CN113429183A - 一种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土及其制备方法,所述高掺量再生砂粉基泡沫混凝土包括砂浆、泡沫,所述泡沫与砂浆的体积比为5:5或6:4或7:3,所述砂浆的水胶比为1.4,其中水泥占水泥与再生砂粉总质量的16.7%,再生砂粉占水泥与再生砂粉总质量的83.3%,所述泡沫中泡沫剂的稀释倍数为30倍,其中泡沫剂选用动物泡沫剂;按照重量份计,包括以下各组分:水泥600‑1000份、再生砂粉3000‑5000份,砂浆用水840‑1400份、泡沫剂9‑12.6份、泡沫剂用水261‑365.4份。本发明所述的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土具有再生利用率高、成本低、节能的优点,为建筑垃圾再生砂粉的高附加值利用提供了一种途径。

Description

一种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域,特别是涉及一种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土及其制备方法。
背景技术
再生微粉基泡沫混凝土是以废弃混凝土和砖等建筑垃圾再生微粉为矿物掺和料制得的泡沫混凝土。随着城市化进程加快,如何保障城市建筑垃圾高附加值利用越来越受到关注。再生微粉基泡沫混凝土可利用再生微粉具有疏松多孔的特性,低成本制备绿色节能保温材料。因而,再生微粉基泡沫混凝土制备技术的发展势在必行。
目前,再生微粉可作为再生水泥、再生矿物掺和料应用于混凝土中,具有一定的环保效益和社会经济效益。但由于粒径筛分属于高能耗作业,工厂中一般将再生微粉与再生砂混合在一起出厂,这给再生微粉的升级利用带来一定困难。
除直接作为水泥、矿物掺和料使用外,本领域还认为再生微粉可通过传统的激发剂进行强度改善,但激发剂往往对混凝土其他性能具有一定程度负影响,且多一种化工原料,会提高材料成本和加大预拌生产技术难度,因此在不激发的情况下,对再生微粉进行升级利用,具有一定前景。
此外,虽然本领域已经开展了一些再生微粉基泡沫混凝土制备技术的研究,但由于再生微粉具有降低强度的作用,混凝土中再生微粉掺量一般低于30%。
最后,由于泡沫混凝土本身存在高强度与低导热系数相互制约的矛盾,疏松多孔的再生微粉虽然能够作为轻物质材料加入泡沫混凝土中,但往往导致泡沫混凝土本就不高的强度更加低,因此,如何高效利用建筑垃圾制备出具有一定强度的泡沫混凝土,是非常困难的。这不仅需要通过大量实验来确定再生材料的最大掺量,以提高建筑垃圾的利用率;还需要通过大量实验来确定泡沫和砂浆的比例,以解决保温材料低导热系数和高抗压强度的相互制约问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土,本发明所述的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土具有再生利用率高、利用方法简便的特点。其材料组成中建筑垃圾再生砂粉对水泥的取代率高达83%;0-4.75mm的再生砂与粉的混合物无需筛分而直接利用到泡沫混凝土中可减少生产能耗。同时其综合性能较佳,干密度950-1300kg/m3,导热系数0.291-0.409W/m·K,抗压强度2.7-3.8MPa。因此,本发明的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土兼具了再生利用率高、生产工艺简单的特点,解决了高掺量再生砂粉基泡沫混凝土掺量低、需要研磨激发筛分再加工的问题,为高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的发展奠定了基础。同时,本发明还将提供一种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的制备方法。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明采用以下技术方案:
本发明的第一方面,提供一种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土,该混凝土包括砂浆与泡沫,泡沫与砂浆的体积比为5:5或6:4或7:3,所述砂浆包括水泥、再生砂粉及砂浆用水,所述砂浆的水胶比为1.4,水泥占水泥与再生砂粉总质量的16.7%,所述泡沫包括泡沫剂及泡沫剂用水,所述泡沫剂为动物泡沫剂,所述泡沫剂的稀释倍数为30倍,所述再生砂粉选自建筑垃圾废弃混凝土的砂、粉混合物。
作为优选的技术方案,按照重量份计,包括以下各组分:水泥600-1000份、再生砂粉3000-5000份、砂浆用水840-1400份、泡沫剂9-12.6份、泡沫剂用水261-365.4份。
作为优选的技术方案,按照重量份计,包括以下各组分:水泥600-800份、再生砂粉3000-4000份,砂浆用水840-1120份、泡沫剂10.8-12.6份、泡沫剂用水313.2-365.4份。
作为优选的技术方案,按照重量份计,包括以下各组分:水泥600份、再生砂粉3000份,砂浆用水840份、泡沫剂12.6份、泡沫剂用水365.4份。
作为优选的技术方案,所述水泥选自42.5级快硬硫铝酸盐水泥,比表面积为370m2/kg,初凝时间为35min,终凝时间为170min,1天、3天、28天抗压强度分别为33.0MPa、43.0MPa、48.0MPa。
作为优选的技术方案,所述再生砂粉的堆积密度为1186kg/m3,粒径为0-4.75mm。
作为优选的技术方案,再生砂粉中0-0.075mm、0.075-0.15mm、0.15-0.3mm、0.3-0.6mm、0.6-1.18mm、1.18-2.36mm、2.36-4.75mm的粒径占比分别为2.6%、4.0%、8.1%、12.2%、11.6%、12.5%、24.2%、24.9%。
作为优选的技术方案,所述泡沫剂选自动物蛋白型物理泡沫剂,颜色为棕褐色,密度为1.02g/mL,稀释倍数为30倍,且此稀释倍数下发泡倍数为17倍,消泡时间为24小时。
本发明的第二方面,提供一种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的制备方法,用于制备上述的泡沫混凝土,包括以下步骤:
步骤1、按照配方量分别称取泡沫剂、泡沫剂用水;
步骤2、将泡沫剂和泡沫剂用水倒入塑料杯中,获得泡沫剂稀释液;
步骤3、将便携式水泥发泡机置于强制式单卧轴混凝土搅拌机旁,并连接好电源;
步骤4、按照配方量分别称取水泥、再生砂粉、砂浆用水;
步骤5、将水泥、再生砂粉倒入强制式单卧轴混凝土搅拌机中,搅拌15-45秒使之均匀;
步骤6、将砂浆用水倒入步骤5得到的混合物中,搅拌15-60秒;
步骤7、将便携式水泥发泡机吸液管浸泡于步骤2得到的泡沫剂稀释液液面以下,在搅拌机旁用手扶持便携式水泥发泡机发泡管,并将管口对准搅拌机加料口;
步骤8、启动强制式单卧轴混凝土搅拌机,搅拌砂浆;
步骤9、启动便携式水泥发泡机,边搅拌边将泡沫打入强制式单卧轴混凝土搅拌机内;
步骤10、待泡沫剂稀释液吸尽时关闭便携式水泥发泡机;
步骤11、将步骤11得到的泡浆混合物继续搅拌120-180s;
步骤12、成型,自然养护1-4天;
步骤13、脱模,自然养护至28天龄期。
本说明书中所述的“重量份”,是指各组分之间的相对质量配比关系,而不是实际的质量单位。根据实际情况,1重量份可以是1kg、10kg等任意质量。
现有技术中,一般参照标准胶砂,将再生砂粉取代水泥量固定为30%,通过28d抗压强度比表征再生砂粉活性,这一做法限制了再生砂粉利用率低于30%。而本发明为提高再生砂粉利用率,采用向再生砂粉中直接加入水的方法,以求获得全再生胶砂,但结果表明,不掺入水泥的全再生胶砂不具有粘聚性,而呈分散颗粒状。故本发明通过调节再生砂粉固定掺量下水泥与水的最小用量,最大限度提高再生砂粉掺量,从而改善再生砂粉利用率低的问题。
另外,目前学者们,一般认为再生砂粉应通过激发、研磨等化学和物理处理方法后筛分使用,以激发再生砂粉活性,提高再生混凝土强度,但此类方法导致再生砂粉处理工艺复杂、生产能耗较大。而本发明为简化再生泡沫混凝土制备工艺,将工厂生产的0-4.75mm再生砂与粉的混合物直接使用,所制泡沫混凝土综合性能较佳,从而改善再生砂粉在利用过程中再处理工艺复杂的的问题。
最后,本发明还通过大量实验对比了高掺量再生砂粉基胶砂与普通胶砂、高掺量再生砂粉基泡沫混凝土与普通泡沫混凝土的区别,并筛选了合适的再生砂粉掺量、泡浆比,从而首次得到如下结论:不掺入水泥的全再生胶砂不具有粘聚性;1000g再生胶砂中至少掺入200g水泥,210g水,才具有粘聚性;再生砂粉占水泥与再生砂粉总质量83%时,胶砂28d抗压强度为普通胶砂的31%,为15MPa;泡浆比从5:5增大到9:1,再生泡沫混凝土干密度、导热系数、抗压强度降幅分别为73%、80%、82%;当泡浆比7:3,再生砂粉占水泥与再生砂粉总质量83%时,再生泡沫混凝土干密度966kg/m3,导热系数0.291W/(m·K),抗压强度2.7MPa,综合性能较佳,其干密度、导热系数、抗压强度分别为普通泡沫混凝土的143%、206%、170%。
如上所述,本发明具有以下有益效果:本发明所述的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土具有再生利用率高、成本低、节能的优点,为建筑垃圾再生砂粉的高附加值利用提供了一种途径。
附图说明
图1为水泥浆掺量对再生胶砂物料状态的影响对比图。
图2为用水量对再生胶砂物料状态的影响对比图。
图3为振动前全再生胶砂与部分再生胶砂跳桌试验对比图。
图4为振动后全再生胶砂与部分再生胶砂跳桌试验对比图。
图5为高掺量再生砂粉基胶砂与普通胶砂强度对比图。
图6为泡浆比对高掺量再生砂粉基泡沫混凝土性能影响图。
图7为高掺量再生砂粉基泡沫混凝土与普通泡沫混凝土性能对比图。
图8为实施例3高掺量再生砂粉基泡沫混凝土试样图。
图9为对比例4高掺量再生砂粉基泡沫混凝土试样图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
本发明的目的是要研究和开发出再生利用率高、再生砂粉处理工艺简便的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土,以下通过筛选试验对本发明高掺量再生砂粉基泡沫混凝土原料组成的筛选过程进行说明。
在以下实施例中,如无特殊说明,42.5快硬硫铝酸盐水泥购自唐山北极熊水泥厂;再生砂粉购自上海又宏环保科技有限公司,粒径为0-4.75mm;水为自来水;泡沫剂购自北京亚设建材有限公司,为动物泡沫剂。
筛选试验1
该筛选试验的目的是对再生胶砂中水泥浆的掺量进行筛选。按重量份计,再生砂粉1000份,水130份,砂浆的掺量分别为0、60份、120份、180份、240份,砂浆中水泥占16.7%、水占83.3%。筛选试验1高掺量再生砂粉基胶砂水泥浆用量试验配比和物料状态如表1所示。
表1
上述高掺量再生砂粉基胶砂的制备方法是:按照配方量分别称取再生砂粉、水、水泥;将再生砂粉、水加入砂浆搅拌锅中,慢速搅拌60s,快速搅拌30s;向砂浆搅拌锅中加入水泥和水,慢速搅拌60s,快速搅拌30s使之均匀。拍摄物料状态照片。
不同水泥浆掺量下再生胶砂物料状态如图1所示(从左至右水泥添加量逐渐增加)。由图1可知,再生砂粉中直接加水,而不加入水泥,物料无法成为连续相。加入水泥浆后,随着水泥浆掺量增大,物料逐渐从干燥的颗粒状变为湿润的颗粒状,且颗粒逐渐增大。但物料仍较干,没有粘聚性。由于再生砂粉中0.075mm以下粉状微粒(手摸无颗粒感,而是光滑细腻的粉末,与水泥相似)占6.6%,近似为10%,即1000g再生砂粉中约含有100g粉(废旧水泥的水化产物),再加入200g粉(新水泥),可达到标准胶砂比(1:3),因此,水泥加到200g,不再继续加入。
筛选试验2
该筛选试验的目的是对再生胶砂中的用水量进行筛选。按重量份计,再生砂粉1000份,水泥200份,用水量分别为170份、180份、190份、200份、210份。筛选试验2高掺量再生砂粉基胶砂用水量试验配比和物料状态如表2所示。
表2
上述高掺量再生砂粉基胶砂的制备方法是:按照配方量分别称取再生砂粉、水泥、水;将再生砂粉、水泥加入砂浆搅拌锅中,慢速搅拌60s,快速搅拌30s;向砂浆搅拌锅中加入水,慢速搅拌60s,快速搅拌30s使之均匀。拍摄物料状态照片,并按GB/T2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》检测砂浆扩展度。
不同用水量下再生胶砂物料状态如图2所示(从左至右用水量逐渐增加)。由图2可知,随着用水量增加,再生胶砂的物料状态从分散颗粒状逐渐变为互相粘结的大块。1000g再生砂粉至少需要200g水泥、210g水,物料才能达到互相粘聚的状态。全再生胶砂与部分再生胶砂跳桌试验对比如图3(图左1000g再生砂粉140g水;图右1000g再生砂粉210g水200g水泥)、图4所示(图左1000g再生砂粉140g水;图右1000g再生砂粉210g水200g水泥)。结合图3、图4可知,全再生胶砂振动后呈散状,掺入水泥的部分再生胶砂振动后虽然没有扩展度,但仍粘聚在一起。可见全再生胶砂无法成为连续相,1000g再生砂粉中,至少要加入水210g,水泥200g,才能使物料具有粘性。
对比试验1
该对比试验的目的是将再生胶砂与普通胶砂进行对比。设计普通胶砂的原料组成为:水泥450份,标准砂1350份,水225份;设计高掺量再生砂粉基胶砂的原料组成为:水泥350份,再生砂粉1750份,水367.5份。对比试验1普通胶砂和再生胶砂对比试验配比如表3所示。
表3
水泥/g 标准砂/g 再生砂粉/g 水/g
普通胶砂 450 1350 0 225
高掺量再生砂粉基胶砂 350 0 1750 367.5
上述普通胶砂与再生胶砂的制备方法是:按照配方量分别称取水泥、标准砂、再生砂粉、水;将水倒入砂浆搅拌锅中;向砂浆搅拌锅中加入水泥,慢速搅拌30s;在第二个30s开始的同时均匀地将标准砂或再生砂粉加入;停拌90s,在第一个15s内刮掉搅拌叶和锅内壁上的胶砂;快速搅拌60s;成型;振实;1天后脱模;放在20±1℃水中养护至28天龄期。按GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》检测胶砂抗压强度。
高掺量再生砂粉基胶砂与普通胶砂强度对比如图5所示。由图5可知,高掺量再生砂粉基胶砂3d、28d抗压强度分别为7MPa、15MPa;普通胶砂3d、28d抗压强度分别为43MPa、48MPa。由此可见,高掺量再生砂粉基胶砂抗压强度较普通胶砂大幅降低,其3d抗压强度是普通胶砂的16%,28d抗压强度是普通胶砂的31%。虽然强度不够理想,但再生砂粉占水泥与再生砂粉总质量高达83%,胶砂仍具有胶凝性,是文献中首次得出的结论,对建筑垃圾高利用率发展具有一定意义。
筛选试验3
该筛选试验的目的是对高掺量再生砂粉基泡沫混凝土泡浆比(泡沫与砂浆体积比)进行筛选。设计高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的原料组成为:砂浆与泡沫总体积为10L,砂浆体积分别为5L、4L、3L、2L、1L,即泡沫体积分别为5L、6L、7L、8L、9L。
砂浆中包括水泥、再生砂粉、水,砂浆中水胶比(水与水泥量比)为1.4,其中水泥占水泥与再生砂粉总质量的16.7%,再生砂粉占水泥与再生砂粉总质量的83.3%;泡沫由泡沫剂经水稀释至30倍又由空压机发泡后制得。
将原料组成由体积掺量换算成质量掺量:测试1L砂浆中水泥、再生砂粉、水的质量,1L泡沫中泡沫剂、水的质量。取200g水泥、1000g再生砂粉置于塑料量杯中,向量杯中加入280g水(水胶比1.4),搅拌均匀,测得砂浆体积为1L,则1L砂浆需要水泥200g、再生砂粉1000g、水280g。取10g泡沫剂置于量杯中,向量杯中加入290g水,获得稀释倍数为30倍的泡沫剂稀释液,采用便携式水泥发泡机将泡沫剂稀释液发出泡沫并打入广口塑料桶中,测试泡沫体积为5.55L,则1L泡沫需要泡沫剂10/5.55×1=1.8g、水1.8×29=52.2g。因此1L砂浆(水泥16.7%、再生砂粉83.3%、水胶比1.4)需要水泥200g、再生砂粉1000g、水280g;1L泡沫(稀释倍数30倍)需要泡沫剂1.8g,水52.2g。因此,筛选试验3高掺量再生砂粉基泡沫混凝土泡浆比试验配比如表4所示。
表4
上述高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的制备方法是:按照配方量分别称取泡沫剂、泡沫剂用水;将泡沫剂和泡沫剂用水倒入塑料杯中,获得泡沫剂稀释液;将便携式水泥发泡机置于强制式单卧轴混凝土搅拌机旁,并连接好电源;按照配方量分别称取水泥、再生砂粉、砂浆用水;将水泥、再生砂粉倒入强制式单卧轴混凝土搅拌机中,搅拌30秒使之均匀;将砂浆用水倒入上述混合物中,搅拌30秒;将便携式水泥发泡机吸液管浸泡于泡沫剂稀释液液面以下,在搅拌机旁用手扶持便携式水泥发泡机发泡管,并将管口对准搅拌机加料口;启动强制式单卧轴混凝土搅拌机,搅拌砂浆;启动便携式水泥发泡机,边搅拌边将泡沫打入强制式单卧轴混凝土搅拌机内;待泡沫剂稀释液吸尽时关闭便携式水泥发泡机;将泡浆混合物继续搅拌180s;成型,自然养护2天;脱模,自然养护至28天龄期。按JG/T266-2011《泡沫混凝土》检测高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的干密度和抗压强度;按GB/T10294《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》检测高掺量再生砂粉基泡沫混凝土导热系数。
泡浆比对高掺量再生砂粉基泡沫混凝土性能影响如图6所示。由图6可知,泡浆比从5:5增大到9:1,高掺量再生砂粉基泡沫混凝土干密度、导热系数、抗压强度分别从1305kg/m3、0.409W/(m·K)、3.8MPa降低到357kg/m3、0.080W/(m·K)、0.7MPa,其中导热系数和抗压强度降幅较大,分别为80%、82%,干密度降幅较小,为73%。当泡浆比为7:3时,泡沫混凝土综合性能较好,干密度为966kg/m3,导热系数为0.291W/(m·K),抗压强度为2.7MPa,此时再生砂粉占水泥与再生砂粉总质量高达83%(再生砂粉/(水泥+再生砂粉)),是文献中首次得出的结论,对建筑垃圾高附加值利用具有一定意义。
对比试验2
该对比试验的目的是将高掺量再生砂粉基泡沫混凝土与普通泡沫混凝土进行对比。设计普通泡沫混凝土的原料组成为:泡浆比7:3,砂浆中水泥3300份,水胶比0.5,泡沫中泡沫剂12.6份,泡沫剂稀释倍数30倍;设计高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的原料组成为:泡浆比7:3,砂浆中水泥600份,再生砂粉3000份,水胶比1.4,泡沫中泡沫剂12.6份,泡沫剂稀释倍数30倍。对比试验2普通泡沫混凝土和高掺量再生砂粉基泡沫混凝土对比试验配比如表5所示。
表5
上述高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的制备方法是:按照配方量分别称取泡沫剂、泡沫剂用水;将泡沫剂和泡沫剂用水倒入塑料杯中,获得泡沫剂稀释液;将便携式水泥发泡机置于强制式单卧轴混凝土搅拌机旁,并连接好电源;按照配方量分别称取水泥、再生砂粉、砂浆用水;将水泥、再生砂粉倒入强制式单卧轴混凝土搅拌机中,搅拌30秒使之均匀;将砂浆用水倒入上述混合物中,搅拌30秒;将便携式水泥发泡机吸液管浸泡于泡沫剂稀释液液面以下,在搅拌机旁用手扶持便携式水泥发泡机发泡管,并将管口对准搅拌机加料口;启动强制式单卧轴混凝土搅拌机,搅拌砂浆;启动便携式水泥发泡机,边搅拌边将泡沫打入强制式单卧轴混凝土搅拌机内;待泡沫剂稀释液吸尽时关闭便携式水泥发泡机;将泡浆混合物继续搅拌180s;成型,自然养护2天;脱模,自然养护至28天龄期。按JG/T266-2011《泡沫混凝土》检测高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的干密度和抗压强度;按GB/T10294《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》检测高掺量再生砂粉基泡沫混凝土导热系数。上述普通泡沫混凝土的制备方法除不加入再生砂粉,其他同高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的制备方法。
高掺量再生砂粉基泡沫混凝土与普通泡沫混凝土性能对比如图7所示。由图7可知,高掺量再生砂粉基泡沫混凝土干密度、导热系数、抗压强度分别为966kg/m3、0.291W/(m·K)、2.7MPa;普通泡沫混凝土干密度、导热系数、抗压强度分别为398kg/m3、0.095W/(m·K)、1MPa。当泡浆比相同时,与普通泡沫混凝土相比,高掺量再生砂粉基泡沫混凝土干密度、导热系数、抗压强度均显著增大,其中导热系数增幅最大,为206%;抗压强度增幅次之,为170%,干密度增幅最小,为143%。这可能是因为再生砂粉中粒子尖锐,对泡沫具有消泡作用,因此密度增大,相应导热系数、抗压强度均增大。由此可见,高掺量再生砂粉基泡沫混凝土相较于普通泡沫混凝土密度增大,但仍可作为泡沫混凝土使用。
综上,经筛选与对比制得高掺量再生砂粉基泡沫混凝土过程中,得到如下结论:不掺入水泥的全再生胶砂不具有粘聚性;1000g再生胶砂中至少掺入200g水泥,210g水,才具有粘聚性;再生砂粉占水泥与再生砂粉总质量83%时,胶砂28d抗压强度为普通胶砂的31%,为15MPa;泡浆比从5:5增大到9:1,再生泡沫混凝土干密度、导热系数、抗压强度降幅分别为73%、80%、82%;当泡浆比7:3,再生砂粉占水泥与再生砂粉总质量83%时,再生泡沫混凝土干密度966kg/m3,导热系数0.291W/(m·K),抗压强度2.7MPa,综合性能较佳,其干密度、导热系数、抗压强度分别为普通泡沫混凝土的143%、206%、170%。
实施例1
本实施例提供一种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土。本实施例所述高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的原料组成,见表6所示;通过如下方法制备:
步骤1、按照配方量分别称取泡沫剂、泡沫剂用水;
步骤2、将泡沫剂和泡沫剂用水倒入塑料杯中,获得泡沫剂稀释液;
步骤3、将便携式水泥发泡机置于强制式单卧轴混凝土搅拌机旁,并连接好电源;
步骤4、按照配方量分别称取水泥、再生砂粉、砂浆用水;
步骤5、将水泥、再生砂粉倒入强制式单卧轴混凝土搅拌机中,搅拌30秒使之均匀;
步骤6、将砂浆用水倒入步骤5得到的混合物中,搅拌30秒;
步骤7、将便携式水泥发泡机吸液管浸泡于步骤2得到的泡沫剂稀释液液面以下,在搅拌机旁用手扶持便携式水泥发泡机发泡管,并将管口对准搅拌机加料口;
步骤8、启动强制式单卧轴混凝土搅拌机,搅拌砂浆;
步骤9、启动便携式水泥发泡机,边搅拌边将泡沫打入强制式单卧轴混凝土搅拌机内;
步骤10、待泡沫剂稀释液吸尽时关闭便携式水泥发泡机;
步骤11、将步骤11得到的泡浆混合物继续搅拌180s;
步骤12、成型,自然养护2天;
步骤13、脱模,自然养护至28天龄期。
实施例2
本实施例提供一种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土。本实施例所述高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的原料组成,见表6所示;通过如下方法制备:
步骤1、按照配方量分别称取泡沫剂、泡沫剂用水;
步骤2、将泡沫剂和泡沫剂用水倒入塑料杯中,获得泡沫剂稀释液;
步骤3、将便携式水泥发泡机置于强制式单卧轴混凝土搅拌机旁,并连接好电源;
步骤4、按照配方量分别称取水泥、再生砂粉、砂浆用水;
步骤5、将水泥、再生砂粉倒入强制式单卧轴混凝土搅拌机中,搅拌30秒使之均匀;
步骤6、将砂浆用水倒入步骤5得到的混合物中,搅拌30秒;
步骤7、将便携式水泥发泡机吸液管浸泡于步骤2得到的泡沫剂稀释液液面以下,在搅拌机旁用手扶持便携式水泥发泡机发泡管,并将管口对准搅拌机加料口;
步骤8、启动强制式单卧轴混凝土搅拌机,搅拌砂浆;
步骤9、启动便携式水泥发泡机,边搅拌边将泡沫打入强制式单卧轴混凝土搅拌机内;
步骤10、待泡沫剂稀释液吸尽时关闭便携式水泥发泡机;
步骤11、将步骤11得到的泡浆混合物继续搅拌180s;
步骤12、成型,自然养护2天;
步骤13、脱模,自然养护至28天龄期。
实施例3
本实施例提供一种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土。本实施例所述高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的原料组成,见表6所示;本实施例所述高掺量再生砂粉基泡沫混凝土试样如图8所示;通过如下方法制备:
步骤1、按照配方量分别称取泡沫剂、泡沫剂用水;
步骤2、将泡沫剂和泡沫剂用水倒入塑料杯中,获得泡沫剂稀释液;
步骤3、将便携式水泥发泡机置于强制式单卧轴混凝土搅拌机旁,并连接好电源;
步骤4、按照配方量分别称取水泥、再生砂粉、砂浆用水;
步骤5、将水泥、再生砂粉倒入强制式单卧轴混凝土搅拌机中,搅拌30秒使之均匀;
步骤6、将砂浆用水倒入步骤5得到的混合物中,搅拌30秒;
步骤7、将便携式水泥发泡机吸液管浸泡于步骤2得到的泡沫剂稀释液液面以下,在搅拌机旁用手扶持便携式水泥发泡机发泡管,并将管口对准搅拌机加料口;
步骤8、启动强制式单卧轴混凝土搅拌机,搅拌砂浆;
步骤9、启动便携式水泥发泡机,边搅拌边将泡沫打入强制式单卧轴混凝土搅拌机内;
步骤10、待泡沫剂稀释液吸尽时关闭便携式水泥发泡机;
步骤11、将步骤11得到的泡浆混合物继续搅拌180s;
步骤12、成型,自然养护2天;
步骤13、脱模,自然养护至28天龄期。
测试实施例1-3的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的性能
实施例1-3制备的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土养护28天后,按JG/T266-2011《泡沫混凝土》检测高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的干密度和抗压强度;按GB/T10294《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》检测高掺量再生砂粉基泡沫混凝土导热系数,结果见表6。
表6(1重量份=1g)
原料 实施例1 实施例2 实施例3
泡沫/砂浆体积比 5比5 6比4 7比3
水泥 1000 800 600
粉煤灰 0 0 0
再生砂粉 5000 4000 3000
砂浆用水 1400 1120 840
泡沫剂 9 10.8 12.6
泡沫剂用水 261 313.2 365.4
干密度/(kg/m3) 1305 1136 966
导热系数/(W/m·K) 0.409 0.350 0.291
抗压强度/MPa 3.8 3.2 2.7
测试结果表明:三种配合比配制出三种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土,再生砂粉掺量均高达83.3%(再生砂粉/(水泥+再生砂粉)),其中,实施例1是抗压强度最大的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土,其干密度约为1300kg/m3,导热系数约为0.4W/m·K,抗压强度为3.8MPa;实施例2是综合性能较佳的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土,其干密度约为1100kg/m3,导热系数为0.35W/m·K,抗压强度为3.2MPa;实施例3是导热系数最低的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土,其干密度约为950kg/m3,导热系数约为0.3W/m·K,抗压强度为2.7MPa。
对比例1
本对比例提供一种高掺量再生砂粉基混凝土。本对比例所述高掺量再生砂粉基混凝土的原料组成,见表7所示;通过如下方法制备:
步骤1、按照配方量分别称取水泥、再生砂粉、水;
步骤2、将水泥、再生砂粉倒入强制式单卧轴混凝土搅拌机中,搅拌30秒使之均匀;
步骤3、将水倒入上述混合物中,搅拌120秒;
步骤4、成型,自然养护2天;
步骤5、脱模,自然养护至28天龄期。
对比例2
本对比例提供一种普通泡沫混凝土。本对比例所述普通泡沫混凝土的原料组成,见表7所示;通过如下方法制备:
步骤1、按照配方量分别称取泡沫剂、泡沫剂用水;
步骤2、将泡沫剂和泡沫剂用水倒入塑料杯中,获得泡沫剂稀释液;
步骤3、将便携式水泥发泡机置于强制式单卧轴混凝土搅拌机旁,并连接好电源;
步骤4、按照配方量分别称取水泥、水泥浆用水;
步骤5、将水泥、水泥浆用水倒入强制式单卧轴混凝土搅拌机中,搅拌60秒使之均匀;
步骤6、将便携式水泥发泡机吸液管浸泡于步骤2得到的泡沫剂稀释液液面以下,在搅拌机旁用手扶持便携式水泥发泡机发泡管,并将管口对准搅拌机加料口;
步骤7、启动强制式单卧轴混凝土搅拌机,搅拌砂浆;
步骤8、启动便携式水泥发泡机,边搅拌边将泡沫打入强制式单卧轴混凝土搅拌机内;
步骤9、待泡沫剂稀释液吸尽时关闭便携式水泥发泡机;
步骤10、将上述泡浆混合物继续搅拌180s;
步骤11、成型,自然养护2天;
步骤12、脱模,自然养护至28天龄期。
对比例3
本对比例提供一种低掺量再生砂粉基泡沫混凝土。本对比例所述低掺量再生砂粉基泡沫混凝土的原料组成,见表7所示;通过如下方法制备:
步骤1、按照配方量分别称取泡沫剂、泡沫剂用水;
步骤2、将泡沫剂和泡沫剂用水倒入塑料杯中,获得泡沫剂稀释液;
步骤3、将便携式水泥发泡机置于强制式单卧轴混凝土搅拌机旁,并连接好电源;
步骤4、按照配方量分别称取水泥、粉煤灰、再生砂粉、砂浆用水;
步骤5、将水泥、粉煤灰、再生砂粉倒入强制式单卧轴混凝土搅拌机中,搅拌30秒使之均匀;
步骤6、将水泥浆用水倒入步骤5得到的混合物中,搅拌30秒;
步骤7、将便携式水泥发泡机吸液管浸泡于步骤2得到的泡沫剂稀释液液面以下,在搅拌机旁用手扶持便携式水泥发泡机发泡管,并将管口对准搅拌机加料口;
步骤8、启动强制式单卧轴混凝土搅拌机,搅拌水泥浆;
步骤9、启动便携式水泥发泡机,边搅拌边将泡沫打入强制式单卧轴混凝土搅拌机内;
步骤10、待泡沫剂稀释液吸尽时关闭便携式水泥发泡机;
步骤11、将上述泡浆混合物继续搅拌180s;
步骤12、成型,自然养护2天;
步骤13、脱模,自然养护至28天龄期。
对比例4
本对比例提供一种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土。本对比例所述高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的原料组成,见表7所示;本对比例所述高掺量再生砂粉基泡沫混凝土试样如图9所示;通过如下方法制备:
步骤1、按照配方量分别称取泡沫剂、泡沫剂用水;
步骤2、将泡沫剂和泡沫剂用水倒入塑料杯中,获得泡沫剂稀释液;
步骤3、将便携式水泥发泡机置于强制式单卧轴混凝土搅拌机旁,并连接好电源;
步骤4、按照配方量分别称取水泥、再生砂粉、砂浆用水;
步骤5、将水泥、再生砂粉倒入强制式单卧轴混凝土搅拌机中,搅拌30秒使之均匀;
步骤6、将砂浆用水倒入步骤5得到的混合物中,搅拌30秒;
步骤7、将便携式水泥发泡机吸液管浸泡于步骤2得到的泡沫剂稀释液液面以下,在搅拌机旁用手扶持便携式水泥发泡机发泡管,并将管口对准搅拌机加料口;
步骤8、启动强制式单卧轴混凝土搅拌机,搅拌砂浆;
步骤9、启动便携式水泥发泡机,边搅拌边将泡沫打入强制式单卧轴混凝土搅拌机内;
步骤10、待泡沫剂稀释液吸尽时关闭便携式水泥发泡机;
步骤11、将步骤11得到的泡浆混合物继续搅拌180s;
步骤12、成型,自然养护2天;
步骤13、脱模,自然养护至28天龄期。
按JG/T266-2011《泡沫混凝土》检测混凝土的干密度和抗压强度;按GB/T10294《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》检测混凝土的导热系数,测试结果见表7。
表7(1重量份=1g)
对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
泡沫/砂浆体积比 0比10 7比3 9比1 9比1
水泥 5000 3300 550 200
粉煤灰 0 0 330 0
再生砂粉 25000 0 220 1000
砂浆用水 7000 1650 330 280
泡沫剂 0 12.6 16.2 16.2
泡沫剂用水 0 365.4 469.8 469.8
干密度/(kg/m3) 1727 398 340 357
导热系数/(W/m·K) 0.556 0.095 0.074 0.080
抗压强度/MPa 15 1 0.7 0.7
测试结果表明:对比例1-4的混凝土的干密度、导热系数、抗压强度等综合性能均明显不及本发明的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土。对比例1高掺量再生砂粉基混凝土的原料组成较本发明的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的区别是没有加入泡沫,因此导热系数较高,约为0.55W/m·K;对比例2普通泡沫混凝土的原料组成较本发明的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的区别是没有掺入再生砂粉,因而没有达到利废的目的;对比例3低掺量再生砂粉基泡沫混凝土的原料组成较本发明的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的区别是泡浆比(泡沫与砂浆体积比)较大且再生砂粉掺量较低,这表明再生砂粉掺量较低时对混凝土副作用小,可掺入较多泡沫,而不塌泡,但建筑垃圾再生利用率较低;对比例4高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的原料组成较本发明的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的区别是泡浆比(泡沫与砂浆体积比)较大且再生砂粉掺量较高,结果抗压强度仅为0.7MPa,这表明再生砂粉掺量较高的情况下,很难将泡浆比调高。综上,超高的再生砂粉掺量和适宜的泡浆比是保证本发明的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土再生利用率高、制备方法简便的关键。
总之,本发明提供了一种再生利用率高、再生利用方法简便、综合性能较佳的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土,为建筑垃圾的再生利用提供一种途径,减少了建筑固废粉尘对空气和土壤的污染,又降低了泡沫混凝土的制备成本,因而为建筑垃圾高附加值利用、无害不燃保温材料等技术的发展做出贡献。
尽管上述实施例已对本发明作出具体描述,但是对于本领域的普通技术人员来说,应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进,这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土,其特征在于,该混凝土包括砂浆与泡沫,泡沫与砂浆的体积比为5:5或6:4或7:3,所述砂浆包括水泥、再生砂粉及砂浆用水,所述砂浆的水胶比为1.4,水泥占水泥与再生砂粉总质量的16.7%,所述泡沫包括泡沫剂及泡沫剂用水,所述泡沫剂为动物泡沫剂,所述泡沫剂的稀释倍数为30倍,所述再生砂粉选自建筑垃圾废弃混凝土的砂、粉混合物。
2.如权利要求1所述的一种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土,其特征在于,按照重量份计,包括以下各组分:水泥600-1000份、再生砂粉3000-5000份、砂浆用水840-1400份、泡沫剂9-12.6份、泡沫剂用水261-365.4份。
3.如权利要求2所述的一种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土,其特征在于,按照重量份计,包括以下各组分:水泥600-800份、再生砂粉3000-4000份,砂浆用水840-1120份、泡沫剂10.8-12.6份、泡沫剂用水313.2-365.4份。
4.如权利要求3所述的一种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土,其特征在于,按照重量份计,包括以下各组分:水泥600份、再生砂粉3000份,砂浆用水840份、泡沫剂12.6份、泡沫剂用水365.4份。
5.如权利要求1-4任一项所述的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土,其特征在于,所述水泥选自42.5级快硬硫铝酸盐水泥,比表面积为370m2/kg,初凝时间为35min,终凝时间为170min,1天、3天、28天抗压强度分别为33.0MPa、43.0MPa、48.0MPa。
6.如权利要求1-4任一项所述的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土,其特征在于,所述再生砂粉的堆积密度为1186kg/m3,粒径为0-4.75mm。
7.如权利要求6所述的一种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土,其特征在于,所述再生砂粉中0-0.075mm、0.075-0.15mm、0.15-0.3mm、0.3-0.6mm、0.6-1.18mm、1.18-2.36mm、2.36-4.75mm的粒径占比分别为2.6%、4.0%、8.1%、12.2%、11.6%、12.5%、24.2%、24.9%。
8.如权利要求1-4任一项所述的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土,其特征在于,所述泡沫剂选自动物蛋白型物理泡沫剂,颜色为棕褐色,密度为1.02g/mL,稀释倍数为30倍,且此稀释倍数下发泡倍数为17倍,消泡时间为24小时。
9.一种高掺量再生砂粉基泡沫混凝土的制备方法,用于制备权利要求1-8任一项所述的高掺量再生砂粉基泡沫混凝土,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、按照配方量分别称取泡沫剂、泡沫剂用水;
步骤2、将泡沫剂和泡沫剂用水倒入塑料杯中,获得泡沫剂稀释液;
步骤3、将便携式水泥发泡机置于强制式单卧轴混凝土搅拌机旁,并连接好电源;
步骤4、按照配方量分别称取水泥、再生砂粉、砂浆用水;
步骤5、将水泥、再生砂粉倒入强制式单卧轴混凝土搅拌机中,搅拌15-45秒使之均匀;
步骤6、将砂浆用水倒入步骤5得到的混合物中,搅拌15-60秒;
步骤7、将便携式水泥发泡机吸液管浸泡于步骤2得到的泡沫剂稀释液液面以下,在搅拌机旁用手扶持便携式水泥发泡机发泡管,并将管口对准搅拌机加料口;
步骤8、启动强制式单卧轴混凝土搅拌机,搅拌砂浆;
步骤9、启动便携式水泥发泡机,边搅拌边将泡沫打入强制式单卧轴混凝土搅拌机内;
步骤10、待泡沫剂稀释液吸尽时关闭便携式水泥发泡机;
步骤11、将步骤11得到的泡浆混合物继续搅拌120-180s;
步骤12、成型,自然养护1-4天;
步骤13、脱模,自然养护至28天龄期。
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