CN109879619A - 再生骨料透水混凝土及其制备方法以及其所采用的再生骨料的强化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土制备技术领域的一种再生骨料透水混凝土及其制备方法以及其所采用的再生骨料的强化方法。再生骨料强化方法包括如下的制备步骤，再生骨料预浸泡‑第一产物表面均匀包裹料浆核壳结构。再生骨料透水混凝土包括强化再生骨料，还包括水泥、水、粉煤灰、碎石、外加剂、胶结料。本申请文件中对再生骨料进行强化处理，有效改善了再生骨料吸水率大、吸水速度快的问题;也提高了再生骨料的压碎指标和表观密度。在对再生骨料进行强化时，选用废浆料，一方面实现废弃资源得到利用，另一方面降低了经济成本。并且利用建筑垃圾再生骨料制备透水混凝土可有效解决我国目前城市内涝严重问题，对海绵城市建设具有很重要的意义。

Description

再生骨料透水混凝土及其制备方法以及其所采用的再生骨料 的强化方法

技术领域

本发明涉及混凝土制备技术领域，尤其涉及一种再生骨料透水混凝土及其制备方法以 及其所采用的再生骨料的强化方法。

背景技术

近年来，城市进入了改造时期，大量的城中村面临拆迁，一些早期的建筑面临改造重 建，很多道路重新规划，拆迁改造所产生的废旧混凝土变成建筑垃圾成为城市改造工程中 的一大负担。混凝土作为主要建筑材料被大量的消耗,天然骨料的不可再生性与建筑对骨 料巨大需求之间的矛盾日益突出。同时，建筑垃圾破碎之后生产的再生骨料红砖块较多， 导致再生骨料的压碎指标过高，吸水率偏大，不能很好的应用于再生骨料混凝土的生产中， 通过强化建筑垃圾再生骨料制备再生混凝土，可有效解决上述问题。另一方面，由于我国 城市排水系统的规划不科学，容易导致内涝产生，2010-2014年因内涝造成的直接经济损 失达1.24万亿元。2013年底，在中央城镇化工作会议上提出“在提升城市排水系统时要 优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑利用自然力量排水，建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。建筑垃圾再生骨料透水混凝土技术的产生，为这些问题找到了 解决方法。建筑垃圾骨料的强化可使其更好的应用于再生混凝土中，透水混凝土的使用也 为建筑垃圾的资源化利用提供了一条有效的途径，更重要的是找到了天然骨料的替代品， 同时由于其功能特点，可滞洪蓄雨、涵养甘霖、透水透气、降尘减噪，增加城市居住的舒 适度，它也对平衡城市生态系统，保护自然环境起着举足轻重的作用。它将是生态城市建 设发展的一个趋势和方向。

公告号为CN103242005B的中国专利公开了一种碎砖类骨料再生混凝土及其制备方法， 混凝土具体由以下组分组成，碎砖类再生骨料30-50％，细骨料20-30％，工业废渣10-20％， 水泥15-25％，水7-15％以及适量外加剂；并且所有组分用量总和为100％。在该申请文件 中碎砖类再生粗骨料含有建筑拆除物中废弃的砖块。

具体的建筑拆除物中废弃的砖块作为碎砖类再生粗料替代部分天然碎石作为粗骨料 的替代率为10-50％，细骨料为中砂，工业废渣为粉煤灰，外加剂为聚羧酸系高效塑化剂； 天然碎石即天然粗骨料为玄武岩碎石。

在上述的申请文件中提供了一种有效利用建筑废砖的碎砖类骨料再生混凝土。但是当 前再生骨料存在以下弊端：1.再生骨料吸水率大、吸水速度快，而且受基体混凝土的影响 吸水率的离散性较大。一般再生骨料的吸水率在2.5％-12％，远远高于天然骨料的吸水率。 同时，再生骨料的吸水速率也远远大于天然骨料，其中前10分钟的吸水速率最大，之后 吸水速率下降，基本趋于饱和。2.再生骨料的压碎指标比天然骨料的压碎指标高，一般再 生骨料的压碎指标在15％-25％，远远高于天然骨料的压碎指标。3.再生骨料由于其来源很 不稳定，质量不均匀，其本身的随机性和变异性较大，将导致再生混凝土的抗压强度的变 异性增加。

这些特性对再生混凝土的配合比设计和工作性产生极大的影响。强化再生骨料对于再 生混凝土强度的提高具有重要作用，对再生混凝土应用于强度要求稍高的环境具有十分重 要的现实意义。

发明内容

本发明的发明目的一在于提供一种建筑垃圾再生骨料强化方法，结合管桩和商品混凝 土生产过程中产生的废弃浆料强化建筑垃圾再生骨料，从而改善再生骨料的吸水率、压碎 指标和抗压强度。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种再生骨料强化方法，包括如 下的制备步骤，

步骤1：再生骨料预浸泡：将再生骨料置于水中浸泡至趋于饱和状态，得第一产物；

步骤2：将第一产物置于废弃浆料中并不断滚动成型，使其表面均匀包裹废弃料浆， 形成核壳强化结构，得到强化再生骨料。

实施上述技术方案，再生骨料吸水率大，吸水速度快，而且受基体混凝土的影响吸水 率的离散性较大，一般再生骨料透水混凝土吸水率在2.5-12％，远远高于天然骨料的吸水 率。同时，再生骨料的吸水速率也远远大于天然骨料，其中前10分钟吸水速率最大，之后吸水速率下降，基本趋于饱和。同时再生骨料的压碎指标比天然骨料的压碎指标高，一般再生骨料的压碎指标在15％-25％，远远高于天然骨料的压碎指标。而且再生骨料由于来源很不稳定，质量不均匀，其本身的随机性和变异性较大，将导致再生骨料透水混凝土的抗压强度和变异性增加。这些特性对再生骨料透水混凝土的配合比设计和工作性产生极大的影响。本申请文件中为强化再生骨料，首先将再生骨料置于水中浸泡，使其趋于饱和状态，骨料饱和，就能够在制备混凝土的过程中降低对拌和用水的吸附；然后将得到的第一产物置于废弃浆料中进行滚动成型，在其表面形成1—2mm的核壳强化结构，得到强化再 生骨料。当该再生骨料用于混凝土制备时吸水率低，吸水速率也不高，而且包裹有废弃浆 料的再生骨料的压碎指标和表观密度都得以提升。

本申请文件中经强化后的再生骨料，根据再生骨料强化试验得到再生骨料的吸水率为 6.0％，经过强化后吸水率降低为2.0％。且再生骨料的压碎指标为18％，经过强化后降低为 15％。

进一步，所述废弃浆料选择管桩生产废浆料和混凝土生产废浆料中的至少一种。

实施上述技术方案，在管桩生产和混凝土生产中均会产生比较多的废弃浆料，现有的 对混凝土的处理方式是利用砂石分离机进行分离后再利用，而对于管桩生产过程中产生的 浆料需要专门的机构进行处理。虽然都实现了对于废弃物的处理，但是专门的机构或者砂 石分离后再利用的处理方式，经济成本都比较高，本申请文件中将废浆料和混凝土生产中 产生的浆料加以利用，一方面增强了再生骨料的性能，另一方面节约了经济成本。

本发明的第二发明目的在于提供一种再生骨料透水混凝土，旨在提供一种再生骨料透 水混凝土，具备优良的使用性能。

本发明的第二发明目的是通过以下技术方案实现的：包括强化再生骨料，还包括水泥、 水、碎石、外加剂、胶结料。

实施上述技术方案，将经过强化的再生骨料用于混凝土的生产中，避免了再生骨料吸 水率大、强度低的的情况造成的混凝土性能变差的现象，当该再生骨料透水混凝土用于海 绵城市中使用时，一方面实现固废再利用，另一方面透水效果好。

进一步，包括如下重量份数的组分，水泥300-400份、水90-110份、碎石1000-1100份、强化再生骨料400-450份、外加剂5-10份、胶结料100-130份。

进一步，包括如下重量份数的组分，水泥300-350份、水90-100份、碎石1020-1050份、强化再生骨料400-420份、外加剂5-8份、胶结料100-120份。

实施上述技术方案，将组分选择在上述的组分范围内，水灰比配合优良，制备出来的 混凝土性能优良。

进一步，所述外加剂为聚羧酸高性能减水剂。

实施上述技术方案，聚羧酸减水剂具有良好的减水效果，但是实际中受到原材料波动 影响较大，本申请文件中配合上述的组分含量及材料的性能，高性能聚羧酸发挥了比较大 的作用。且聚羧酸高性能减水剂本身与各种水泥的相容性好，混凝土的坍落度保持性能好， 延长混凝土的施工时间。且在使用时掺量低，减水率高，收缩小，能够大幅度的提高混凝 土的早期、后期强度，且选择聚羧酸高性能减水剂氯离子含量低、碱含量低、有利于混凝 土的耐久性。

进一步，所述胶结料为硅灰、粉煤灰及粒化高炉矿渣粉的混合料。

实施上述技术方案，硅灰等掺合料组成的胶结料可填充水泥颗粒同粗骨料之间的间隙， 改善混凝土的工作性能，同时在不增加水泥用量的前提下，提高混凝土的浆集比，显著提 高透水混凝土的抗压、抗折及耐久性。

本发明的第三发明目的在于提供一种再生骨料透水混凝土的制备工艺，制备方法简单， 制备的混凝土各组分分布均一。

本发明的第三发明目的是通过以下技术方案实现的：包括如下步骤，

步骤1：将水泥、强化再生骨料、碎石混合搅拌，加入一半用量的水，搅拌30-35S后，得第一混合物；

步骤2：向第一混合物中加入胶结料、外加剂，搅拌60-70S，得第二混合物；

步骤3：向第二混合物中加入剩余的水，搅拌120-140s出料。

实施上述技术方案，通过以上步骤即可完成本申请文件的混凝土的制备。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

一、本申请文件中对再生骨料进行强化处理，有效改善了再生骨料吸水率大、吸水速 度快的问题；也提高了再生骨料的压碎指标和表观密度；

二、在对再生骨料进行强化时，选用的管桩生产产生的废浆料及混凝土生产中产生的 废浆料，一方面实现废弃资源得到利用，另一方面降低了经济成本；

三、将强化后的再生骨料用于混凝土的生产使用，克服了再生骨料使用中的局限性， 生成的再生骨料透水混凝土性能优良。

具体实施方式

实施例1

再生骨料透水混凝土包括320kg水泥、100kg水、1100kg碎石、400kg强化再生骨料、6.88kg外加剂、110kg胶结料。

再生骨料透水混凝土的制备工艺：

步骤1：将水泥、强化再生骨料、碎石混合搅拌，加入40kg水，搅拌30-35S后，得 第一混合物；

步骤2：向第一混合物中加入胶结料、外加剂，搅拌60S，得第二混合物；

步骤3：向第二混合物中加入剩余的水，搅拌120s出料。

强化再生骨料的强化方法包括以下的步骤：

S1：再生骨料预浸泡：将再生骨料置于水中浸泡至趋于饱和状态，得第一产物；本申 请文件中的浸泡时间选择为10min；

S2：将第一产物置于废弃浆料中并不断滚动成型，使再生骨料表面均匀包裹厚度为1 —2mm左右的料浆核壳结构，待其表面料浆凝结后，加入至搅拌机中使用即可。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于混凝土组分的不同及制备过程中参数的不同。

再生骨料透水混凝土包括350kg水泥、90kg水、1060kg碎石、400kg强化再生骨料、7.20kg外加剂、100kg胶结料。

再生骨料透水混凝土的制备工艺：

步骤1：将水泥、强化再生骨料、碎石混合搅拌，加入45kg水，搅拌30S后，得第 一混合物；

步骤2：向第一混合物中加入胶结料、外加剂，搅拌60S，得第二混合物；

步骤3：向第二混合物中加入剩余的水，搅拌120s出料。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于混凝土组分的不同及制备过程中参数的不同。

再生骨料透水混凝土包括300kg水泥、90kg水、1050kg碎石、433kg强化再生骨料、6.88kg外加剂、130kg胶结料。

再生骨料透水混凝土的制备工艺：

步骤1：将水泥、强化再生骨料、碎石混合搅拌，加入45kg水，搅拌32S后，得第 一混合物；

步骤2：向第一混合物中加入胶结料、外加剂，搅拌65S，得第二混合物；

步骤3：向第二混合物中加入剩余的水，搅拌130s出料。

实施例4

实施例4与实施例1的区别在于混凝土组分的不同及制备过程中参数的不同。

再生骨料透水混凝土包括320kg水泥、110kg水、1020kg碎石、450kg强化再生骨料、7.04kg外加剂、120kg胶结料。

再生骨料透水混凝土的制备工艺：

步骤1：将水泥、强化再生骨料、碎石混合搅拌，加入55kg水，搅拌32S后，得第 一混合物；

步骤2：向第一混合物中加入胶结料、外加剂，搅拌65S，得第二混合物；

步骤3：向第二混合物中加入剩余的水，搅拌130s出料。

实施例5

实施例5与实施例1的区别在于混凝土组分的不同及制备过程中参数的不同。

再生骨料透水混凝土包括330kg水泥、100kg水、1000kg碎石、400kg强化再生骨料、7.04kg外加剂、110kg胶结料。

再生骨料透水混凝土的制备工艺：

步骤1：将水泥、强化再生骨料、碎石混合搅拌，加入40kg水，搅拌35S后，得第 一混合物；

步骤2：向第一混合物中加入胶结料、外加剂，搅拌70S，得第二混合物；

步骤3：向第二混合物中加入剩余的水，搅拌140s出料。

实施例6

实施例6与实施例1的区别在于混凝土组分的不同及制备过程中参数的不同。

再生骨料透水混凝土包括340kg水泥、110kg水、1050kg碎石、420kg强化再生骨料、7.36kg外加剂、120kg胶结料。

再生骨料透水混凝土的制备工艺：

步骤1：将水泥、强化再生骨料、碎石混合搅拌，加入55kg水，搅拌35S后，得第 一混合物；

步骤2：向第一混合物中加入胶结料、外加剂，搅拌70S，得第二混合物；

步骤3：向第二混合物中加入剩余的水，搅拌140s出料。

实施例1-实施例6的具体组分参见表1，对比例1见表2。

表1实施例1-6的具体组分

组分/kg	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							水泥	320	350	300	320	330	340
水	100	90	90	110	100	110
							碎石	1100	1060	1050	1020	1000	1050
强化再生骨料	400	400	433	450	400	420
							外加剂	6.88	7.20	6.88	7.04	7.04	7.36
胶结料	110	100	130	120	110	120

对比例1与实施例1的区别在于组分中的再生骨料选择不经强化的再生骨料，其他均 与实施例1保持一致。

表2对比例1的具体组分

组分/kg	对比例1
		水泥	320
水	100
		碎石	1100
再生骨料	400
		外加剂	6.88
胶结料	110

实验检测

1、根据GB/T 50080-2016对抗压强度、抗拉强度和透水系数进行检测

表3实施例1-6的抗压强度和抗拉强度结果

表4对比例1的抗压强度和抗拉强度结果

通过对比以上试验的抗压强度，发现使用经过强化的再生骨料制备的再生骨料透水混 凝土强度提升明显，再生骨料替代量为28.5％时强度最高，胶结料为30kg时强度最高。

2、透水系数检测结果

表5实施例1-6的透水系数检测结果

检测项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							透水系数/mm/s	0.84	0.92	1.04	0.96	1.16	0.93

表6对比例1的透水系数检测结果

检测项目	对比例1
		透水系数/mm/s	0.79

对比实施例1与对比例1的实验结果，能够得出经过强化后的再生骨料制备的再生骨 料透水混凝土的透水性能也增强。则本领域技术人员能够合理的得出，经过强化后的再生 骨料能够改善再生骨料透水混凝土的透水性能。

本申请文件中的管桩生产废浆料和混凝土生产的废浆料均是来源于本公司在管桩离 心后产生的废浆料，混凝土废浆料来源于本公司混凝土生产过程中罐车上的残余和搅拌机 内的残余的收集。

且本申请文件中的外加剂选择聚羧酸高性能减水剂。

胶结剂为硅灰、粉煤灰及粒化高炉矿渣粉的混合料。

且本申请文件中所选用的再生骨料来源于建筑垃圾。

Claims (8)

1.一种再生骨料强化方法，其特征在于，包括如下的制备步骤，

S1：再生骨料预浸泡：将再生骨料置于水中浸泡至趋于饱和状态，得第一产物；

S2：将第一产物置于废弃浆料中并不断滚动成型，使再生骨料表面均匀包裹厚度为1—2mm左右的料浆核壳结构，待核壳凝结后得到强化再生骨料。

2.根据权利要求1所述的再生骨料的强化方法，其特征在于，所述废弃浆料选择管桩生产废浆料和混凝土生产废浆料中的至少一种。

3.一种再生骨料透水混凝土，其特征在于，包括权利要求1-2任一项所述的强化再生骨料，还包括水泥、水、碎石、外加剂、胶结料。

4.根据权利要求3所述的再生骨料透水混凝土，其特征在于，包括如下重量份数的组分，水泥300-400份、水90-110份、碎石1000-1100份、强化再生骨料400-450份、外加剂5-10份、胶结料100-130份。

5.根据权利要求4所述的再生骨料透水混凝土，其特征在于，包括如下重量份数的组分，水泥300-350份、水90-100份、碎石1020-1050份、强化再生骨料400-420份、外加剂5-8份、胶结料100-120份。

6.根据权利要求5所述的再生骨料透水混凝土，其特征在于，所述外加剂为聚羧酸高性能减水剂。

7.根据权利要求5所述的再生骨料透水混凝土，其特征在于，所述胶结料为硅灰、粉煤灰及粒化高炉矿渣粉的混合料。

8.一种如权利要求3-7任一项所述的再生骨料透水混凝土的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将水泥、强化再生骨料、碎石混合搅拌，加入一半用量的水，搅拌30-35S后，得第一混合物；

步骤2：向第一混合物中加入胶结料、外加剂，搅拌60-70S，得第二混合物；

步骤3：向第二混合物中加入剩余的水，搅拌120-140s出料。