CN114213076A - 一种基于装修废弃物的可控性低强度材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于装修废弃物的可控性低强度材料及其制备方法和应用。本发明的基于装修废弃物的可控性低强度材料的组成包括固体组分和水，固体组分包括装修废弃物细骨料和胶凝材料。本发明的基于装修废弃物的可控性低强度材料的制备方法包括以下步骤：将装修废弃物细骨料、胶凝材料和水混合均匀，即得基于装修废弃物的可控性低强度材料。本发明的基于装修废弃物的可控性低强度材料可以在保证高流动度的同时避免泌水的发生，且制备工艺简单、成本低廉，具有显著的社会效益与经济效益。

Description

一种基于装修废弃物的可控性低强度材料及其制备方法和 应用
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种基于装修废弃物的可控性低强度材料及其制备方法和应用。
背景技术
装修废弃物是指房屋装修过程中所产生的废弃物，主要包括砂浆、加气砌块、墙砖、地砖、玻璃、石膏板、腻子粉、金属等。金属通过分拣可以得到有效回收利用，而砂浆、加气砌块、墙砖、地砖、玻璃、石膏板、腻子粉等废弃物通常是混合在一起进行多级破碎和筛分处理制备成装修废弃物细颗粒，这种装修废弃物细颗粒与一般的建筑废弃物(例如：废弃混凝土、废弃砖等)相比，存在成分波动大、吸水率高、级配差、压碎值大、细粉含量高等问题，无法满足建筑用再生细骨料标准的要求，难以直接应用在普通砂浆、混凝土及其制品中，只能作为路基底基层等低端利用，利用价值低。
因此，亟需开发出装修废弃物的大规模、高附加值利用途径，实现装修废弃物的有效利用和原位消纳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于装修废弃物的可控性低强度材料及其制备方法和应用。
本发明所采取的技术方案是：
一种基于装修废弃物的可控性低强度材料，其组成包括固体组分和水，所述固体组分包括以下质量百分比的组分：
装修废弃物细骨料：85％～95％；
胶凝材料：5％～15％；
所述装修废弃物细骨料由粒径0.075mm～0.30mm的装修废弃物颗粒、粒径0.30mm～1.18mm的装修废弃物颗粒和粒径1.18mm～4.75mm的装修废弃物颗粒复配而成；
所述胶凝材料由水泥和粒径<0.075mm的装修废弃物细粉组成。
优选的，所述粒径0.075mm～0.30mm的装修废弃物颗粒、粒径0.30mm～1.18mm的装修废弃物颗粒、粒径1.18mm～4.75mm的装修废弃物颗粒的质量比为1:0.8～1.8:1.3～2.5。
优选的，所述装修废弃物细骨料和粒径<0.075mm的装修废弃物细粉的吸水率均<15％。
优选的，所述装修废弃物细骨料和粒径<0.075mm的装修废弃物细粉均是由装修废弃物经过破碎和筛分得到。
优选的，所述装修废弃物包括以下质量百分比的组分：
砂浆：30％～50％；
加气砌块：10％～35％；
墙砖：10％～30％；
地砖：5％～20％；
玻璃：<10％；
腻子粉和石膏板：<15％。
优选的，所述胶凝材料中粒径<0.075mm的装修废弃物细粉的质量百分含量<80％。
优选的，所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥中的至少一种。
进一步优选的，所述水泥为PO42.5普通硅酸盐水泥。
优选的，所述固体组分、水的质量比为1:0.25～1:0.35。
上述基于装修废弃物的可控性低强度材料的制备方法包括以下步骤：将装修废弃物细骨料、胶凝材料和水混合均匀，即得基于装修废弃物的可控性低强度材料。
本发明的有益效果是：本发明的基于装修废弃物的可控性低强度材料可以在保证高流动度的同时避免泌水的发生，且制备工艺简单、成本低廉，具有显著的社会效益与经济效益。
具体来说：
1)本发明利用可控低强度材料细粉含量高、强度要求低等特点，通过颗粒级配设计，大宗量利用装修废弃物细骨料完全替代传统细骨料以及用装修废弃物细粉替代部分胶凝材料，同时充分利用装修废弃物孔隙率和吸水率高的特点，调控可控低强度材料的流动性、稳定性及抗离析等性能，无需额外加入外加剂，制备工艺简单，成本低廉；
2)本发明的装修废弃物在破碎过程中产生的微粉含有部分未水化水泥、矿物掺合料，利用胶凝材料与装修废弃物微细粉的活性叠加效应，可以大幅降低胶凝材料的用量，节约生产成本；
3)本发明通过装修废弃物的颗粒级配调控与微细粉替代胶凝材料的比例设计，可以实现可控低强度材料的工作性能和力学性能的连续可调，能够满足各类工程应用的要求；
4)本发明的可控低强度材料中装修废弃物占固体组分质量的85％以上，能够实现装修废弃物的高效利用，可以应用在市政、道路、工业与民用建筑等工程，实现装修废弃物的原位消纳、就近利用，具有显著的社会效益与经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1：
一种基于装修废弃物的可控性低强度材料，其组成如下表所示：
表1一种基于装修废弃物的可控性低强度材料的组成表
Figure BDA0003396933030000031
上述基于装修废弃物的可控性低强度材料的制备方法包括以下步骤：
将粒径0.075mm～0.30mm的装修废弃物颗粒、粒径0.30mm～1.18mm的装修废弃物颗粒、粒径1.18mm～4.75mm的装修废弃物颗粒、PO42.5普通硅酸盐水泥、粒径<0.075mm的装修废弃物细粉和水混合均匀，即得基于装修废弃物的可控性低强度材料。
实施例2：
一种基于装修废弃物的可控性低强度材料，其组成如下表所示：
表2一种基于装修废弃物的可控性低强度材料的组成表
Figure BDA0003396933030000032
Figure BDA0003396933030000041
上述基于装修废弃物的可控性低强度材料的制备方法包括以下步骤：
将粒径0.075mm～0.30mm的装修废弃物颗粒、粒径0.30mm～1.18mm的装修废弃物颗粒、粒径1.18mm～4.75mm的装修废弃物颗粒、PO42.5普通硅酸盐水泥、粒径<0.075mm的装修废弃物细粉和水混合均匀，即得基于装修废弃物的可控性低强度材料。
实施例3：
一种基于装修废弃物的可控性低强度材料，其组成如下表所示：
表3一种基于装修废弃物的可控性低强度材料的组成表
Figure BDA0003396933030000042
上述基于装修废弃物的可控性低强度材料的制备方法包括以下步骤：
将粒径0.075mm～0.30mm的装修废弃物颗粒、粒径0.30mm～1.18mm的装修废弃物颗粒、粒径1.18mm～4.75mm的装修废弃物颗粒、PO42.5普通硅酸盐水泥、粒径<0.075mm的装修废弃物细粉和水混合均匀，即得基于装修废弃物的可控性低强度材料。
对比例1：
一种可控性低强度材料，其组成如下表所示：
表4一种可控性低强度材料的组成表
Figure BDA0003396933030000051
上述可控性低强度材料的制备方法包括以下步骤：
将粒径0.075mm～0.30mm的装修废弃物颗粒、粒径0.30mm～1.18mm的装修废弃物颗粒、粒径1.18mm～4.75mm的装修废弃物颗粒、PO42.5普通硅酸盐水泥、粒径<0.075mm的装修废弃物细粉和水混合均匀，即得可控性低强度材料。
对比例2：
一种可控性低强度材料，其组成如下表所示：
表5一种可控性低强度材料的组成表
Figure BDA0003396933030000052
上述可控性低强度材料的制备方法包括以下步骤：
将中砂、PO42.5普通硅酸盐水泥和水混合均匀，即得可控性低强度材料。
注：
实施例1～3和对比例1中的粒径0.075mm～0.30mm的装修废弃物颗粒、粒径0.30mm～1.18mm的装修废弃物颗粒、粒径1.18mm～4.75mm的装修废弃物颗粒和粒径<0.075mm的装修废弃物细粉均是由装修废弃物经过破碎和筛分得到，吸水率均<15％。
性能测试：
对实施例1～3和对比例1～2的可控性低强度材料进行性能测试，测试结果如下表所示：
表6实施例1～3和对比例1～2的可控性低强度材料的性能测试结果
Figure BDA0003396933030000061
注：
屈服应力和粘度：采用流变仪进行测试，最大剪切速率为150s-1；
流动度：参照“ASTM D6103-2017”进行测试；
泌水率：参照“ASTM C940-2010”进行测试；
无侧限抗压强度：参照“ASTM D4832-2010”进行测试。
由表6可知：
1)对比例1未经级配设计，得到的可控性低强度材料的泌水率高达5.7％，经级配设计后，实施例2和实施例3的可控性低强度材料的流动度都能满足高流动度(>200mm)要求，且泌水率低于限值5％；
2)实施例1的可控性低强度材料的流动度可以满足普通流动度要求(150mm～200mm)，可以用于高力学性能要求的结构回填场所；
3)实施例3的可控性低强度材料中的装修废弃物的利用率极高，不仅细骨料全部采用装修废弃物破碎制得，还采用了60％的装修废弃物细粉替代硅酸盐水泥，即固体组分中装修废弃物质量占比达94％，且28d无侧限抗压强度超过1MPa，可以应用于大多数普通回填场所。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于装修废弃物的可控性低强度材料，其组成包括固体组分和水，其特征在于，所述固体组分包括以下质量百分比的组分：
装修废弃物细骨料：85％～95％；
胶凝材料：5％～15％；
所述装修废弃物细骨料由粒径0.075mm～0.30mm的装修废弃物颗粒、粒径0.30mm～1.18mm的装修废弃物颗粒和粒径1.18mm～4.75mm的装修废弃物颗粒复配而成；
所述胶凝材料由水泥和粒径<0.075mm的装修废弃物细粉组成。
2.根据权利要求1所述的基于装修废弃物的可控性低强度材料，其特征在于：所述粒径0.075mm～0.30mm的装修废弃物颗粒、粒径0.30mm～1.18mm的装修废弃物颗粒、粒径1.18mm～4.75mm的装修废弃物颗粒的质量比为1:0.8～1.8:1.3～2.5。
3.根据权利要求1或2所述的基于装修废弃物的可控性低强度材料，其特征在于：所述装修废弃物细骨料和粒径<0.075mm的装修废弃物细粉的吸水率均<15％。
4.根据权利要求1或2所述的基于装修废弃物的可控性低强度材料，其特征在于：所述装修废弃物细骨料和粒径<0.075mm的装修废弃物细粉均是由装修废弃物经过破碎和筛分得到。
5.根据权利要求4所述的基于装修废弃物的可控性低强度材料，其特征在于：所述装修废弃物包括以下质量百分比的组分：
砂浆：30％～50％；
加气砌块：10％～35％；
墙砖：10％～30％；
地砖：5％～20％；
玻璃：<10％；
腻子粉和石膏板：<15％。
6.根据权利要求1或2所述的基于装修废弃物的可控性低强度材料，其特征在于：所述胶凝材料中粒径<0.075mm的装修废弃物细粉的质量百分含量<80％。
7.根据权利要求6所述的基于装修废弃物的可控性低强度材料，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥中的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述的基于装修废弃物的可控性低强度材料，其特征在于：所述固体组分、水的质量比为1:0.25～1:0.35。
9.权利要求1～8中任意一项所述的基于装修废弃物的可控性低强度材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将装修废弃物细骨料、胶凝材料和水混合均匀，即得基于装修废弃物的可控性低强度材料。
10.权利要求1～8中任意一项所述的基于装修废弃物的可控性低强度材料用于管沟回填、路面基层、管道垫层或结构回填的应用。
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