CN114315243B - 一种环保型自密实预拌混凝土及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及混凝土技术领域，公开了一种环保型自密实预拌混凝土，按重量份数计，原料包括以下组分，水泥152‑155份；粉煤灰38‑39份；碎石372‑376份；河砂355‑360份；减水剂2.3‑2.4份；水36‑37份。本发明具有以下优点和效果：本发明独创性地利用混凝土废浆制备得到具有较高反应活性的废浆凝胶材料，废浆凝胶材料作为原料加入到自密实混凝土中后，能够极好地平衡流动性能和力学性能，具有不离析、不泌水、流动性能好的效果，在浇筑时减少振捣，能自行流动填充，且强度高、具备良好的力学性能，实现混凝土废浆的资源回收利用，促进混凝土生产行业的绿色环保、可持续发展。
Description
技术领域
本发明属于混凝土技术领域，特别涉及一种环保型自密实预拌混凝土及其生产工艺。
技术背景
混凝土是以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子及外加剂按适当比例混合，经过均匀搅拌、密实成型以及养护硬化而成的人造石材。随着建筑工程多功能化的趋势发展，对于一些钢筋混凝土工程，构件内部的配筋越来越多，复杂稠密，导致混凝土浇筑难度增加，振捣十分困难，比如暗挖工程、长细构建、隧道等，没有施工空间来进行振捣，施工十分困难。于是，自密实混凝土应运而生，自密实混凝土又被成为高工作性混凝土、自填充混凝土、自流平混凝土，不需要机械或人工振捣，就能够靠自身重力穿过钢筋之间的空隙并填充到工程的每个角落。
目前混凝土生产过程中不可避免会产生废水、废浆、废渣，这些废弃物具有强碱性，直接排放会对环境带来巨大污染，如污染地下水源、堵塞下水道等。因而，有必要研究能够对混凝土生产过程中产生的废浆资源回收再利用的技术，减少混凝土生产时对环境的影响，促进混凝土生产行业的可持续发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保型自密实预拌混凝土，具有能够回收利用混凝土废浆中凝胶材料的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种环保型自密实预拌混凝土，按重量份数计，原料包括以下组分，水泥152-155份；粉煤灰38-39份；碎石372-376份；河砂355-360份；减水剂2.3-2.4份；水36-37份；废浆凝胶材料26-27份所述碎石粒径范围为5-15mm，碎石为连续级配。
本发明的进一步设置为：所述河砂的细度模数为2.4-3.0之间。
本发明的进一步设置为：所述减水剂为聚羧酸减水剂。
本发明的进一步设置为：所述水泥为硅酸盐水泥，所述粉煤灰为I级粉煤灰。
通过采用上述技术方案，在砂浆与混凝土所添加的粉煤灰可以分为三个等级，分别是I级、II级、III级，本发明的粉煤灰选用I级粉煤灰。
本发明的进一步设置为：所述废浆凝胶材料的制备方法如下：取混凝土废浆，静置20小时后，抽取下层浆料，置于-5-0℃下静置1h后，在5分钟内快速升温至60-65℃，加有机酸铝后搅拌均匀，球磨，出料粒径范围是1mm-50mm，再加入氢氧化钙，搅拌均匀后静置冷却后，得到废浆凝胶材料，其中，下层浆料∶有机酸铝∶氢氧化钙＝100∶3-5∶4-6。
通过采用上述技术方案，通过先将混凝土废浆静置，去除上层液体，抽取下层浆料后在-5-0℃静置，先通过快速升温，进行初步活化，再加入有机酸铝后进行球磨，进行化学和机械处理，对其进行活化处理，加入氢氧化钙起到调节pH的作用，制备得到的废浆凝胶材料，其反应活性高，作为原料加入到自密实预拌混凝土内，能够与其他原料相互作用，能极好地平衡自密实混凝土的力学性能和工作性能，既提高其流动性能，又能保证其力学性能，能够极好地回收利用混凝土生产过程中产生的废浆。
本发明的进一步设置为：混凝土废浆含水量为40-50％。
本发明的进一步设置为：所述有机酸铝为柠檬酸铝。
通过采用上述技术方案，现有技术中虽然有将柠檬酸铝等有机酸铝作为混凝土原料进行使用，但还没有将其用于混凝土废浆回收利用的技术，且将柠檬酸铝作为提升混凝土废浆凝胶材料反应活性进行使用，为申请人独创的。
本发明的还提供了一种环保型自密实预拌混凝土的生产工艺，取碎石、水泥、粉煤灰、河砂搅拌均匀，再加入减水剂、水、废浆凝胶材料，搅拌均匀后得到环保型自密实预拌混凝土。
本发明的进一步设置为：所述碎石温度低于25℃，水泥、粉煤灰、河砂温度低于50℃，减水剂温度、水温低于25℃，废浆凝胶材料在投料时温度控制在50-55℃。
通过采用上述技术方案，在搅拌过程中，废浆凝胶材料的温度需高于其他原料，但同时应当满足国家标准中对自密实混凝土原料搅拌前的温度要求，因而，本发明将废浆凝胶材料投料温度控制在50-55℃，碎石温度控制在低于25℃，水泥、粉煤灰、河砂温度控制在低于50℃，减水剂温度、水温低于25℃。
本发明的有益效果是：
1、本发明独创性地利用混凝土废浆制备得到具有较高反应活性的废浆凝胶材料，废浆凝胶材料作为原料加入到自密实混凝土中后，能够极好地平衡流动性能和力学性能，实现混凝土废浆的资源回收利用，促进混凝土生产行业的绿色环保、可持续发展。
2、本发明制备得到的环保型自密实预拌混凝土，具有不离析、不泌水、流动性能好的效果，在浇筑时减少振捣，能自行流动填充，且强度高、具备良好的力学性能。
具体实施方式
实施例1：一种环保型自密实预拌混凝土，按重量份数计，原料包括以下组分：水泥154份、粉煤灰38份、碎石374份、河砂356份、减水剂2.3份、水36.6份、废浆凝胶材料26.4份。
碎石粒径范围为5-15mm，碎石为连续级配。河砂的细度模数控制在2.4-3.0之间，减水剂为聚羧酸减水剂，水泥为硅酸盐水泥，粉煤灰为I级粉煤灰。废浆凝胶材料的制备方法如下：取含水量为40-50％混凝土废浆，静置20小时后，去除上层液体，抽取下层浆料，置于-5-0℃下静置1h后，在5分钟内快速升温至60-65℃，加有机酸铝后搅拌均匀，球磨，出料粒径范围是1mm-50mm，再加入氢氧化钙，搅拌均匀后静置冷却后，得到废浆凝胶材料，其中，下层浆料∶有机酸铝∶氢氧化钙＝100∶3∶4，上述为重量比，有机酸铝选柠檬酸铝。
环保型自密实预拌混凝土的生产工艺如下：取碎石、水泥、粉煤灰、河砂搅拌均匀，再加入减水剂、水、废浆凝胶材料，搅拌均匀后得到环保型自密实预拌混凝土，碎石温度低于25℃，水泥、粉煤灰、河砂温度低于50℃，减水剂温度、水温低于25℃，废浆凝胶材料在投料时温度控制在50-55℃。
实施例2：一种环保型自密实预拌混凝土，与实施例一的区别之处在于，按重量份数计，原料包括以下组分：水泥152份、粉煤灰38份、碎石372份、河砂355份、减水剂2.3份、水36份、废浆凝胶材料26份。废浆凝胶材料的制备过程中，下层浆料∶有机酸铝∶氢氧化钙＝100∶5∶6。
实施例3：一种环保型自密实预拌混凝土，按重量份数计，原料包括以下组分：水泥155份、粉煤灰39份、碎石376份、河砂360份、减水剂2.4份、水37份、废浆凝胶材料27份。
对比例1：一种自密实预拌混凝土，与实施例1的区别之处在于，原料中不包含废浆凝胶材料。
对比例2：一种自密实预拌混凝土，与实施例1的区别之处在于，废浆凝胶材料的制备方法如下：取含水量为40-50％混凝土废浆，静置20小时后，去除上层液体，抽取下层浆料，下层浆料作为废浆凝胶材料。
对比例3：一种自密实预拌混凝土，与实施例1的区别之处在于，废浆凝胶材料的制备方法如下：取含水量为40-50％混凝土废浆，静置20小时后，去除上层液体，抽取下层浆料，置于-5-0℃下静置1h后，在5分钟内快速升温至60-65℃，搅拌均匀，球磨，出料粒径范围是1mm-50mm，搅拌均匀后静置冷却后，得到废浆凝胶材料。
测定实施例1-3、对比例1-3的工作性能和强度，工作性能测定结果见表1，测试方法参考《自密实混凝土应用技术规程》JGJ/T283-2012。强度测定结果见表2，其中强度测定参考《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002中规定的方法和步骤进行测试。
表1
表2
通过表1的实验结果可知，实施例1-3相比于对比例1-3，坍落度、坍落扩展度均较大，T500均较小，说明实施例1-3的流动性和填充能力均优于对比例1-3。实施例1-3的坍落扩展度与J-环扩展度之间的差值，均小于对比例1-3的坍落度与J-环扩展度之间的差值，说明实施例1-3的间隙通过能力均优于对比例1-3.
表2的实验结果可知，实施例1-3的强度均大于对比例1-3的。通过表1和表2的数据可明显看出，实施例1-3的自密实混凝土在工作性能和力学性能之间取得良好的平衡。
Claims (8)
1.一种环保型自密实预拌混凝土，其特征在于：按重量份数计，原料包括以下组分
水泥 152-155份；
粉煤灰 38-39份；
碎石 372-376份；
河砂 355-360份；
减水剂 2.3-2.4份；
水 36-37份；
废浆凝胶材料 26-27份；
所述碎石粒径范围为5-15mm，碎石为连续级配；所述废浆凝胶材料的制备方法如下：取混凝土废浆，静置20小时后，抽取下层浆料，置于-5-0℃下静置1h后，在5分钟内快速升温至60-65℃，加有机酸铝后搅拌均匀，球磨，出料粒径范围是1mm-50mm，再加入氢氧化钙，搅拌均匀后静置冷却后，得到废浆凝胶材料，其中，下层浆料：有机酸铝：氢氧化钙=100:3-5:4-6。
2.根据权利要求1所述的一种环保型自密实预拌混凝土，其特征在于：所述河砂的细度模数为2.4-3.0之间。
3.根据权利要求1所述的一种环保型自密实预拌混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂。
4.根据权利要求1所述的一种环保型自密实预拌混凝土，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥，所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。
5.根据权利要求1所述的一种环保型自密实预拌混凝土，其特征在于：混凝土废浆含水量为40-50%。
6.根据权利要求5所述的一种环保型自密实预拌混凝土，其特征在于：所述有机酸铝为柠檬酸铝。
7.一种根据权利要求1-6任一一种所述环保型自密实预拌混凝土的生产工艺，其特征在于：取碎石、水泥、粉煤灰、河砂搅拌均匀，再加入减水剂、水、废浆凝胶材料，搅拌均匀后得到环保型自密实预拌混凝土。
8.根据权利要求7所述的一种环保型自密实预拌混凝土的生产工艺，其特征在于：所述碎石温度低于25℃，水泥、粉煤灰、河砂温度低于50℃，减水剂温度、水温低于25℃，废浆凝胶材料在投料时温度控制在50-55℃。
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