CN111620622A - 绿色聚合物混凝土再生砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种绿色聚合物混凝土再生砖及其制备方法，所述一种绿色聚合物混凝土再生砖包括如下质量份数比的原料：余泥渣土200‑400份、矿渣粉100‑150份、水泥50‑200份、水玻璃200‑280份、氢氧化钠100‑140份、再生细骨料200‑400份、再生粗骨料400‑600份、水160‑220份、外加剂10‑30份。本发明实施例通过将工程建设产生的余泥渣土和工业废弃物矿渣粉直接用于生产绿色聚合物混凝土再生砖，不仅可以直接利用余泥渣土和再生粗、细骨料等建筑垃圾，降低生产成本，还使工业废弃物矿渣粉得到利用，解决建筑垃圾围城现象，具有良好的环境效益、经济效益和社会效益。

Description

绿色聚合物混凝土再生砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及，本发明涉及一种绿色聚合物混凝土再生砖及其制备方法。
背景技术
“余泥渣土”是指建设单位、施工单位新建、改建、扩建和拆除各类建筑物、构筑物、道路、管网等以及居民装饰装修房屋过程中产生的弃土、弃料以及其他废弃物。随着城市的大规模建设，高楼大厦、轨道交通等的建筑工程项目急剧增多，产生的余泥渣土也大大增加。废弃的余泥渣土严重影响了周边的环境，引发大气污染、水体污染、影响市容等问题。我国目前采取主要措施有场地回填、堆山造景、地基填料利用余泥渣土，上述利用方式不仅占用大量土地，而且利用率和附加值低。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述余泥渣土占地大、利用率和附加值低的问题，将余泥渣土和再生粗骨料、再生细骨料、矿渣粉等废弃物相结合，提供一种绿色聚合物混凝土再生砖及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种绿色聚合物混凝土再生砖，包括如下质量份数比的原料：余泥渣土200-400份、矿渣粉100-150份、水泥50-200份、水玻璃200-280份、氢氧化钠100-140份、再生细骨料200-400份、再生粗骨料400-600份、水160-220份、外加剂10-30份。
优选地，所述余泥渣土的含砂量25％-60％。
优选地，所述矿渣粉的密度不小于2.8g/m3，28天活性指数不小于95％，内照射指数和外照射指数均不大于1.0。
优选地，所述水玻璃的波美度30-50，模数2.4-3.3。
优选地，所述氢氧化钠的纯度不小于95％。
优选地，所述水泥为普通硅酸盐水泥；
所述再生粗骨料是由建(构)筑物中的混凝土、砂浆、石、砖瓦等加工而成，粒径大于4.75mm的颗粒。
所述再生细骨料是由建(构)筑物中的混凝土、砂浆、石、砖瓦等加工而成，粒径不大于4.75mm的颗粒。
优选地，所述外加剂为聚羧酸系减水剂。
本发明还提供一种如上所述的绿色聚合物混凝土再生砖的制备方法，包括如下步骤：
A、将余泥渣土200-400份、水50-150份、水玻璃200-280份、氢氧化钠100-140份相混合，在转速为200r/min-300r/min的搅拌器中搅拌成渣土浆；
B、将如下质量份数比的原料：渣土浆550-970份、矿渣粉100-150份、水泥50-200份、再生细骨料200-400份、再生粗骨料400-600份、水10-170份、外加剂10-30份，加入混凝土搅拌机混合搅拌；
C、将搅拌完成的原料置于成型模具中常温固化成型，得到绿色聚合物混凝土再生砖。
优选地，所述C包括：
C1、在成型模具底部铺上离型膜或硅胶模，并将搅拌完成的原料均匀布放在所述硅胶模上，施加压力振动成型；
C2、在所述成型模具中的原料表面覆上硅胶模，并将所述成型模具置于室内成型；
C3、脱去覆膜得到砖坯，并将所述砖坯置于温度为10-30℃、湿度70-100％的室内存放，并在1天-14天后将所述砖坯从室内取出获得绿色聚合物混凝土再生砖。
优选地，所述C3还包括：
C31、对脱去覆膜的砖坯进行刮底、定厚和抛光处理。
本发明的绿色聚合物混凝土再生砖及其制备方法，通过将工程建设产生的余泥渣土、再生粗骨料、再生细骨料和工业废弃物矿渣粉直接用于生产绿色聚合物混凝土再生砖，可以降低生产成本，解决余泥渣土利用方式占地大，利用率和附加值低的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的绿色聚合物混凝土再生砖的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种绿色聚合物混凝土再生砖，该绿色聚合物混凝土再生砖包括如下质量份数比的原料：包括如下质量份数比的原料：余泥渣土200-400份、矿渣粉100-150份、水泥50-200份、水玻璃200-280份、氢氧化钠100-140份、再生细骨料200-400份、再生粗骨料400-600份、水160-220份、外加剂10-30份。在实际应用中，还可在上述原料中掺加粉煤灰，但最终产品的性能稍有差异。
上述绿色聚合物混凝土再生砖，利用水泥和矿渣粉实现无机骨料与余泥渣土的胶结，具体地，余泥渣土、水、水玻璃、氢氧化钠混合形成的渣土浆中的水则可被再生粗、细骨料吸收，剩下的渣土浆则覆盖在再生粗、细骨料表面，形成一层薄的包裹层——渣土浆层，一部分水泥和水反应后再次覆盖在再生粗、细骨料表面，形成第二包裹层——水泥浆层，渣土浆和未反应的水泥充分搅拌后以混合浆体的形式，再次覆盖在再生粗、细骨料表面，形成第三包裹层——水泥渣土浆包裹层，上述三个包裹层形成了密实的渣土—水泥基结构连结形式，渣土浆的微基料填充效应改善了界面过渡区，从而使强度得到改善。
上述绿色聚合物混凝土再生砖中，由于余泥渣土以微基料形式填充于各个骨料之间，再生粗、细骨料分布均匀，界面过渡区没有缝隙，水泥基中没有大体积的孔洞，结构密实；微观结构中含有较多由细小针状物密集堆积而成的网状C-S-H物质，该物质在被其他产物紧紧的包裹在中间，形成微观结构连结非常紧密的包裹式网状结构，结构变得更加密实。作为碱激发剂的水玻璃和氢氧化钠，复合使用时可加速凝胶相的形成，具有的高碱性环境加快了原材料中相关组分的溶出，更加快了聚合体的形成，内部致密的结构保证了良好的力学性能。
如图1所示，是本发明实施例提供的如上所述的绿色聚合物混凝土再生砖的制备方法，包括如下步骤：
步骤S11：将余泥渣土、水、水玻璃、氢氧化钠混合，在转速为200r/min-300r/min的搅拌器中搅拌成渣土浆。该步骤中，余泥渣土为200-400份(质量份数，下同)，水为50-150份，水玻璃为200-280份、氢氧化钠为100-140份。
具体地，本实施例中的余泥渣土的含砂量25％-60％，可来自新建、改建、扩建和拆除各类建筑物、构筑物、道路、管网等以及居民装饰装修房屋过程中产生的弃土、弃料以及其他废弃物。并且，上述余泥渣土可由多个来源的弃土、弃料以及其他废弃物调配后得到。该步骤中的水包括以下材料中的一种或多种：自来水、再生水等。
步骤S12：将步骤S11中制备获得的渣土浆与矿渣粉、水泥、再生细骨料、再生粗骨料、水、外加剂加入混凝土搅拌机混合搅拌。在该步骤中，渣土浆550-970份、矿渣粉100-150份、水泥50-200份、再生细骨料200-400份、再生粗骨料400-600份、水10-170份、外加剂10-30份。
该步骤中采用的矿渣粉的密度不小于2.8g/m3，28天活性指数不小于95％，内照射指数和外照射指数均不大于1.0；水玻璃的波美度30-50，模数2.4-3.3；氢氧化钠含量不少于95％；水泥为普通硅酸盐水泥，28天抗压强度值为48.7MPa；外加剂为聚羧酸系减水剂，减水率为30％。
在该步骤中，搅拌机的搅拌速度为40r/min-80r/min，搅拌时间为40s-180s。
步骤S13：将搅拌完成的原料置于成型模具中常温固化成型，得到绿色聚合物混凝土再生砖。
具体地，在该步骤中，在搅拌完成的原料倒入成型模具之前，需在成型模具底部铺上离型膜或硅胶模，并将搅拌完成的原料均匀布放在离型膜或硅胶模上，施加压力振动成型；然后，在振动成型的原料表面覆上硅胶模，并将成型模具连同原料一起置于室内成型；最后脱去覆膜(即硅胶模)得到砖坯，并将砖坯置于温度为10-30℃、湿度70-100％的室内存放，在1天-14天后将砖坯从室内取出获得绿色聚合物混凝土再生砖。
此外，在上述步骤S13中，还可对脱去覆膜的砖坯进行刮底、定厚和抛光处理，以保证绿色聚合物混凝土再生砖整体美观。
下面通过具体实施例进行详细说明。
实施例1
按照如下重量份配比准备绿色聚合物混凝土再生砖原料(×10kg)：余泥渣土300份、矿渣粉100份、水泥100份、水玻璃200份、氢氧化钠100份、再生细骨料350份、再生粗骨料500份、水200份、外加剂20份。
将余泥渣土300份、水100份、水玻璃200份、氢氧化钠100份相混合，在转速为240r/min的搅拌器中搅拌成渣土浆。把再生粗骨料500份、再生细骨料350份、水泥100份、矿渣粉100份、渣土浆700份、水100份依次加入混凝土搅拌机混合均匀，其中，搅拌器中少量沾在容器中的泥浆可用水清理干净后倒入搅拌机。搅拌机的搅拌速度为60r/min，搅拌时间为60s。在成型模具底部铺上特定图案的硅胶膜，接着将上述搅拌后的混合料均匀布放在硅胶膜上，浇筑完毕后再在表面覆上一张0.1毫米厚聚丙烯离型膜，在压机中经抽真空按压力40kgf/cm2条件下压制50秒即得砖坯，在20±2℃温度和不小于95％湿度的养护室内养护3天，固化成型后再取出脱去覆膜，进行刮底、定厚和抛光处理得成品绿色聚合物混凝土再生砖。检测标准参照《装饰混凝土砖》(GB/T24493-2009)的测定其质量性能参数，测定结果如表1所示。
实施例2
按照如下重量份配比准备绿色聚合物混凝土再生砖原料(×10kg)：余泥渣土250份、矿渣粉130份、水泥80份、水玻璃200份、氢氧化钠100份、再生细骨料380份、再生粗骨料540份、水185份、外加剂17份。
将余泥渣土250份、水90份、水玻璃200份、氢氧化钠100份相混合，在转速为240r/min的搅拌器中搅拌成渣土浆。把再生粗骨料540份、再生细骨料380份、水泥130份、矿渣粉130份、渣土浆640份、水95份依次加入混凝土搅拌机混合均匀，其中，搅拌器中少量沾在容器中的泥浆用水清理干净后倒入搅拌机。搅拌机的搅拌速度为60r/min，搅拌时间为80s。在成型模具底部铺上特定图案的硅胶膜，接着将上述混合料均匀布放在硅胶膜上，浇筑完毕后再在表面覆上一张0.1毫米厚聚丙烯离型膜，在压机中经抽真空按压力40kgf/cm2条件下压制50秒即得砖坯，在20±2℃温度和不小于95％湿度的养护室内养护5天，固化成型后再取出脱去覆膜，进行刮底、定厚和抛光处理得成品绿色聚合物混凝土再生砖。检测标准参照《装饰混凝土砖》(GB/T24493-2009)的测定其质量性能参数，测定结果如表1所示。
实施例3
按照如下重量份配比准备绿色聚合物混凝土再生砖原料(×10kg)：余泥渣土200份、矿渣粉150份、水泥65份、水玻璃200份、氢氧化钠100份、再生细骨料405份、再生粗骨料590份、水175份、外加剂15份。
将余泥渣土200份、水80份、水玻璃200份、氢氧化钠100份相混合，在转速为240r/min的搅拌器中搅拌成渣土浆。把再生粗骨料590份、再生细骨料405份、水泥110份、矿渣粉150份、渣土浆580份、水90份依次加入混凝土搅拌机混合均匀，其中，搅拌器中少量沾在容器中的泥浆用水清理干净后倒入搅拌机。搅拌机的搅拌速度为60r/min，搅拌时间为120s。在成型模具底部铺上特定图案的硅胶膜，接着将上述混合料均匀布放在硅胶膜上，浇筑完毕后再在表面覆上一张0.1毫米厚聚丙烯离型膜，在压机中经抽真空按压力40kgf/cm2条件下压制50秒即得再生砖坯，在20±2℃温度和不小于95％湿度的养护室内养护7天，固化成型后再取出脱去覆膜，进行刮底、定厚和抛光处理得成品绿色聚合物混凝土再生砖。检测标准参照《装饰混凝土砖》(GB/T24493-2009)的测定其质量性能参数，测定结果如表1所示。
表1.产品检测结果
Figure BDA0002489905270000061
Figure BDA0002489905270000071
注：上述试件的养护时间均为28天，拆模后立即放入养护室，28天龄期前1天将试件从养护室取出，完全干燥后对上述指标进行检测。
根据表1的检测结果表明：本发明的绿色聚合物混凝土再生砖的性能指标完全满足《装饰混凝土砖》(GB/T 24493—2009)要求。并且本发明的绿色聚合物混凝土再生砖，抗压强度高，余泥渣土掺量在200-300份的情况，完全满足MU15强度等级要求。此外，相对含水率指标处于29-32％，完全符合年平均相对湿度50-100％的地区。
本发明的绿色聚合物混凝土再生砖所使用的余泥渣土，为现代城市所困扰的建筑废弃物，其价格低廉甚至是免费，且具有来源广泛、生产成本低、绿色环保、可循环利用等显著优点。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种绿色聚合物混凝土再生砖，其特征在于，包括如下质量份数比的原料：余泥渣土200-400份、矿渣粉100-150份、水泥50-200份、水玻璃200-280份、氢氧化钠100-140份、再生细骨料200-400份、再生粗骨料400-600份、水160-220份、外加剂10-30份。
2.根据权利要求1所述的绿色聚合物混凝土再生砖，其特征在于，所述余泥渣土的含砂量25％-60％。
3.根据权利要求1所述的绿色聚合物混凝土再生砖，其特征在于，所述矿渣粉的密度不小于2.8g/m3，28天活性指数不小于95％，内照射指数和外照射指数均不大于1.0。
4.根据权利要求1所述的绿色聚合物混凝土再生砖，其特征在于，所述水玻璃的波美度30-50，模数2.4-3.3。
5.根据权利要求1所述的绿色聚合物混凝土再生砖，其特征在于，所述氢氧化钠的纯度不小于95％。
6.根据权利要求1所述的绿色聚合物混凝土再生砖，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥；
所述再生粗骨料是由建筑物中的混凝土、砂浆、石、砖瓦等加工而成，粒径大于4.75mm的颗粒。
所述再生细骨料是由建筑物中的混凝土、砂浆、石、砖瓦等加工而成，粒径不大于4.75mm的颗粒。
7.根据权利要求6所述的绿色聚合物混凝土再生砖，其特征在于，所述外加剂为聚羧酸系减水剂。
8.一种如权利要求1-7中任一所述的绿色聚合物混凝土再生砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、将余泥渣土200-400份、水50-150份、水玻璃200-280份、氢氧化钠100-140份相混合，在转速为200r/min-300r/min的搅拌器中搅拌成渣土浆；
B、将如下质量份数比的原料：渣土浆550-970份、矿渣粉100-150份、水泥50-200份、再生细骨料200-400份、再生粗骨料400-600份、水10-170份、外加剂10-30份，加入混凝土搅拌机混合搅拌；
C、将搅拌完成的原料置于成型模具中常温固化成型，得到绿色聚合物混凝土再生砖。
9.根据权利要求8所述的绿色聚合物混凝土再生砖的制备方法，其特征在于，所述C包括：
C1、在成型模具底部铺上离型膜或硅胶模，并将搅拌完成的原料均匀布放在所述离型膜或硅胶模上，施加压力振动成型；
C2、在所述成型模具中的原料表面覆上硅胶模，并将所述成型模具置于室内成型；
C3、脱去覆膜得到砖坯，并将所述砖坯置于温度为10-30℃、湿度70-100％的室内存放，并在1天-14天后将所述砖坯从室内取出获得绿色聚合物混凝土再生砖。
10.根据权利要求9所述的绿色聚合物混凝土再生砖的制备方法，其特征在于，所述C3还包括：
C31、对脱去覆膜的砖坯进行刮底、定厚和抛光处理。
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