CN112028565A - 一种再生粗骨料海水海砂混凝土及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种再生粗骨料海水海砂混凝土及其制备方法和应用,包括一定配比的水泥、天然粗骨料、海砂、再生粗骨料、海水、粉煤灰、硅灰、附加水、减水剂制成,通过在采用一定配比的粉煤灰和粉煤灰作为矿物掺合料,替代部分水泥,可以提高再生粗骨料混凝土的耐久性和抗压、抗折强度,采用再生粗骨料代替部分天然粗骨料,可充分回收利用建筑废料,并且,本发明的制备方法简单易操作,所制备的再生粗骨料海水海砂混凝土耐久性和力学性能都得到了提高,可很好地应用于建筑工程中。

Description

一种再生粗骨料海水海砂混凝土及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域,更具体地,涉及一种再生粗骨料海水海砂混凝土及其制备方法和应用。
背景技术
随着我国海岛建设推进,大量原有旧建筑物被拆毁,产生大量建筑废料。利用建筑废料粉碎后的粗集料作为再生粗骨料,代替部分天然骨料,制备再生粗骨料混凝土,可以充分的回收利用资源。
中国专利CN110194621A公开了一种高强度海水海砂再生混凝土,由一定配比的水泥、再生粗骨料、海砂、海水、附加水和减水剂制得,将废弃混凝土块破碎、清洗、分级后,再按一定的比例和集配混合形成再生骨料,部分或全部代替天然砂石骨料配制成新的混凝土。然而,直接利用建筑废料作为再生骨料制备的混凝土,其力学性能和耐久性较差,以致在实际应用中受到限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有利用再生骨料制备海水海砂混凝土,存在力学性能和耐久性较差的缺陷和不足,提供一种再生粗骨料海水海砂混凝土,通过加入一定量的粉煤灰和硅灰,调整混凝土的各组分的配比,制得力学性能提高,耐久性良好的再生粗骨料海水海砂混凝土。
本发明的另一目的是提供一种再生粗骨料海水海砂混凝土的制备方法。
本发明的又一目的是提供一种再生粗骨料海水海砂混凝土的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现:
一种再生粗骨料海水海砂混凝土,包括质量比为1:2.03~3.94:1.82~2.12:1.04~2.41:0.46~0.53:0.11~0.27:0.03~0.07:0.01~0.05:0.01~0.02的水泥、天然粗骨料、海砂、再生粗骨料、海水、粉煤灰、硅灰、附加水、减水剂制成。
本发明采用一定配比的粉煤灰和硅灰作为矿物掺合料,替代部分水泥,粉煤灰和硅灰能够填充水泥颗粒间的孔隙,同时与水化产物生成凝胶体,与水泥中的碱性材料氧化镁反应生成凝胶体,使得混凝土内部在养护期内能够充分地进行水化反应,再进一步调整混凝土其他组分的配比,从而提高硬化后混凝土的性能,对耐久性有明显的改善作用,同时,粉煤灰和硅灰能填充于水泥和集料孔隙中,减小混凝土的孔隙率,使混凝土内部更加密实,提高混凝土的抗折性能。
优选地,包括质量比为1:2.18~3.07:1.83~2.08:1.04~2.38:0.46~0.53:0.11~0.26:0.03~0.05:0.02~0.05:0.01~0.02的水泥、天然粗骨料、海砂、再生粗骨料、海水、粉煤灰、硅灰、附加水、减水剂制成。
优选地,所述再生粗骨料为连续级配的再生骨料,粒径为5~31.5mm。
优选地,所述天然粗骨料为连续级配的天然骨料,粒径为5~31.5mm。
优选地,所述海砂为连续级配的海砂,连续粒径为1~5mm。
优选地,所述再生粗骨料为废弃混凝土块破碎、清洗、分级后制得的粗集料。
优选地,所述再生粗骨料在制备混凝土前需冲洗晒干。
优选地,所述天然粗骨料为岩石和/或卵石。
优选地,所述减水剂为QL-5型高效减水剂。
本发明保护上述再生粗骨料海水海砂混凝土的制备方法,包括如下步骤:
将水泥、粉煤灰、硅灰、海水、减水剂和附加水混合均匀得到混合物;将再生粗骨料、天然粗骨料、海砂加入到混合物中混合均匀,制得再生粗骨料海水海砂混凝土。
优选地,所述的制备方法还包括将再生粗骨料海水海砂混凝土倒入模具中,养护成型。
具体地,倒入模具后,还包括在模具四周浇水,用塑料薄膜覆盖其表面,养护期间继续浇水,直到养护成型。
本发明还保护上述的再生粗骨料海水海砂混凝土在建筑工程中的应用。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明提供的再生粗骨料海水海砂混凝土,通过在采用一定配比的粉煤灰和粉煤灰替代部分水泥,再调整混凝土其他组分的配比,从而提高再生粗骨料混凝土的耐久性、抗压强度和抗折强度,采用再生粗骨料代替部分天然粗骨料,可充分回收利用建筑废料,并且,本发明的制备方法简单易操作,所制备的再生粗骨料海水海砂混凝土耐久性和力学性能都得到了提高,可更好的应用于建筑工程中。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明,但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明,本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
实施例和对比例中使用的材料:
水泥:牌号为普通硅酸盐42.5R水泥,购买于广州石井水泥公司。
粉煤灰:牌号为I级粉煤灰,购买于蓝科净水材料厂。
硅灰:又称为微硅粉,购买于成都阳天科技有限公司。
天然粗骨料:购买于广州华记建筑材料有限公司。
再生粗骨料:购买于广东基础新世纪环保资源科技有限公司,进行制备混凝土前冲洗晒干。
海砂:取自福建沿海海砂,进行制备前需除杂和晒干。
海水:取自深圳大梅沙。
减水剂:QL-5型高效减水剂,购买于江门市强力建筑科技有限公司。
附加水:取自深圳大梅湾。
实施例1
一种再生粗骨料海水海砂混凝土,包括质量比为1:2.72:1.83:1.04:0.46:0.11:0.03:0.02:0.02的水泥、天然粗骨料(粒径为5~10mm)、海砂(粒径为1~5mm)、再生粗骨料(粒径为5~10mm)、海水、粉煤灰、硅灰、附加水、减水剂制成。
上述再生粗骨料海水海砂混凝土的制备方法,包括如下步骤:
将试模清理干净,在其内壁涂上一薄层机油,方便拆模;将搅拌机洗干净并浸润;进行涮膛,向搅拌机加入与混凝土配比相同的水胶比的水泥净浆进行试拌,按材料质量比加入水泥、硅灰、粉煤灰、海水、附加水、外加剂均匀搅拌2min;将均匀搅拌好的水泥净浆,从搅拌机卸出;向搅拌机按比例加入水泥,硅灰,粉煤灰,海水,附加水,外加剂均匀搅拌2min,使其表面成饱和面干状态;向搅拌机按比例加入再生骨料、天然骨料和海砂,均匀搅拌2min;将均匀搅拌好的再生混凝土,从搅拌机卸出;将卸出得再生粗骨料海水海砂混凝土。
实施例2
一种再生粗骨料海水海砂混凝土,包括质量比为1:3.07:2.07:1.18:0.52:0.26:0.04:0.03:0.02的水泥、天然粗骨料(粒径为5~15mm)、海砂(粒径为1~5mm)、再生粗骨料(粒径为5~15mm)制成。
上述再生粗骨料海水海砂混凝土的制备方法与实施例1相同,区别在于组分的替换。
实施例3
一种再生粗骨料海水海砂混凝土,包括质量比为1:2.18:1.96:2.23:0.49:0.19:0.05:0.05:0.02的水泥、天然粗骨料(粒径为5~20mm)、海砂(粒径为1~5mm)、再生粗骨料(粒径为5~20mm)、海水、粉煤灰、硅灰、附加水、减水剂制成。
上述再生粗骨料海水海砂混凝土的制备方法与实施例1相同,区别在于组分的替换。
实施例4
一种再生粗骨料海水海砂混凝土,包括质量比为1:2.32:2.08:2.38:0.53:0.26:0.05:0.05:0.02的水泥、天然粗骨料(粒径为5~25mm)、海砂(粒径为1~5mm)、再生粗骨料(粒径为5~25mm)、海水、粉煤灰、硅灰、附加水、减水剂制成。
上述再生粗骨料海水海砂混凝土的制备方法与实施例1相同,区别在于组分的替换。
实施例5
一种再生粗骨料海水海砂混凝土,包括质量比为1:2.03:1.82:2.41:0.46:0.11:0.07:0.05:0.02的水泥、天然粗骨料(粒径为5~31.5mm)、海砂(粒径为1~5mm)、再生粗骨料(粒径为5~31.5mm)、海水、粉煤灰、硅灰、附加水、减水剂制成。
上述再生粗骨料海水海砂混凝土的制备方法与实施例1相同,区别在于组分的替换。
对比例1
一种再生粗骨料海水海砂混凝土的组分及其质量比、制备方法与实施例1相同,区别在于,不含有粉煤灰。
对比例2
一种再生粗骨料海水海砂混凝土的组分及其质量比、制备方法与实施例1相同,区别在于,不含有硅灰。
对比例3
一种再生粗骨料海水海砂混凝土的组分及其质量比、制备方法与实施例1相同,区别在于,不含粉煤灰和硅灰。
对比例4
一种再生粗骨料海水海砂混凝土的组分及其质量比、制备方法与实施例1相同,区别在于,增加粉煤灰和硅灰的用量,质量比替换为1:3.15:2.12:1.21:0.53:0.32:0.10:0.03:0.02。
对比例5
一种再生粗骨料海水海砂混凝土的组分及其质量比、制备方法与实施例1相同,区别在于,减少粉煤灰和硅灰的用量,质量比替换为1:3.15:2.12:1.21:0.53:0.05:0.01:0.03:0.02。
对比例6
一种再生粗骨料海水海砂混凝土的组分及其质量比、制备方法与实施例1相同,区别在于,将质量比替换为1:2:1:1:0.3:0.1:0.01:0.01:0.012。
对比例7
一种再生粗骨料海水海砂混凝土的组分及其质量比、制备方法与实施例1相同,区别在于,将质量比替换为1:3:4:1:4:0.5:0.5:0.01:0.012。
性能测试
1、测试方法
将实施例和对比例制得的混凝土入模;将装有再生混凝土的模具,使用插入式振捣,应注意快插慢拔,缓慢移动,按顺时针或逆时针进行,做到均匀振实;振捣成型后将试件静置于室内环境中自然养护,模具四周浇水,并用不透水的塑料薄膜覆盖其表面;静置24小时后拆模,并将试件继续静置于室内环境中自然养护,养护期间每天不少于两次给试件浇水,保持其表面湿润;养护7天后,将试件取出,静置1天备用。
(1)抗压强度测试:CO88PN100/AZ/0001型压力机,G/B加载速率为0.5MPa/s。
(2)抗折强度测试:电液伺服疲劳试验机,G/B加载速率为0.5MPa/s。
(3)耐久性浸泡测试:模拟海洋浸泡大型耐久性试验系统,加速腐蚀温度为40℃。
2、测试结果
表1实施例和对比例的混凝土试件性能测试结果
序号 抗压强度(MPa) 抗折强度(MPa) 耐久性能
实施例1 49.7 4.32
实施例2 48.8 4.14 良好
实施例3 48.8 4.08 良好
实施例4 49.0 4.25 较好
实施例5 47.3 4.02 良好
对比例1 39.4 3.62 合格
对比例2 37.6 3.51 合格
对比例3 35.6 3.45
对比例4 41.2 3.92 合格
对比例5 32.3 3.23
对比例6 32.3 3.01
对比例7 29.6 2.68
由表1结果可知,实施例1~6制得的再生粗骨料海水海砂混凝土的抗压强度和抗折强度相对于对比例3没有添加粉煤灰和硅灰的混凝土有一定的提高,并且在耐久性上也有一定程度的提高,对比例1仅添加了硅灰,对比例2添加了粉煤灰,单掺粉煤灰,可能使混凝土的早期强度和极限拉伸值过低,使混凝土无法承受早期的温度应力和干缩应力而导致结构出现裂缝,导致混凝土强度损失,单掺入硅灰,可能由于硅灰中的二氧化硅与水泥中碱性物质发生碱骨料反应,影响其强度,所以单掺粉煤灰或单掺硅灰,在力学性能的提升不大,而对比例4减少了粉煤灰和硅灰的用量,可以看到混凝土的力学性能有一定提升,但未达到最好效果,对比例5增加了粉煤灰和硅灰的用量,但是粉煤灰和硅灰掺入量过多,会导致混凝土的收缩变形过大,影响混凝土力学性能,所以力学性能和耐久性上的提升不大,对比例6和对比例7改变了混凝土各个组分的用量,对比例6减少了各组分的掺入量,粗骨料过少,且粉煤灰和硅灰过少没有发挥其改善混凝土的性能作用,对比例7增加了各组分的掺入量,骨料过多,粉煤灰和硅灰过多,混凝土开裂,导致混凝土力学性能较差。由以上结果可知,本发明在再生粗骨料混凝土的基础上,掺入适量的粉煤灰和硅灰和调整各个组分的用量,对再生粗骨料海水海砂混凝土的抗压强度、抗折强度有一定的增强作用,耐久性较好。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种再生粗骨料海水海砂混凝土,其特征在于,包括质量比为1:2.03~3.94:1.82~2.12:1.04~2.41:0.46~0.53:0.11~0.27:0.03~0.07:0.01~0.05:0.01~0.02的水泥、天然粗骨料、海砂、再生粗骨料、海水、粉煤灰、硅灰、附加水、减水剂制成。
2.根据权利要求1所述的再生粗骨料海水海砂混凝土,其特征在于,包括质量比为1:2.18~3.07:1.83~2.08:1.04~2.38:0.46~0.53:0.11~0.26:0.03~0.05:0.02~0.05:0.01~0.02的水泥、天然粗骨料、海砂、再生粗骨料、海水、粉煤灰、硅灰、附加水、减水剂制成。
3.根据权利要求1所述的再生粗骨料海水海砂混凝土,其特征在于,所述再生粗骨料为连续级配的再生粗骨料,粒径为5~31.5mm。
4.根据权利要求1所述的再生粗骨料海水海砂混凝土,其特征在于,所述天然粗骨料为连续级配的天然粗骨料,粒径为5~31.5mm。
5.根据权利要求1所述的再生粗骨料海水海砂混凝土,其特征在于,所述海砂为连续级配的海砂,粒径为1~5mm。
6.根据权利要求1所述的再生粗骨料海水海砂混凝土,其特征在于,所述再生粗骨料为废弃混凝土块破碎、清洗、分级后制得的粗集料。
7.根据权利要求1所述的再生粗骨料海水海砂混凝土,其特征在于,所述天然粗骨料为岩石和/或卵石。
8.权利要求1~7任一项所述的再生粗骨料海水海砂混凝土的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
将水泥、粉煤灰、硅灰、海水、减水剂和附加水混合均匀得到混合物;将再生粗骨料、天然粗骨料、海砂加入到混合物中混合均匀,制得再生粗骨料海水海砂混凝土。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述的制备方法还包括将再生粗骨料海水海砂混凝土倒入模具中,养护成型。
10.权利要求1~7任一项所述的再生粗骨料海水海砂混凝土在建筑工程中的应用。
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