CN113603417A - 一种蒙脱土再生混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种蒙脱土再生混凝土及其制备方法，包括以下步骤，S1.将再生粗骨料进行预湿；S2.将蒙脱土与拌和水混合搅拌，拌和水用量大于蒙脱土用量，得到搅拌蒙脱土悬浊液；S3.将再生粗料A、天然粗骨料、天然河砂和水泥混合搅拌，得到第一混合物；S4.第一混合物与蒙脱土悬浊液混合搅拌，得到第二混合物；S5.取水泥继续与第二混合物混合搅拌，得到第三混合物；S6.将拌和用水加入第三混合物中并持续搅拌120秒，搅拌均匀后，倒出成型后即为蒙脱土再生混凝土。本发明提出的制备方法具有操作简单，实用性强，蒙脱土分散均匀，混凝土流动性好的特点。

Description

一种蒙脱土再生混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体而言，涉及带有一种蒙脱土再生混凝土及其制备方法。
背景技术
随着我国城市化进程的加速推进，建筑废弃物日益增加。我国每年产生的建筑废弃物高达几十亿吨，但目前对建筑废弃物的处理方式主要以露天堆放或简单填埋为主，综合利用率不到5％，这不仅占用了许多土地资源，也对自然环境产生了严重的污染和威胁。将建筑废弃物通过破碎制成再生骨料，这可以节约土地资源并减少对环境的污染，同时也符合低碳经济发展的要求，且具有较高的经济效益和社会效益。但是与天然骨料相比，其孔隙率高、压碎指标大，吸水率高，坚固性差。这在一定程度上限制了再生骨料在混凝土的应用。
蒙脱土是一类由纳米厚度的表面带负电的硅酸盐片层，依靠层间的静电作用而堆积在一起构成的土状矿物，其晶体结构中的晶胞是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体构成，具有独特的一维层状纳米结构和阳离子交换性特性。在再生骨料混凝土中加入蒙脱土，在水泥水化过程能够额外的产生水化硅酸钙(C-S-H)，现有技术中心再生骨料混凝土中的微孔隙和微裂纹并在水化产物之间联结能力低，抗压能力弱，无法良好解决且蒙脱土无法有效回收利用。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺陷，提供一种蒙脱土再生混凝土及其制备方法。该方法能够让蒙脱土均匀地分布到再生混凝土之中，蒙脱土能够参与水泥水化过程，生成额外的水化硅酸钙凝胶(C-S-H)，且其填充再生混凝土中的微裂纹和孔隙，改善微观结构，提高再生混凝土的抗压强度，操作简单，实用性强。
提供了一种蒙脱土再生混凝土的制备方法，包括以下步骤，
S1.将再生粗骨料进行预湿；
S2.将蒙脱土与拌和水混合搅拌，拌和水用量大于蒙脱土用量，得到搅拌蒙脱土悬浊液；
S3.将再生粗料A、天然粗骨料、天然河砂和水泥混合搅拌，得到第一混合物；
S4.第一混合物与蒙脱土悬浊液混合搅拌，得到第二混合物；
S5.取水泥继续与第二混合物混合搅拌，得到第三混合物；
S6.将拌和用水加入第三混合物中并持续搅拌120秒，搅拌均匀后，倒出成型后即为蒙脱土再生混凝土。
进一步的，所述的蒙脱土再生混凝土，水灰比为1：1.789。
进一步的，所述的预湿所用的用水量等于粗骨料24小时吸水率与再生粗骨料用量的乘积。
进一步的，所述的步骤S1-S5中，混合搅拌时长都为60～120秒。
进一步的，所述的步骤S5后还包括以下步骤
所述的蒙脱土混凝土设置于振动台上，处于振动环境逐渐硬化。
进一步的，所述的水泥为为p.o42.5级硅酸盐水泥。
进一步的，所述的蒙脱土含有二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化钠、氧化铁、氧化钾、二氧化钛。
提供了一种蒙脱土再生混凝土，包括以上所述的一种蒙脱土再生混凝土及其制备方法，其特征在于，蒙脱土再生混凝土含有水泥、再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、蒙脱土和水，所述的水泥:再生粗骨料:天然粗骨料：细骨料:蒙脱土:水的质量比为1:0.957:2.232:1.792:0.020:0.559。
其相对于现有技术而言具有的有益效果在于：
1.蒙脱土由于其过小的尺寸和较高的表面积能够有效地改善材料的微观结构，提升再生混凝土材料的强度。之间形成良好的结合，填补缝隙提高一体性。
1.与普通的再生混凝土相比，本发明的方法制备的蒙脱土再生混凝土的抗压强度强于普通混凝土，使其能在建筑工程中得到更为广泛的应用，具有广泛的市场前景。
2.本发明根据再生骨料混凝土强度低的特点，在现有再生骨料混凝土制造方法的基础上，利用蒙脱土在水泥水化过程中产生额外的水化硅酸钙(C-S-H),提高再生骨料混凝土的密实度以提高其力学性能和物理性能。
3.本发明根据再生骨料孔隙率高的特点，在现有再生骨料混凝土制造方法的基础上，利用蒙脱土来改善再生骨料混凝土的力学性能和物理性能。
4.本发明提出的制备方法具有操作简单，实用性强，蒙脱土分散均匀，混凝土流动性好的特点。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为微米蒙脱土粒度分布图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图1，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
参照附图1，本发明在实例中采用从水泥采用张家口燎原水泥有限公司生产的p.o42.5级硅酸盐水泥。粗骨料采用连续级配的再生粗骨料和天然粗骨料，所述的粗骨料粒径均为1～20mm。细骨料采用连续级配的普通河砂，所述的粒径为1～5mm。蒙脱土为亲水性，采购于鼎磊矿业，粒径分布如图1所示。
优选地，所述蒙脱土的相关化学成分如表1所示。所述蒙脱土的粒径如图1所示。
表1 蒙脱土化学成分表
Figure BDA0003189533110000041
本发明在实例中采用从水泥采用张家口燎原水泥有限公司生产的p.o42.5级硅酸盐水泥。粗骨料采用连续级配的再生粗骨料和天然粗骨料，所述的粗骨料粒径均为1～20mm。细骨料采用连续级配的普通河砂，所述的粒径为1～5mm。蒙脱土为亲水性，采购于鼎磊矿业，粒径分布如图1所示。
实施例1
(1)按照比例称出各组分的质量，各组分质量比是水泥:再生粗骨料:天然粗骨料：细骨料:蒙脱土:水的质量比为1:0.957:2.232:1.792:0.020:0.559，所述的蒙脱土再生混凝土水灰比为1：1.789。
(2)取再生粗骨料，如废弃混凝土块体，对再生粗料进行预湿处理，预湿所用的用水量等于粗骨料24小时吸水率与再生粗骨料用量的乘积。
(3)将全部蒙脱土和以上比例中1/3的拌和用水放入容器中，并使用电动搅拌机进行机械搅拌，转速2000转搅拌15分钟，得到蒙脱土悬浊液。
(4)将取再生粗骨料、天然粗骨料、天然河砂和1/2的水泥混合搅拌120秒，得到第一混合物。
(5)将第一混合物和蒙脱土悬浊液搅拌120秒，得到第二混合物。
(5)将剩余1/2水泥加入第二混合物中并持续混合搅拌120秒，得到第三混合物。
(6)将剩余2/3的拌和用水加入第三混合物中并持续搅拌120秒，搅拌均匀后，倒出成型后即为蒙脱土再生混凝土。
2.性能测试：经测试本实施例制备的蒙脱土再生混凝土的28天立方体抗压强度达到41.32Mpa,工作性良好。
所述的水泥为为p.o42.5级硅酸盐水泥。
实施例2
(1)按照比例称出各组分的质量，各组分质量比是水泥:再生粗骨料:天然粗骨料：细骨料:蒙脱土:水的质量比为1:1.594:1.594:1.792:0.020:0.559，所述的蒙脱土再生混凝土水灰比为1：1.789。
(2)取再生粗骨料，如废弃混凝土块体，对再生粗料进行预湿处理，预湿所用的用水量等于粗骨料24小时吸水率与再生粗骨料用量的乘积。
(3)将全部蒙脱土和以上比例中1/3的拌和用水放入容器中，并使用电动搅拌机进行机械搅拌，转速2000转搅拌15分钟，得到蒙脱土悬浊液。
(4)将取再生粗骨料、天然粗骨料、天然河砂和1/2的水泥混合搅拌120秒，得到第一混合物。
(5)将第一混合物和蒙脱土悬浊液搅拌120秒，得到第二混合物。
(5)将剩余1/2水泥加入第二混合物中并持续混合搅拌120秒，得到第三混合物。
(6)将剩余2/3的拌和用水加入第三混合物中并持续搅拌120秒，搅拌均匀后，倒出成型后即为蒙脱土再生混凝土。
2.性能测试：经测试本实施例制备的蒙脱土再生混凝土的28天立方体抗压强度达到40.63Mpa,工作性良好。
所述的水泥为为p.o42.5级硅酸盐水泥。
实施例3
(1)按照比例称出各组分的质量，各组分质量比是水泥:再生粗骨料:天然粗骨料：细骨料:蒙脱土:水的质量比为1:1.611:1.611:1.810:0.031:0.565，所述的蒙脱土再生混凝土水灰比为1：1.770。
(2)取再生粗骨料，如废弃混凝土块体，对再生粗料进行预湿处理，预湿所用的用水量等于粗骨料24小时吸水率与再生粗骨料用量的乘积。
(3)将全部蒙脱土和以上比例中1/3的拌和用水放入容器中，并使用电动搅拌机进行机械搅拌，转速2000转搅拌15分钟，得到蒙脱土悬浊液。
(4)将取再生粗骨料、天然粗骨料、天然河砂和1/2的水泥混合搅拌120秒，得到第一混合物。
(5)将第一混合物和蒙脱土悬浊液搅拌120秒，得到第二混合物。
(5)将剩余1/2水泥加入第二混合物中并持续混合搅拌120秒，得到第三混合物。
(6)将剩余2/3的拌和用水加入第三混合物中并持续搅拌120秒，搅拌均匀后，倒出成型后即为蒙脱土再生混凝土。
2.性能测试：经测试本实施例制备的蒙脱土再生混凝土的28天立方体抗压强度达到41.09Mpa,,工作性良好。
所述的水泥为为p.o42.5级硅酸盐水泥。
实施例4
(1)按照比例称出各组分的质量，各组分质量比是水泥:再生粗骨料:天然粗骨料：细骨料:蒙脱土:水的质量比为1:0.947:2.210:1.774:0.010:0.553，所述的蒙脱土再生混凝土水灰比为1：1.770。
(2)取再生粗骨料，如废弃混凝土块体，对再生粗料进行预湿处理，预湿所用的用水量等于粗骨料24小时吸水率与再生粗骨料用量的乘积。
(3)将全部蒙脱土和以上比例中1/3的拌和用水放入容器中，并使用电动搅拌机进行机械搅拌，转速2000转搅拌15分钟，得到蒙脱土悬浊液。
(4)将取再生粗骨料、天然粗骨料、天然河砂和1/2的水泥混合搅拌120秒，得到第一混合物。
(5)将第一混合物和蒙脱土悬浊液搅拌120秒，得到第二混合物。
(5)将剩余1/2水泥加入第二混合物中并持续混合搅拌120秒，得到第三混合物。
(6)将剩余2/3的拌和用水加入第三混合物中并持续搅拌120秒，搅拌均匀后，倒出成型后即为蒙脱土再生混凝土。
2.性能测试：经测试本实施例制备的蒙脱土再生混凝土的28天立方体抗压强度达到39.10Mpa,工作性良好。
所述的水泥为为p.o42.5级硅酸盐水泥。
实施例5
(1)按照比例称出各组分的质量，各组分质量比是水泥:再生粗骨料:天然粗骨料：细骨料:蒙脱土:水的质量比为1:1.578:1.578:1.774:0.010:0.553，所述的蒙脱土再生混凝土水灰比为1：1.770。
(2)取再生粗骨料，如废弃混凝土块体，对再生粗料进行预湿处理，预湿所用的用水量等于粗骨料24小时吸水率与再生粗骨料用量的乘积。
(3)将全部蒙脱土和以上比例中1/3的拌和用水放入容器中，并使用电动搅拌机进行机械搅拌，转速2000转搅拌15分钟，得到蒙脱土悬浊液。
(4)将取再生粗骨料、天然粗骨料、天然河砂和1/2的水泥混合搅拌120秒，得到第一混合物。
(5)将第一混合物和蒙脱土悬浊液搅拌120秒，得到第二混合物。
(5)将剩余1/2水泥加入第二混合物中并持续混合搅拌120秒，得到第三混合物。
(6)将剩余2/3的拌和用水加入第三混合物中并持续搅拌120秒，搅拌均匀后，倒出成型后即为蒙脱土再生混凝土。
2.性能测试：经测试本实施例制备的蒙脱土再生混凝土的28天立方体抗压强度达到39.04Mpa,工作性良好。
所述的水泥为为p.o42.5级硅酸盐水泥。
实施例6
(1)按照比例称出各组分的质量，各组分质量比是水泥:再生粗骨料:天然粗骨料：细骨料:蒙脱土:水的质量比为1:0.967:2.255:1.811:0.031:0.565，所述的蒙脱土再生混凝土水灰比为1：1.770。
(2)取再生粗骨料，如废弃混凝土块体，对再生粗料进行预湿处理，预湿所用的用水量等于粗骨料24小时吸水率与再生粗骨料用量的乘积。
(3)将全部蒙脱土和以上比例中1/3的拌和用水放入容器中，并使用电动搅拌机进行机械搅拌，转速2000转搅拌15分钟，得到蒙脱土悬浊液。
(4)将取再生粗骨料、天然粗骨料、天然河砂和1/2的水泥混合搅拌120秒，得到第一混合物。
(5)将第一混合物和蒙脱土悬浊液搅拌120秒，得到第二混合物。
(5)将剩余1/2水泥加入第二混合物中并持续混合搅拌120秒，得到第三混合物。
(6)将剩余2/3的拌和用水加入第三混合物中并持续搅拌120秒，搅拌均匀后，倒出成型后即为蒙脱土再生混凝土。
2.性能测试：经测试本实施例制备的蒙脱土再生混凝土的28天立方体抗压强度达到39.24Mpa,工作性良好。
所述的水泥为为p.o42.5级硅酸盐水泥。
实施例7
(1)按照比例称出各组分的质量，各组分质量比是水泥:再生粗骨料:天然粗骨料：细骨料:蒙脱土:水的质量比为1:1.628:1.628:1.829:0.042:0.570，所述的蒙脱土再生混凝土水灰比为1：1.770。
(2)取再生粗骨料，如废弃混凝土块体，对再生粗料进行预湿处理，预湿所用的用水量等于粗骨料24小时吸水率与再生粗骨料用量的乘积。
(3)将全部蒙脱土和以上比例中1/3的拌和用水放入容器中，并使用电动搅拌机进行机械搅拌，转速2000转搅拌15分钟，得到蒙脱土悬浊液。
(4)将取再生粗骨料、天然粗骨料、天然河砂和1/2的水泥混合搅拌120秒，得到第一混合物。
(5)将第一混合物和蒙脱土悬浊液搅拌120秒，得到第二混合物。
(5)将剩余1/2水泥加入第二混合物中并持续混合搅拌120秒，得到第三混合物。
(6)将剩余2/3的拌和用水加入第三混合物中并持续搅拌120秒，搅拌均匀后，倒出成型后即为蒙脱土再生混凝土。
2.性能测试：经测试本实施例制备的蒙脱土再生混凝土的28天立方体抗压强度达到39.54Mpa,工作性良好。
所述的水泥为为p.o42.5级硅酸盐水泥。
实施例8
本实施例包含实施例1-7任一所提供的技术方案并包括，所述的蒙脱土混凝土设置于振动台上，处于振动环境逐渐硬化。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种蒙脱土再生混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1.将再生粗骨料进行预湿；
S2.将蒙脱土与拌和水混合搅拌，拌和水用量大于蒙脱土用量，得到蒙脱土悬浊液；
S3.将再生粗料A、天然粗骨料、天然河砂和水泥混合搅拌，得到第一混合物；
S4.第一混合物与蒙脱土悬浊液混合搅拌，得到第二混合物；
S5.取水泥继续与第二混合物混合搅拌，得到第三混合物；
S6.将拌和用水加入第三混合物中并持续搅拌120秒，搅拌均匀后，倒出成型后即为蒙脱土再生混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种蒙脱土再生混凝土及其制备方法，其特征在于：所述的蒙脱土再生混凝土，水灰比为1：1.789。
3.根据权利要求1所述一种蒙脱土再生混凝土及其制备方法，其特征在于：所述的预湿所用的用水量等于粗骨料24小时吸水率与再生粗骨料用量的乘积。
4.根据权利要求1所述一种蒙脱土再生混凝土及其制备方法，其特征在于：所述的步骤S2-S5中，混合搅拌时长都为60～120秒。
5.根据权利要求1所述一种蒙脱土再生混凝土及其制备方法，其特征在于：所述的步骤S5后还包括以下步骤
所述的蒙脱土混凝土设置于振动台上，处于振动环境逐渐硬化。
6.根据权利要求1所述一种蒙脱土再生混凝土及其制备方法，其特征在于：所述的水泥为为p.o42.5级硅酸盐水泥。
7.根据权利要求1所述一种蒙脱土再生混凝土及其制备方法，其特征在于：所述的蒙脱土含有二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化钠、氧化铁、氧化钾、二氧化钛。
8.根据权利要求1所述一种蒙脱土再生混凝土及其制备方法，其特征在于：所述的水泥:再生粗骨料:天然粗骨料：细骨料:蒙脱土:水的质量比为1:0.957:2.232:1.792:0.020:0.559。
9.一种蒙脱土再生混凝土，包括如权利要求1-8任一所述的一种蒙脱土再生混凝土及其制备方法，其特征在于，蒙脱土再生混凝土含有水泥、再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、蒙脱土和水，所述的水泥:再生粗骨料:天然粗骨料：细骨料:蒙脱土:水的质量比为1:0.957:2.232:1.792:0.020:0.559。
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