CN112707699A - 一种使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法 - Google Patents

一种使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法,所述制备方法,包括以下步骤:S1、按照原料重量份称取,并将原料中的水泥、砂放入搅拌机中干搅拌,至砂与硅酸盐水泥均匀后,再放入水,浆体搅拌2min至充分均匀即可;S2、待搅拌物料结束后放置在室内自然条件下4小时;S3、将柠檬酸固体颗粒与水配制成柠檬酸溶液加入已经放置4小时的新拌砂浆中继续搅拌1min;S4、待搅拌物料结束后将其放至养护箱养护24h;S5、将碱性速凝剂按一定比例加入已经养护24h的砂浆中继续搅拌1min,转移至模具中振捣成型,随后将模具移放至养护箱养护后进行脱模,得到砂浆试块。本发明解决了环境问题及建筑废弃物堆放问题,该制备工艺操作简单,选用的材料成本及能耗均较低,流程清晰,适用于工业化生产。

Description

一种使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法
技术领域
本发明涉及建筑垃圾回收领域,具体涉及一种利用柠檬酸和碱性速凝剂回收新拌砂浆废料的方法。
背景技术
近几十年来,基础设施和房地产业发展迅速,加大了建筑材料的使用量,同时也产生了大量的建筑垃圾,如混凝土和砂浆废料,这类废弃物的处理方法主要是将其弃置于堆填区,这不仅消耗宝贵的公共空间,而且会而且产生有害物质(滋生害虫)。
在建筑领域中,砂浆是由水泥、石灰、粘土等胶凝材料、细骨料(砂)、水按照配合比拌合而成。工程中常用的有水泥砂浆、水泥石灰砂浆、石灰砂浆和粘土砂浆。在现场施工过程中,由于砂浆配置量和施工操作等因素,如长距离运输、泵送设备故障等,使得新拌砂浆不能及时使用成为废弃砂浆,不加以回收利用则造成建筑材料的浪费和环境污染。因此,高效、因地制宜地回收利用废弃砂浆,对建设节约型和环境友好型社会有着重要的现实意义。
可以通过调控新拌砂浆的凝结时间克服现场施工过程中的一些不利因素,从而减少废弃砂浆的产生。柠檬酸是一种有机外加剂,属于羧基酸类,可用于延缓普通硅酸盐水泥的水化反应。碱性速凝剂是一种常见的化学外加剂,它通过包含一系列化学物质来影响水泥水化速率,从而缩短水泥的凝结时间,提高早期强度的发展速度。目前,新拌混凝土的凝结时间一般是通过单独添加缓凝剂或速凝剂来控制的,很少采用两者结合的方法。然而,缓速剂和速凝剂同时被用作“休眠”和“唤醒”的功能化方法,以显著增加施工过程中的灵活性。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法。通过将柠檬酸和碱性速凝剂按照一定的比例,先后加入废弃砂浆中,柠檬酸延长了废弃砂浆的凝结时间使其长时间处于缓凝状态,增加砂浆的时效性,再通过碱性速凝剂缩短砂浆的凝结时间使其及时使用到工程中。这种方法解决了废弃砂浆因得不到利用而造成资源浪费,同时解决了废弃砂浆因堆放于土地上而造成大量土地的荒废和环境污染问题。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
新拌砂浆,包括以下原料的重量份组成:水泥34.5%、砂50%、水15.5%。
进一步的,所述水泥与水的水灰比为0.45。
进一步的,所述砂采用的是普通河砂,其细度模量为2.6。
进一步的,所述水泥指标标号为42.5R,其表观密度为3000-3200kg/m3。所述的水使用要求符合JGJ63-2006《混凝土用水标准》的规范。
一种使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法,包括以下步骤:
S1、按照原料重量份称取,并将原料中的水泥、砂放入搅拌机中干搅拌,至砂与硅酸盐水泥均匀后,再放入水,浆体搅拌2min至充分均匀即可;
S2、待搅拌物料结束后放置在室内自然条件下4小时;
S3、将柠檬酸固体颗粒与水配制成柠檬酸溶液加入已经放置4小时的新拌砂浆中继续搅拌1min。
S4、待搅拌物料结束后将其放至养护箱养护24h;
S5、将碱性速凝剂按一定比例加入已经养护24h的砂浆中继续搅拌1min,转移至模具中振捣成型,随后将模具移放至养护箱养护后进行脱模,得到砂浆试块;
进一步的,所述S2步骤中室内自然条件下温度在15-20℃。
进一步的,所述S3步骤中柠檬酸固体质量为水泥质量的0.3%,与水以1:20的比例配制成柠檬酸溶液。
进一步的,所述S4步骤中养护箱养护温度控制在(23±1)℃,湿度控制在90~92%。
进一步的,所述S5步骤中碱性速凝剂掺量是水泥质量的0%-2.5%,采用的模具尺寸为50mm×50mm×50mm。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、加入柠檬酸的砂浆的初凝时间和终凝时间大约是未加入柠檬酸的砂浆的6倍,柠檬酸显著延长了砂浆的凝结时间使其长时间处于缓凝状态,增加砂浆的时效性。
2、加入速凝剂后,有效缩短缓凝砂浆的凝结时间使其及时使用到工程中,并且早期强度略有提高,后期强度虽有所降低,但是降低幅度较小。
3、缓速剂和加速器同时被用作“休眠”和“唤醒”的功能化方法,以增加施工过程中的显著灵活性。
4、本发明解决了环境问题及建筑废弃物堆放问题,该制备工艺操作简单,选用的材料成本及能耗均较低,流程清晰,适用于工业化生产。
附图说明:
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明实施例中的相同柠檬酸掺量和不同速凝剂掺量下水泥净浆凝结时间数据图;
图2是本发明实施例中的相同柠檬酸掺量和不同速凝剂掺量下水泥砂浆抗压强度数据图;
具体实施方式:
以下结合实施例,对本发明上述技术特征和优点作更详细的说明。
实施例1
一种使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法,包括以下步骤:
S1、按照原料重量份称取水泥1380g、砂2000g,并将原料中的水泥、砂放入搅拌机中干搅拌,至砂与硅酸盐水泥均匀后,再放入水620g,浆体搅拌2min至充分均匀即可;
S2、待搅拌物料结束后放置在室内自然条件下4小时;
S3、将柠檬酸固体颗粒4.14g与82.8g水配制成柠檬酸溶液加入已经放置4小时的新拌砂浆中继续搅拌1min。
S4、待搅拌物料结束后将其放至养护箱养护24h。
S5、将已经养护24h的砂浆不加碱性速凝剂继续搅拌1min,转移至50mm×50mm×50mm模具中振捣成型,随后将模具移放至养护箱养护后进行脱模,得到砂浆试块。
实施例2
一种使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法,包括以下步骤:
S1、按照原料重量份称取水泥1380g、砂2000g,并将原料中的水泥、砂放入搅拌机中干搅拌,至砂与硅酸盐水泥均匀后,再放入水620g,浆体搅拌2min至充分均匀即可;
S2、待搅拌物料结束后放置在室内自然条件下4小时;
S3、将柠檬酸固体颗粒4.14g与82.8g水配制成柠檬酸溶液加入已经放置4小时的新拌砂浆中继续搅拌1min。
S4、待搅拌物料结束后将其放至养护箱养护24h。
S5、将已经养护24h的砂浆加碱性速凝剂13.8g继续搅拌1min,转移至50mm×50mm×50mm模具中振捣成型,随后将模具移放至养护箱养护后进行脱模,得到砂浆试块。
实施例3
一种使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法,包括以下步骤:
S1、按照原料重量份称取水泥1380g、砂2000g,并将原料中的水泥、砂放入搅拌机中干搅拌,至砂与硅酸盐水泥均匀后,再放入水620g,浆体搅拌2min至充分均匀即可;
S2、待搅拌物料结束后放置在室内自然条件下4小时;
S3、将柠檬酸固体颗粒4.14g与82.8g水配制成柠檬酸溶液加入已经放置4小时的新拌砂浆中继续搅拌1min。
S4、待搅拌物料结束后将其放至养护箱养护24h。
S5、将已经养护24h的砂浆加碱性速凝剂20.7g继续搅拌1min,转移至50mm×50mm×50mm模具中振捣成型,随后将模具移放至养护箱养护后进行脱模,得到砂浆试块。
实施例4
一种使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法,包括以下步骤:
S1、按照原料重量份称取水泥1380g、砂2000g,并将原料中的水泥、砂放入搅拌机中干搅拌,至砂与硅酸盐水泥均匀后,再放入水620g,浆体搅拌2min至充分均匀即可;
S2、待搅拌物料结束后放置在室内自然条件下4小时;
S3、将柠檬酸固体颗粒4.14g与82.8g水配制成柠檬酸溶液加入已经放置4小时的新拌砂浆中继续搅拌1min。
S4、待搅拌物料结束后将其放至养护箱养护24h。
S5、将已经养护24h的砂浆加碱性速凝剂27.6g继续搅拌1min,转移至50mm×50mm×50mm模具中振捣成型,随后将模具移放至养护箱养护后进行脱模,得到砂浆试块。
实施例5
一种使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法,包括以下步骤:
S1、按照原料重量份称取水泥1380g、砂2000g,并将原料中的水泥、砂放入搅拌机中干搅拌,至砂与硅酸盐水泥均匀后,再放入水620g,浆体搅拌2min至充分均匀即可;
S2、待搅拌物料结束后放置在室内自然条件下4小时;
S3、将柠檬酸固体颗粒4.14g与82.8g水配制成柠檬酸溶液加入已经放置4小时的新拌砂浆中继续搅拌1min。
S4、待搅拌物料结束后将其放至养护箱养护24h。
S5、将已经养护24h的砂浆加碱性速凝剂34.5g继续搅拌1min,转移至50mm×50mm×50mm模具中振捣成型,随后将模具移放至养护箱养护后进行脱模,得到砂浆试块。
实施例6
将上述实施例1至实施例5进行性能测试,主要测试凝结时间和抗压强度,其中凝结时间测试标准按GB1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》进行测试,抗压强度按GB50107《混凝土强度检验评定标准》进行测试。
表1水泥砂浆和净浆(不含砂)拌合物的配比。
Figure BDA0002867322910000051
表2凝结时间和抗压强度测试结果
Figure BDA0002867322910000061
根据表2,凝结时间和抗压强度测试结果可知,加入柠檬酸不加速凝剂实施例1净浆的初凝和终凝时间显著延长,大约是未加入柠檬酸的基准组净浆的6倍,而加柠檬酸又加速凝剂的实施例2-5净浆的初凝时间和终凝时间与基准组相差不大。加入柠檬酸不加速凝剂实施例1砂浆3d抗压强度为0,7d、28d抗压强度低于基准组。实施例2-5砂浆3d抗压强度与基准组相比分别提高了0.5%,20.5%,14.9%,和12.4%,实施例2-4砂浆7d抗压强度与基准组相比分别提高了2.8%,6.2%,和2.2%。28d砂浆抗压强度实施例3仍高于基准组,其余实施例都低于基准组。
这主要是因为所述的柠檬酸溶液能够吸附在水泥颗粒表面,以及在水泥颗粒表面和水化产物表面形成保护膜,这样阻碍了水泥颗粒的水化作用,阻隔晶体的形成和生长,起到缓凝效果。碱性速凝剂的加入促进了初始Ca2+的消耗,因为Ca2+在溶液中的浓度降低了,这有利于水泥熟料的溶解,以稳定化学平衡中的Ca2+浓度,使得水化反应速度加快,凝结时间缩短。碱性速凝剂主要成分为水玻璃,SiO3 2-的浓度显著提高,水解生成的H2SiO3与水化产物氢氧化钙发生反应,生成水化硅酸钙,其结构更致密,强度增强。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,对本发明而言仅仅是说明性的,而非限制性的。本专业技术人员理解,在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变,修改,甚至等效,但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法,其特征在于,新拌砂浆,包括以下原料的重量份组成:水泥34.5%、砂50%、水15.5%。
2.根据权利要求1所述的使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法,其特征在于,所述水泥与水的水灰比为0.45。
3.根据权利要求1所述的使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法,其特征在于,所述砂采用的是普通河砂,其细度模量为2.6。
4.根据权利要求1所述的使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法,其特征在于,所述水泥指标标号为42.5R,其表观密度为3000-3200kg/m3。所述的水使用要求符合JGJ63-2006《混凝土用水标准》的规范。
5.根据权利要求1-4任一项所述的使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1、按照原料重量份称取,并将原料中的水泥、砂放入搅拌机中干搅拌,至砂与硅酸盐水泥均匀后,再放入水,浆体搅拌2min至充分均匀即可;
步骤S2、待搅拌物料结束后放置在室内自然条件下4小时;
步骤S3、将柠檬酸固体颗粒与水配制成柠檬酸溶液加入已经放置4小时的新拌砂浆中继续搅拌1min;
步骤S4、待搅拌物料结束后将其放至养护箱养护24h;
步骤S5、将碱性速凝剂按一定比例加入已经养护24h的砂浆中继续搅拌1min,转移至模具中振捣成型,随后将模具移放至养护箱养护后进行脱模,得到砂浆试块。
6.根据权利要求5所述的使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法,其特征在于,所述S2步骤中室内自然条件下温度在15-20℃。
7.根据权利要求5所述的使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法,其特征在于,所述S3步骤中柠檬酸固体质量为水泥质量的0.3%,与水以1:20的比例配制成柠檬酸溶液。
8.根据权利要求5所述的使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法,其特征在于,所述S4步骤中养护箱养护温度控制在(23±1)℃,湿度控制在90~92%。
9.根据权利要求5所述的使用柠檬酸和碱性速凝剂回收利用废弃砂浆的方法,其特征在于,所述S5步骤中碱性速凝剂掺量是水泥质量的0%-2.5%,采用的模具尺寸为50mm×50mm×50mm。
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