CN113213834A - 利用管桩废弃余浆制备的再生清水混凝土工艺品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用管桩废弃余浆制备的再生清水混凝土工艺品,按质量份数计由以下成分组成:管桩废弃余浆1500~1700份,水泥100~300份,粉煤灰90~110份,矿粉90~110份,砂100~300份,纤维0~15份;本发明还公开了一种制备上述的再生清水混凝土工艺品的方法,该方法包括:收集管桩废弃余浆、称量配料、搅拌混合、倒浆入模和拆模养护。本发明采用大量的管桩废弃余浆为主要原料,减少了水泥的用量,实现了管桩废弃余浆的回收利用,同时保证了再生清水混凝土工艺品具有良好的力学强度;本发明采用一次成型法制备再生清水混凝土工艺品,减少了管桩废弃余浆的排放,实现了资源的再次利用,且工艺简单。
Description
技术领域
本发明属于混凝土制备技术领域,具体涉及一种利用管桩废弃余浆制备的再生清水混凝土工艺品及其制备方法。
背景技术
预应力高强混凝土管桩是作为建筑物或构筑物桩基础用的预制构件,管桩的原料由构成骨料的河砂、石子以及填充骨料间缝隙并起凝结作用的胶凝材料水泥、磨细石英粉,和水、减水剂等组成,其混凝土强度要达到C80等级以上。预应力高强混凝土管桩的生产过程为:将各原料按配方备料并用搅拌机搅拌配制混合料,然后将混合料喂料入管桩钢模中,再进行过张拉预应力钢筋、离心成型以及蒸汽养护。该生产方法具有质量可靠、施工便捷、检测方便、价格低廉等优点。在混凝土管桩的传统生产工艺中,经离心成型后在管桩内壁释出呈强碱性的浆液为管桩废弃余浆,管桩废弃余浆为含有水泥、磨细砂、砂粉、水和少量外加剂的悬浊液。
现有技术中,管桩废弃余浆的处理方式大多都是直接排放到江河中或待干燥后运送到垃圾填埋场丢弃,不但浪费资源,还占用土地、污染环境,给社会带来了巨大环保压力。众多管桩厂花费大量精力治理管桩废弃余浆却收效甚微。因此,如何有效利用管桩废弃余浆,减轻管桩废弃余浆造成的环境污染,成为人们广泛关注的焦点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种利用管桩废弃余浆制备的再生清水混凝土工艺品。该再生清水混凝土工艺品采用大量的管桩废弃余浆为主要原料,大大减少了水泥的用量,不仅实现了管桩废弃余浆的回收利用,降低了原料成本,同时保证了再生清水混凝土工艺品具有良好的力学强度。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:利用管桩废弃余浆制备的再生清水混凝土工艺品,其特征在于,按质量份数计由以下成分组成:管桩废弃余浆1500~1700份,水泥100~300份,粉煤灰90~110份,矿粉90~110份,砂100~300份,纤维0~15份。
本发明的再生清水混凝土工艺品以管桩废弃余浆为主要原料,加入少量的水泥,以砂为骨料,并采用粉煤灰和矿粉作为掺合料,通过采用大量的管桩废弃余浆为主要原料,大大减少了水泥的用量,在此基础上结合采用粉煤灰和矿粉作为掺合料替代部分水泥,降低胶凝材料的水化热,延缓了水化热的释放速度,减少了收缩情况的发生,避免了再生清水混凝土工艺品的开裂,不仅实现了管桩废弃余浆的回收利用,减轻管桩废弃余浆对环境的污染,节约了资源,降低了原料成本;同时,该再生清水混凝土工艺品组分中的无机胶凝材料水泥、粉煤灰和矿粉主要起胶结作用,管桩废弃余浆中的细砂和加入的砂一起作为骨料主要起骨架作用,水泥、粉煤灰和矿粉组成的胶凝材料和两种不同级配骨料搭配胶结在一起形成致密结构,有效保证了再生清水混凝土工艺品的力学强度和体积稳定性,进而保证了再生清水混凝土工艺品具有良好的力学性能,改善了再生清水混凝土工艺品的外观质量,使其达到清水混凝土的表面效果标准要求。
另外,本发明研究发现管桩废弃余浆中主要含有水泥、磨细石英粉、细砂、减水剂和水分等,且管桩废弃余浆中含固量为45%~55%,其中水泥的含量高达70%左右,且通常水泥的强度等级较高,该管桩废弃余浆具有很好的胶凝能力。因此,本发明将混凝土管桩生产过程中经过离心成型工艺排出的废料余浆即管桩废弃余浆作为加入量最多的主要成分,与少量的胶凝材料胶结形成早期强度较高的水泥石结构,有利于目标产物再生清水混凝土工艺品的脱模,加入砂与管桩废弃余浆中的细砂搭配以降低骨料间的空隙率,且二者形成的骨料结构起骨架作用;同时,管桩废弃余浆中通常含有早强型减水剂,有助于提高再生清水混凝土工艺品新拌浆体的工作性及再生清水混凝土工艺品硬化后的性能。综上,本发明根据管桩废弃余浆的组成和性能,将无机胶凝材料、骨料和纤维掺入管桩废弃余浆进行搭配组合,形成均匀稳定的混凝土结构,提高了再生清水混凝土工艺品的力学性能。
上述的利用管桩废弃余浆制备的再生清水混凝土工艺品,其特征在于,按质量份数计由以下成分组成:管桩废弃余浆1620~1700份,水泥220~300份,粉煤灰100~110份,矿粉100~110份,砂200~300份,纤维7~15份。上述优选组成通过控制再生清水混凝土工艺品的水胶比在较小的范围内即0.27~0.32,有效保证了再生清水混凝土工艺品的强度。
上述的利用管桩废弃余浆制备的再生清水混凝土工艺品,其特征在于,按质量份数计由以下成分组成:管桩废弃余浆1680份,水泥280份,粉煤灰105份,矿粉105份,砂250份,纤维12份。通过控制再生清水混凝土工艺品的水胶比为0.29,既保证了再生清水混凝土工艺品的强度,又避免了混凝土浆体过于粘稠不利于灌浆入模和气泡的排除,使得再生清水混凝土工艺品的力学性能达到最优。
上述的利用管桩废弃余浆制备的再生清水混凝土工艺品,其特征在于,所述管桩废弃余浆为混凝土管桩生产过程中经过离心成型工艺排出的废料余浆;
所述水泥为等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥或低碱度硫铝酸盐水泥,且分别符合GB 175-2007《通用硅酸盐水泥》和JC/T 659-2003《低碱度硫铝酸盐水泥》的要求;
所述粉煤灰均为F类Ⅱ级优质粉煤灰,细度小于25%,需水量小于105%,烧失量小于8%,且为符合GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中国家标准规定的F类Ⅱ级粉煤灰;
所述矿粉的等级为S95级,矿粉的活性指数7d大于75%,28d大于95%,比表面积大于350m2/kg,烧失量小于3%,且矿粉为遵循国家标准规定GB/T 18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》所述的S95等级矿渣粉;
所述砂为Ⅱ区中砂,细度模数为2.5~2.8,且符合GB/T 14684-2011《建设用砂》的要求;
所述纤维为聚丙烯纤维、玻璃纤维或碳纤维。
该来源的管桩废弃余浆为含有水泥、磨细砂、砂粉、水和少量外加剂的悬浊液。本发明采用该来源的管桩废弃余浆为原料,有效控制了管桩废弃余浆的来源和成分组成,有利于在此基础上添加其他组分水泥、粉煤灰、矿粉和砂并调节对应其他组分含量,从而实现对管桩废弃余浆的有效利用。
该优选的42.5普通硅酸盐水泥早期强度比较高,低碱度硫铝酸盐水泥具有低碱性、高强(尤其是早期强度高)的特性,较好地保证了再生清水混凝土工艺品的早期拆模强度,并减轻再生清水混凝土工艺品的表面泛碱情况。
该优选的F类Ⅱ级优质粉煤灰中游离氧化钙的含量较低,使得再生清水混凝土工艺品具有良好的体积稳定性,且该F类Ⅱ级优质粉煤灰具有良好的玻璃体形状,从而产生更好的滚珠效应,进一步改善了混凝土拌合物的流动性。
相较于S75级矿粉和S105级矿粉,该优选的S95级矿粉的比表面积、流动度比和活性指数等指标适中,既满足了配制再生清水混凝土工艺品的要求,又降低了成本。
优选该性能的砂作为骨料,避免砂太粗导致再生清水混凝土工艺品容易泌水、粘聚性差,保证了再生清水混凝土工艺品的强度,同时避免再生清水混凝土工艺品容易起砂、开裂现象,改善了再生清水混凝土工艺品的表面质量。
该优选种类的纤维在混凝土中形成的网状结构增加了混匀浆体的均匀性、整体性,起加筋和增韧作用,同时可有效抑制塑性收缩裂缝,进而提高再生清水混凝土工艺品的抗冲击韧性、抗拉强度和抗折强度。
另外,本发明还提供了一种制备如上述的再生清水混凝土工艺品的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、收集管桩废弃余浆:将管桩生产过程中经过离心成型工艺排出的废料余浆在15min内收集至容器中,经过滤去除大颗粒骨料,得到管桩废弃余浆原料;
步骤二、称量配料:根据目的产物再生清水混凝土工艺品的成分组成进行配料并称量,准备原料;
步骤三、搅拌混合:将步骤二中准备的原料中的管桩废弃余浆原料调配流动度形成管桩废弃余浆,并与水泥、粉煤灰、矿粉加入到搅拌机中采用140r/min~160r/min的搅拌速率搅拌1min~2min,然后加入砂采用140r/min~160r/min的搅拌速率搅拌1min,再加入纤维采用280r/min~290r/min的搅拌速率搅拌2min~4min,得到混匀浆体;
步骤四、倒浆入模:将步骤三中得到的混匀浆体倒入硅胶模具中并放置于振动台上振动排气30s以上,然后进行初次抹面处理,静置至混匀浆体临近初凝时进行二次抹面处理,静置至混匀浆体终凝,并在硅胶模具表面覆盖塑料薄膜;
步骤五、拆模养护:将步骤四中表面覆盖塑料薄膜的硅胶模具放置于标准养护室内进行带模养护24h,拆模后采用蓄水养护的方法在恒温下养护14d以上,然后表面喷涂保护剂2~3次,得到再生清水混凝土工艺品。
本发明收集管桩废弃余浆原料并对各成分组成配料称重,然后将管桩废弃余浆原料调配流动度,并与水泥、粉煤灰、矿粉、砂、纤维搅拌得到混匀浆体,将混匀浆体入模后振动排气以排除混匀浆体内部的气泡,并依次进行初次抹面处理和二次抹面处理,以充分消除表面的塑性收缩裂缝,提高密实度,再在硅胶模具表面覆盖塑料薄膜进行带模养护,防止水分蒸发过快,避免开裂现象,混匀浆体硬化后拆模并继续采用蓄水养护的方法在恒温下养护,以防止裂纹或其它因水化不完全而造成的外形缺陷,最后在表面喷涂保护剂,减轻表面泛碱情况,保持外观美观,延长了再生清水混凝土工艺品的寿命。本发明采用一次成型法,收集管桩离心成型过程排出的废料余浆过滤得到管桩废弃余浆原料,回收循环利用废料余浆中最有效的成分取代部分水泥,保证了再生清水混凝土工艺品的外观质量完整光滑,减少了管桩废弃余浆的排放,保护了环境,实现了资源的再次利用,工艺简单,节能环保,降低生产的综合成本。
上述的方法,其特征在于,步骤一中所述容器为铁质或不锈钢容器,且容器中设置有搅拌装置。优选采用铁质或不锈钢容器有利于对比重较大的管桩废弃余浆的大量盛放,通常容器能容纳3~4根管桩排出的废弃余浆即可;在容器中设置搅拌装置以及时对收集的废弃余浆进行搅拌,以防止沉淀,延长其使用时间,通常将容器置于管桩离心机旁边,当管桩离心结束后,排出的管桩废弃余浆立刻收集进入容器中进行后续搅拌工艺,避免了管桩废弃余浆的沉淀凝结,提高其回收利用性能。
上述的方法,其特征在于,对步骤一中所述管桩废弃余浆原料进行缓凝处理,具体过程为:在管桩废弃余浆原料收集至容器中后、运输前的1h内掺加缓凝剂,以控制管桩废弃余浆原料的凝结时间为4h~6h;所述缓凝剂为糖类缓凝剂,且缓凝剂的加入量为管桩废弃余浆原料总质量的0.07%~1.8%。由于收集的管桩废弃余浆原料容易沉淀或凝结,需要尽量在短时间内进行利用,当遇到特殊情况管桩废弃余浆原料要留置较长时间不能及时使用时,对其进行上述缓凝处理,以延缓管桩废弃余浆原料中水化反应的进行,保证其回收利用性能;通常,采用的糖类缓凝剂为糖钙或葡萄糖酸钠。
上述的方法,其特征在于,步骤三中所述调配流动度的过程为:先对管桩废弃余浆原料进行流动度检测,当检测到的流动度数值小于190mm时加水稀释并进行均化处理,使得经均化处理后的管桩废弃余浆原料的固含量为45%~55%。通过均质化处理保证混匀浆体的流动性,使其充分填满硅胶模具,同时避免了混匀浆体的流动性过高破坏再生清水混凝土工艺品的强度。
上述的方法,其特征在于,步骤五中所述保护剂的主要成分为有机硅改性树脂。优选采用有机硅改性树脂作为保护剂,利用其优良的抗碱性,附着力好,防水性和防渗透性能,增强了再生清水混凝土工艺品的耐久性。
上述的方法,其特征在于,步骤四中混匀浆体倒入硅胶模具采用二次灌浆工艺,具体过程为:将混匀浆体倒入硅胶模具中进行一次灌浆,并使得硅胶模具的内部全部均匀润湿,然后倒出并搅拌均匀,再倒入硅胶模具中进行二次灌浆,经养护得到再生清水混凝土工艺品。优选采用二次灌浆工艺,使得混匀浆体先将硅胶模具的内表面润湿,减少了硅胶模具与混匀浆体之间界面张力差异导致的混匀浆体不均匀现象,有效排除了混匀浆体中的气泡,减少了再生清水混凝土工艺品表面的孔洞,提高了再生清水混凝土工艺品的光洁度和致密度。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明的再生清水混凝土工艺品采用大量的管桩废弃余浆为主要原料,大大减少了水泥的用量,不仅实现了管桩废弃余浆的回收利用,降低了原料成本,同时保证了再生清水混凝土工艺品具有良好的力学强度。
2、本发明的再生清水混凝土工艺品采用粉煤灰和矿粉作为掺合料,降低了胶凝材料的水化热,延缓了水化热的释放速度,减少了收缩情况的发生,改善了再生清水混凝土工艺品的外观质量。
3、本发明的再生清水混凝土工艺品组分中的纤维,在混凝土中形成网状结构增加了混匀浆体的均匀性、整体性,起加筋和增韧作用,同时可有效抑制塑性收缩裂缝,进而提高再生清水混凝土工艺品的抗冲击韧性、抗拉强度和抗折强度,提高了再生清水混凝土工艺品的表面质量。
4、本发明采用一次成型法,收集管桩离心成型过程排出的废料余浆过滤得到管桩废弃余浆原料取代部分水泥,与其他组分搅拌后经成型、养护、表面喷涂保护剂制备再生清水混凝土工艺品,减少了管桩废弃余浆的排放,保护了环境,实现了资源的再次利用,工艺简单,节能环保,降低生产的综合成本。
5、本发明采用二次养护的方法,即先带模养护成型,然后拆模进行蓄水养护,防止水分蒸发过快,有效避免了裂纹或其它因水化不完全而造成的外形缺陷,保证了再生清水混凝土工艺品的表面质量。
6、本发明采用有机硅改性树脂作为保护剂,阻止了以水为载体的介质对清水混凝土工艺品的侵蚀,有效提高了再生清水混凝土工艺品的耐久性,延长了再生清水混凝土工艺品的使用寿命。
7、本发明的倒浆入模过程采用二次灌浆工艺,有效排除了混匀浆体中的气泡,减少了再生清水混凝土工艺品表面的孔洞,提高了再生清水混凝土工艺品的光洁度和致密度。
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
具体实施方式
本发明实施例1~实施例5和对比例1~对比例3中采用的管桩废弃余浆均为混凝土管桩生产过程中经过离心成型工艺排出的废料余浆;采用的水泥均为42.5普通硅酸盐水泥,且符合GB 175-2007《通用硅酸盐水泥》的要求;采用的粉煤灰均为F类Ⅱ级优质粉煤灰,细度小于25%,需水量小于105%,烧失量小于8%,且为符合GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中国家标准规定的F类Ⅱ级粉煤灰;采用的矿粉的等级为S95级,矿粉的活性指数7d大于75%,28d大于95%,比表面积大于350m2/kg,烧失量小于3%,矿粉为遵循国家标准规定GB/T 18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》所述的S95等级矿渣粉;采用的砂为Ⅱ区中砂,细度模数为2.5~2.8,且符合GB/T 14684-2011《建设用砂》的要求,采用的纤维均为聚丙烯纤维;采用的保护剂为北京蒙泰伟业建材有限公司生产的MT型有机硅改性树脂。
实施例1
本实施例的再生清水混凝土工艺品按质量份数计由以下成分组成:管桩废弃余浆1500份,水泥100份,粉煤灰90份,矿粉90份,砂100份。
本实施例的再生清水混凝土工艺品的制备方法包括以下步骤:
步骤一、收集管桩废弃余浆:将管桩生产过程中经过离心成型工艺排出的废料余浆在15min内收集至设置有搅拌装置的铁质容器中搅拌,经过滤去除大颗粒骨料,得到管桩废弃余浆原料;
当步骤一中所述管桩废弃余浆原料在收集后1h内未用于制备再生清水混凝土时,需要对其进行缓凝处理,具体过程为:在管桩废弃余浆原料收集至容器中后、运输前的1h内掺加1.32份糖类缓凝剂,以控制管桩废弃余浆原料的凝结时间为4h~6h;
步骤二、称量配料:根据目的产物再生清水混凝土工艺品的成分组成进行配料并称量,准备原料;
步骤三、搅拌混合:将步骤二中准备的原料中的管桩废弃余浆原料调配流动度形成管桩废弃余浆,并与水泥、粉煤灰、矿粉加入到搅拌机中采用140r/min的搅拌速率搅拌1min,然后加入砂采用160r/min的搅拌速率搅拌1min,得到混匀浆体;所述调配流动度的过程为:先对管桩废弃余浆原料进行流动度检测,得到流动度数值为175mm,对管桩废弃余浆原料加水稀释并进行均化处理,使得经均化处理后的管桩废弃余浆原料的固含量为45%;
步骤四、倒浆入模:将步骤三中得到的混匀浆体倒入硅胶模具中并放置于振动台上振动排气30s,然后进行初次抹面处理,静置至混匀浆体临近初凝时进行二次抹面处理,静置至混匀浆体终凝,并在硅胶模具表面覆盖塑料薄膜;所述混匀浆体倒入硅胶模具采用二次灌浆工艺,具体过程为:将混匀浆体倒入硅胶模具中进行一次灌浆,并使得硅胶模具的内部全部均匀润湿,然后倒出并搅拌均匀,再倒入硅胶模具中进行二次灌浆;
步骤五、拆模养护:将步骤四中表面覆盖塑料薄膜的硅胶模具放置于标准养护室内进行带模养护24h,拆模后采用蓄水养护的方法在恒温下养护14d,然后表面喷涂保护剂2次,得到再生清水混凝土工艺品。
本实施例中的水泥还可替换为符合JC/T 659-2003《低碱度硫铝酸盐水泥》的要求的低碱度硫铝酸盐水泥。
本实施例中的纤维还可替换为玻璃纤维或碳纤维。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处在于:再生清水混凝土工艺品的成分中不含粉煤灰。
对比例2
本对比例与实施例1的不同之处在于:再生清水混凝土工艺品的成分中不含水泥和粉煤灰。
对比例3
本对比例与实施例1的不同之处在于:再生清水混凝土工艺品的成分中不含水泥、粉煤灰和矿粉。
实施例2
本实施例的再生清水混凝土工艺品按质量份数计由以下成分组成:管桩废弃余浆1560份,水泥160份,粉煤灰95份,矿粉95份,砂150份,纤维5份。
本实施例的再生清水混凝土工艺品的制备方法包括以下步骤:
步骤一、收集管桩废弃余浆:将管桩生产过程中经过离心成型工艺排出的废料余浆在15min内收集至设置有搅拌装置的铁质容器中搅拌,经过滤去除大颗粒骨料,得到管桩废弃余浆原料;
当步骤一中所述管桩废弃余浆原料在收集后1h内未用于制备再生清水混凝土时,需要对其进行缓凝处理,具体过程为:在管桩废弃余浆原料收集至容器中后、运输前的1h内掺加1.86份糖类缓凝剂,以控制管桩废弃余浆原料的凝结时间为4h~6h;
步骤二、称量配料:根据目的产物再生清水混凝土工艺品的成分组成进行配料并称量,准备原料;
步骤三、搅拌混合:将步骤二中准备的原料中的管桩废弃余浆原料调配流动度形成管桩废弃余浆,并与水泥、粉煤灰、矿粉加入到搅拌机中采用150r/min的搅拌速率搅拌1min,然后加入砂采用140r/min的搅拌速率搅拌1min,再加入纤维采用280r/min的搅拌速率搅拌2min,得到混匀浆体;所述调配流动度的过程为:先对管桩废弃余浆原料进行流动度检测,得到流动度数值为170mm,对管桩废弃余浆原料加水稀释并进行均化处理,使得经均化处理后的管桩废弃余浆原料的固含量为48%;
步骤四、倒浆入模:将步骤三中得到的混匀浆体倒入硅胶模具中并放置于振动台上振动排气35s,然后进行初次抹面处理,静置至混匀浆体临近初凝时进行二次抹面处理,静置至混匀浆体终凝,并在硅胶模具表面覆盖塑料薄膜;所述混匀浆体倒入硅胶模具采用二次灌浆工艺,具体过程为:将混匀浆体倒入硅胶模具中进行一次灌浆,并使得硅胶模具的内部全部均匀润湿,然后倒出并搅拌均匀,再倒入硅胶模具中进行二次灌浆;
步骤五、拆模养护:将步骤四中表面覆盖塑料薄膜的硅胶模具放置于标准养护室内进行带模养护24h,拆模后采用蓄水养护的方法在恒温下养护14d,然后表面喷涂保护剂3次,得到再生清水混凝土工艺品。
本实施例中的水泥还可替换为符合JC/T 659-2003《低碱度硫铝酸盐水泥》的要求的低碱度硫铝酸盐水泥。
本实施例中的纤维还可替换为玻璃纤维或碳纤维。
实施例3
本实施例的再生清水混凝土工艺品按质量份数计由以下成分组成:管桩废弃余浆1620份,水泥220份,粉煤灰100份,矿粉100份,砂200份,纤维7份。
本实施例的再生清水混凝土工艺品的制备方法包括以下步骤:
步骤一、收集管桩废弃余浆:将管桩生产过程中经过离心成型工艺排出的废料余浆在15min内收集至设置有搅拌装置的不锈钢容器中搅拌,经过滤去除大颗粒骨料,得到管桩废弃余浆原料;
当步骤一中所述管桩废弃余浆原料在收集后1h内未用于制备再生清水混凝土时,需要对其进行缓凝处理,具体过程为:在管桩废弃余浆原料收集至容器中后、运输前的1h内掺加2.47份糖类缓凝剂,以控制管桩废弃余浆原料的凝结时间为4h~6h;
步骤二、称量配料:根据目的产物再生清水混凝土工艺品的成分组成进行配料并称量,准备原料;
步骤三、搅拌混合:将步骤二中准备的原料中的管桩废弃余浆原料调配流动度形成管桩废弃余浆,并与水泥、粉煤灰、矿粉加入到搅拌机中采用160r/min的搅拌速率搅拌1min,然后加入砂采用150r/min的搅拌速率搅拌1min,再加入纤维采用290r/min的搅拌速率搅拌3min,得到混匀浆体;所述调配流动度的过程为:先对管桩废弃余浆原料进行流动度检测,得到流动度数值为160mm,对管桩废弃余浆原料加水稀释并进行均化处理,使得经均化处理后的管桩废弃余浆原料的固含量为55%;
步骤四、倒浆入模:将步骤三中得到的混匀浆体倒入硅胶模具中并放置于振动台上振动排气30s,然后进行初次抹面处理,静置至混匀浆体临近初凝时进行二次抹面处理,静置至混匀浆体终凝,并在硅胶模具表面覆盖塑料薄膜;所述混匀浆体倒入硅胶模具采用二次灌浆工艺,具体过程为:将混匀浆体倒入硅胶模具中进行一次灌浆,并使得硅胶模具的内部全部均匀润湿,然后倒出并搅拌均匀,再倒入硅胶模具中进行二次灌浆;
步骤五、拆模养护:将步骤四中表面覆盖塑料薄膜的硅胶模具放置于标准养护室内进行带模养护24h,拆模后采用蓄水养护的方法在恒温下养护14d,然后表面喷涂保护剂3次,得到再生清水混凝土工艺品。
本实施例中的水泥还可替换为符合JC/T 659-2003《低碱度硫铝酸盐水泥》的要求的低碱度硫铝酸盐水泥。
本实施例中的纤维还可替换为玻璃纤维或碳纤维。
实施例4
本实施例的再生清水混凝土工艺品按质量份数计由以下成分组成:管桩废弃余浆1680份,水泥280份,粉煤灰105份,矿粉105份,砂250份,纤维12份。
本实施例的再生清水混凝土工艺品的制备方法包括以下步骤:
步骤一、收集管桩废弃余浆:将管桩生产过程中经过离心成型工艺排出的废料余浆在15min内收集至设置有搅拌装置的铁质容器中搅拌,经过滤去除大颗粒骨料,得到管桩废弃余浆原料;
当步骤一中所述管桩废弃余浆原料在收集后1h内未用于制备再生清水混凝土时,需要对其进行缓凝处理,具体过程为:在管桩废弃余浆原料收集至容器中后、运输前的1h内掺加3.41份糖类缓凝剂,以控制管桩废弃余浆原料的凝结时间为4h~6h;
步骤二、称量配料:根据目的产物再生清水混凝土工艺品的成分组成进行配料并称量,准备原料;
步骤三、搅拌混合:将步骤二中准备的原料中的管桩废弃余浆原料调配流动度形成管桩废弃余浆,并与水泥、粉煤灰、矿粉加入到搅拌机中采用160r/min的搅拌速率搅拌2min,然后加入砂采用160r/min的搅拌速率搅拌1min,再加入纤维采用285r/min的搅拌速率搅拌4min,得到混匀浆体;所述调配流动度的过程为:先对管桩废弃余浆原料进行流动度检测,得到流动度数值为163mm,对管桩废弃余浆原料加水稀释并进行均化处理,使得经均化处理后的管桩废弃余浆原料的固含量为54%;
步骤四、倒浆入模:将步骤三中得到的混匀浆体倒入硅胶模具中并放置于振动台上振动排气32s,然后进行初次抹面处理,静置至混匀浆体临近初凝时进行二次抹面处理,静置至混匀浆体终凝,并在硅胶模具表面覆盖塑料薄膜;所述混匀浆体倒入硅胶模具采用二次灌浆工艺,具体过程为:将混匀浆体倒入硅胶模具中进行一次灌浆,并使得硅胶模具的内部全部均匀润湿,然后倒出并搅拌均匀,再倒入硅胶模具中进行二次灌浆;
步骤五、拆模养护:将步骤四中表面覆盖塑料薄膜的硅胶模具放置于标准养护室内进行带模养护24h,拆模后采用蓄水养护的方法在恒温下养护21d,然后表面喷涂保护剂3次,得到再生清水混凝土工艺品。
本实施例中的水泥还可替换为符合JC/T 659-2003《低碱度硫铝酸盐水泥》的要求的低碱度硫铝酸盐水泥。
本实施例中的纤维还可替换为玻璃纤维或碳纤维。
实施例5
本实施例的再生清水混凝土工艺品按质量份数计由以下成分组成:管桩废弃余浆1700份,水泥300份,粉煤灰110份,矿粉110份,砂300份,纤维15份。
本实施例的再生清水混凝土工艺品的制备方法包括以下步骤:
步骤一、收集管桩废弃余浆:将管桩生产过程中经过离心成型工艺排出的废料余浆在15min内收集至设置有搅拌装置的铁质容器中搅拌,经过滤去除大颗粒骨料,得到管桩废弃余浆原料;
当步骤一中所述管桩废弃余浆原料在收集后1h内未用于制备再生清水混凝土时,需要对其进行缓凝处理,具体过程为:在管桩废弃余浆原料收集至容器中后、运输前的1h内掺加4.56份糖类缓凝剂,以控制管桩废弃余浆原料的凝结时间为4h~6h;
步骤二、称量配料:根据目的产物再生清水混凝土工艺品的成分组成进行配料并称量,准备原料;
步骤三、搅拌混合:将步骤二中准备的原料中的管桩废弃余浆原料调配流动度形成管桩废弃余浆,并与水泥、粉煤灰、矿粉加入到搅拌机中采用160r/min的搅拌速率搅拌2min,然后加入砂采用160r/min的搅拌速率搅拌1min,再加入纤维采用285r/min的搅拌速率搅拌4min,得到混匀浆体;所述调配流动度的过程为:先对管桩废弃余浆原料进行流动度检测,得到流动度数值为165mm,对管桩废弃余浆原料加水稀释并进行均化处理,使得经均化处理后的管桩废弃余浆原料的固含量为53%;
步骤四、倒浆入模:将步骤三中得到的混匀浆体倒入硅胶模具中并放置于振动台上振动排气30s,然后进行初次抹面处理,静置至混匀浆体临近初凝时进行二次抹面处理,静置至混匀浆体终凝,并在硅胶模具表面覆盖塑料薄膜;所述混匀浆体倒入硅胶模具采用二次灌浆工艺,具体过程为:将混匀浆体倒入硅胶模具中进行一次灌浆,并使得硅胶模具的内部全部均匀润湿,然后倒出并搅拌均匀,再倒入硅胶模具中进行二次灌浆;
步骤五、拆模养护:将步骤四中表面覆盖塑料薄膜的硅胶模具放置于标准养护室内进行带模养护24h,拆模后采用蓄水养护的方法在恒温下养护14d,然后表面喷涂保护剂3次,得到再生清水混凝土工艺品。
本实施例中的水泥还可替换为符合JC/T 659-2003《低碱度硫铝酸盐水泥》的要求的低碱度硫铝酸盐水泥。
本实施例中的纤维还可替换为玻璃纤维或碳纤维。
参照GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》对本发明实施例1~实施例5和对比例1~对比例3的再生清水混凝土工艺品的标准试件28d抗压强度和28d抗折强度进行检测,结果如下表1所示。
表1
从表1可知,本发明实施例l~实施例5的再生清水混凝土工艺品的标准试件28d抗压强度达到C30混凝土的强度标准;将实施例l与对比例1~对比例3比较可知,实施例1制备的再生清水混凝土工艺品标准试件的28d抗压强度高于对比例1~对比例3的28d抗压强度,且对比例1~对比例3制备再生清水混凝土工艺品标准试件的28d抗压强度依次降低,说明水泥与水反应后能形成坚固的水泥石,将集料颗粒牢固的粘结成整体,使混凝土具有较好的物理力学性能;而矿粉和粉煤灰的粒径比水泥的颗粒小,粉煤灰和矿粉填充于水泥颗粒的空隙,形成紧密堆积结构,提高了密实度;矿粉和粉煤灰具有较高的火山灰活性,掺入的矿粉、粉煤灰与水泥中的氢氧化钙反应生成的CSH凝胶提高了再生清水混凝土工艺品的强度,优化其孔径分布,降低其吸水孔隙率;此外,粉煤灰具有球形“滚珠效应”,降低水泥用量的同时能降低水化热,能够明显提高再生清水混凝土工艺品浆体的和易性,使再生清水混凝土工艺品的后期强度提高,力学性能变好。
实施例1~实施例5中,随着各组分量的增加,对应的28d抗压强度和28d抗折强度呈增加的趋势,说明随着各组分含量的增加,再生清水混凝土工艺品的水胶比逐渐减小,且胶凝材料中水泥所占的比重逐渐增大,而水泥与水进行水化反应生成的水泥石是再生清水混凝土工艺品强度的主要来源,因此,再生清水混凝土工艺品的抗压强度和抗折强度随着各组分量的增加而增加。
同时,从表1可以看出,实施例4的再生清水混凝土工艺品的配比组分为实施例中的最优选方案,其综合性能最佳;经进一步检测,实施例4的再生清水混凝土工艺品表面颜色均匀,表面无大于2mm的气泡,无明显裂缝及粉化痕迹,具有较好的饰面效果,说明本发明采用管桩废弃余浆制备再生清水混凝土工艺品,节约了资源,降低了原料和生产的综合成本,具有较好的社会和经济效益。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.利用管桩废弃余浆制备的再生清水混凝土工艺品,其特征在于,按质量份数计由以下成分组成:管桩废弃余浆1500~1700份,水泥100~300份,粉煤灰90~110份,矿粉90~110份,砂100~300份,纤维0~15份。
2.根据权利要求1所述的利用管桩废弃余浆制备的再生清水混凝土工艺品,其特征在于,按质量份数计由以下成分组成:管桩废弃余浆1620~1700份,水泥220~300份,粉煤灰100~110份,矿粉100~110份,砂200~300份,纤维7~15份。
3.根据权利要求1所述的利用管桩废弃余浆制备的再生清水混凝土工艺品,其特征在于,按质量份数计由以下成分组成:管桩废弃余浆1680份,水泥280份,粉煤灰105份,矿粉105份,砂250份,纤维12份。
4.根据权利要求1所述的利用管桩废弃余浆制备的再生清水混凝土工艺品,其特征在于,所述管桩废弃余浆为混凝土管桩生产过程中经过离心成型工艺排出的废料余浆;
所述水泥为等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥或低碱度硫铝酸盐水泥,且分别符合GB175-2007《通用硅酸盐水泥》和JC/T 659-2003《低碱度硫铝酸盐水泥》的要求;
所述粉煤灰均为F类Ⅱ级优质粉煤灰,细度小于25%,需水量小于105%,烧失量小于8%,且为符合GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中国家标准规定的F类Ⅱ级粉煤灰;
所述矿粉的等级为S95级,矿粉的活性指数7d大于75%,28d大于95%,比表面积大于350m2/kg,烧失量小于3%,且矿粉为遵循国家标准规定GB/T 18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》所述的S95等级矿渣粉;
所述砂为Ⅱ区中砂,细度模数为2.5~2.8,且符合GB/T 14684-2011《建设用砂》的要求;
所述纤维为聚丙烯纤维、玻璃纤维或碳纤维。
5.一种制备如权利要求1~权利要求4中任一权利要求所述的再生清水混凝土工艺品的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、收集管桩废弃余浆:将管桩生产过程中经过离心成型工艺排出的废料余浆在15min内收集至容器中,经过滤去除大颗粒骨料,得到管桩废弃余浆原料;
步骤二、称量配料:根据目的产物再生清水混凝土工艺品的成分组成进行配料并称量,准备原料;
步骤三、搅拌混合:将步骤二中准备的原料中的管桩废弃余浆原料调配流动度形成管桩废弃余浆,并与水泥、粉煤灰、矿粉加入到搅拌机中采用140r/min~160r/min的搅拌速率搅拌1min~2min,然后加入砂采用140r/min~160r/min的搅拌速率搅拌1min,再加入纤维采用280r/min~290r/min的搅拌速率搅拌2min~4min,得到混匀浆体;
步骤四、倒浆入模:将步骤三中得到的混匀浆体倒入硅胶模具中并放置于振动台上振动排气30s以上,然后进行初次抹面处理,静置至混匀浆体临近初凝时进行二次抹面处理,静置至混匀浆体终凝,并在硅胶模具表面覆盖塑料薄膜;
步骤五、拆模养护:将步骤四中表面覆盖塑料薄膜的硅胶模具放置于标准养护室内进行带模养护24h,拆模后采用蓄水养护的方法在恒温下养护14d以上,然后表面喷涂保护剂2~3次,得到再生清水混凝土工艺品。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤一中所述容器为铁质或不锈钢容器,且容器中设置有搅拌装置。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,对步骤一中所述管桩废弃余浆原料进行缓凝处理,具体过程为:在管桩废弃余浆原料收集至容器中后、运输前的1h内掺加缓凝剂,以控制管桩废弃余浆原料的凝结时间为4h~6h;所述缓凝剂为糖类缓凝剂,且缓凝剂的加入量为管桩废弃余浆原料总质量的0.07%~1.8%。
8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤三中所述调配流动度的过程为:先对管桩废弃余浆原料进行流动度检测,当检测到的流动度数值小于190mm时加水稀释并进行均化处理,使得经均化处理后的管桩废弃余浆原料的固含量为45%~55%。
9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤五中所述保护剂的主要成分为有机硅改性树脂。
10.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤四中混匀浆体倒入硅胶模具采用二次灌浆工艺,具体过程为:将混匀浆体倒入硅胶模具中进行一次灌浆,并使得硅胶模具的内部全部均匀润湿,然后倒出并搅拌均匀,再倒入硅胶模具中进行二次灌浆,经养护得到再生清水混凝土工艺品。
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