的包裹起来，同时填充到建筑垃圾的空隙中，降低混凝土的孔隙率，增强了混凝土的强度，结合原料之间的相互作用，再加入矿渣和炉渣，进一步调整混凝土的孔隙率，提高抗压、抗拉、抗离析、抗裂强度，并增强混凝土的透水性能，进而提高使用寿命。
(5)本发明自密实混凝土18d抗压强度达到42Mpa以上，连通孔隙率达到14.8％以上，透水系数达到3.3mm/s以上，抗离析率达到16.23％。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1
一种利用建筑垃圾生产自密实混凝土，由以下重量份的原料制成：建筑垃圾650份、废钢280份、废瓷砖165份、研磨碎屑125份、矿渣125份、炉渣125份、池塘淤泥300份、沼液300份、胶凝材料220份、水335份。
进一步地，所述建筑垃圾为废弃混凝土、废砂、废砖、废钢筋、废石膏和废石；所述胶凝材料为水泥和粉煤灰，且水泥和粉煤灰的质量比为1:1.5；所述沼液是家禽粪便经过发酵后得到的液体。
一种利用建筑垃圾生产自密实混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)将建筑垃圾的二分之一送入粉碎机中粉碎至粒径为2～5mm的细骨料，剩下的二分之一送入粉碎机中粉碎至粒径为6～10mm的粗骨料；
(2)将废钢、废瓷砖分别粉碎至颗粒直径为13～18mm，将研磨碎屑、矿渣和炉渣混合均匀，送入粉碎机中粉碎至过10～30目筛，然后加入粉碎好的废钢和废瓷砖，搅拌均匀得到混合物；所述搅拌的速度为150～200r/min，时间为3～5min；
(3)将步骤(2)的混合物与胶凝材料混合均匀，先后加入步骤(1)的细骨料、粗骨料，干拌均匀后，加入池塘淤泥、沼液和水，搅拌均匀制成坯料，送入模具中成型，干燥后脱模，自然养护得到自密实混凝土；所述干拌的时间为2～3min；所述搅拌均匀的速度为250～200r/min，时间为5～7min。
实施例2
一种利用建筑垃圾生产自密实混凝土，由以下重量份的原料制成：建筑垃圾680份、废钢300份、废瓷砖185份、研磨碎屑155份、矿渣155份、炉渣155份、池塘淤泥330份、沼液350份、胶凝材料250份、水365份。
进一步地，所述建筑垃圾为废弃混凝土、废砂、废砖、丢弃水泥制品、废钢筋、废石膏和废石中的一种或一种以上；所述胶凝材料为水泥和粉煤灰，且水泥和粉煤灰的质量比为1:2.5；所述沼液是家禽粪便经过发酵后得到的液体。其制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种利用建筑垃圾生产自密实混凝土，由以下重量份的原料制成：建筑垃圾660份、废钢285份、废瓷砖170份、研磨碎屑135份、矿渣135份、炉渣135份、池塘淤泥310份、沼液310份、胶凝材料230份、水345份。其制备方法与实施例1相同。
实施例4
一种利用建筑垃圾生产自密实混凝土，由以下重量份的原料制成：建筑垃圾670份、废钢295份、废瓷砖180份、研磨碎屑145份、矿渣145份、炉渣145份、池塘淤泥320份、沼液340份、胶凝材料240份、水355份。其制备方法与实施例1相同。
实施例5
一种利用建筑垃圾生产自密实混凝土，由以下重量份的原料制成：建筑垃圾665份、废钢290份、废瓷砖175份、研磨碎屑140份、矿渣140份、炉渣140份、池塘淤泥315份、沼液325份、胶凝材料235份、水350份。其制备方法与实施例1相同。
对比例1
一种利用建筑垃圾生产自密实混凝土，由以下重量份的原料制成：建筑垃圾365份、废钢90份、废瓷砖75份、研磨碎屑40份、矿渣350份、炉渣400份、池塘淤泥115份、沼液85份、胶凝材料735份、水950份。其制备方法与实施例1相同。
对比例2
按照专利申请CN201711129670.3中的实施例进行。
采用本申请实施例1～5和对比例1～2的方法进行自密实混凝土的制备，将制得的自密实混凝土放置18d后进行性能测试。测试方法和依据如下：抗压强度和干表观密度的检测依据为GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》；同时按JGJ/T283-2012《自密实混凝土应用技术规程》对混凝土的填充性、间隙通过性和抗离析性进行测量。测试结果如下表1所示。
表1
| 组别 | 抗压强度/Mpa | 连通孔隙率/％ | 透水系数(mm/s) | 抗离析率/％ |
| 实施例1 | 45 | 15.3 | 3.6 | 16.35 |
| 实施例2 | 42 | 14.9 | 3.4 | 16.23 |
| 实施例3 | 45 | 14.8 | 3.3 | 16.42 |
| 实施例4 | 44 | 15.2 | 3.5 | 16.59 |
| 实施例5 | 46 | 15.6 | 3.7 | 16.78 |
| 对比例1 | 28 | 10.3 | 1.9 | 12.09 |
| 对比例2 | 43 | 12.6 | 2.8 | 14.01 |
由表1实验数据可知，本发明制得自密实混凝土各项指标均具有良好的性能，18d抗压强度达到42Mpa以上，连通孔隙率达到14.8％以上，透水系数达到3.3mm/s以上，抗离析率达到16.23％以上；抗压强度与对比例2相当，其他性能均优于对比例2。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同腰间的含义和范围内的所有变化囊括在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用建筑垃圾生产自密实混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成：建筑垃圾650～680份、废钢280～300份、废瓷砖165～185份、研磨碎屑125～155份、矿渣125～155份、炉渣125～155份、池塘淤泥300～330份、沼液300～350份、胶凝材料220～250份、水335～365份。
2.根据权利要求1所述的利用建筑垃圾生产自密实混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成：建筑垃圾660～670份、废钢285～295份、废瓷砖170～180份、研磨碎屑135～145份、矿渣135～145份、炉渣135～145份、池塘淤泥310～320份、沼液310～340份、胶凝材料230～240份、水345～355份。
3.根据权利要求1所述的利用建筑垃圾生产自密实混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成：建筑垃圾665份、废钢290份、废瓷砖175份、研磨碎屑140份、矿渣140份、炉渣140份、池塘淤泥315份、沼液325份、胶凝材料235份、水350份。
4.根据权利要求1～3任一项所述的利用建筑垃圾生产自密实混凝土，其特征在于：所述建筑垃圾为废弃混凝土、废砂、废砖、丢弃水泥制品、废钢筋、废石膏和废石中的一种或一种以上。
5.根据权利要求1～3任一项所述的利用建筑垃圾生产自密实混凝土，其特征在于：所述胶凝材料为水泥和粉煤灰，且水泥和粉煤灰的质量比为1:1.5～2.5。
6.根据权利要求1～3任一项所述的利用建筑垃圾生产自密实混凝土，其特征在于：所述沼液是家禽粪便经过发酵后得到的液体。
7.一种利用建筑垃圾生产自密实混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将建筑垃圾的二分之一送入粉碎机中粉碎至粒径为2～5mm的细骨料，剩下的二分之一送入粉碎机中粉碎至粒径为6～10mm的粗骨料；
(2)将废钢、废瓷砖分别粉碎至颗粒直径为13～18mm，将研磨碎屑、矿渣和炉渣混合均匀，送入粉碎机中粉碎至过10～30目筛，然后加入粉碎好的废钢和废瓷砖，搅拌均匀得到混合物；
(3)将步骤(2)的混合物与胶凝材料混合均匀，先后加入步骤(1)的细骨料、粗骨料，干拌均匀后，加入池塘淤泥、沼液和水，搅拌均匀制成坯料，送入模具中成型，干燥后脱模，自然养护得到自密实混凝土。
8.根据权利要求7所述的利用建筑垃圾生产自密实混凝土的制备方法，其特征在于：在步骤(2)，所述搅拌的速度为150～200r/min，时间为3～5min。
9.根据权利要求7所述的利用建筑垃圾生产自密实混凝土的制备方法，其特征在于：在步骤(3)，所述干拌的时间为2～3min。
10.根据权利要求7所述的利用建筑垃圾生产自密实混凝土的制备方法，其特征在于：在步骤(3)，所述搅拌均匀的速度为250～200r/min，时间为5～7min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190222 |
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