CN114349403A - 一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土 - Google Patents

一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土 Download PDF

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蔡林虎
成海翔
仓东芝
顾威桥
张祖华
仓东婷
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Abstract

本发明提供了一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，所述预拌混凝土的原料包括如下组分：水泥150‑200份；镍砂石粉末150‑190份；再生细骨料350‑450份；再生粗骨料200‑300份；粉煤灰50‑60份；增强纤维11‑20份；减水剂1‑3份；水170‑200份。利用镍渣制得的镍砂石粉末作为原料，使得混凝土的微观结构变得较为致密，进一步改善混凝土的微观孔结构，降低孔隙率，提高了混凝土的抗渗性能和抗冻融性能；通过增强纤维在混凝土内部形成一种乱向支撑体系，有效提高再生混凝土的抗渗和抗冻融性能。

Description

一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，特别涉及一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土。
背景技术
在拆除旧建筑物产生的建筑垃圾中存在大量的废黏土砖和废混凝土，据不完全统计，我国现存建筑垃圾达到35亿吨，并且每年新增建筑垃圾15亿吨，在未来5-8年内，仍保持逐渐递增的趋势。每新建1万平米建筑，产生建筑垃圾500-600吨；每拆除1万平米旧楼，产生建筑垃圾7000-12000吨；到2020年，我国还将新增建筑面积约300亿平方米，规模惊人的建筑垃圾，使我们在享受文明的同时，也在遭受着“垃圾围城”的困扰。所以加强对废黏土砖和废混凝土再生利用，用于配制再生混凝土或生产混凝土制品，是实现建筑垃圾再生资源化的有效途径之一，且更具有重要的实际意义。通常将废砖及废混凝土机械破碎、分级筛分的方式获得再生骨料，以替代天然砂石，减小天然砂石的用量，节约成本。
镍砂石是由冶炼镍合金时形成的一种工业废渣粉碎制得的，以冶金过程中每生产1t镍排放约20-30t的镍渣量计算，仅2016年全国产生的镍渣就达到3000-4000t，大量的镍渣被就近堆放在冶炼工厂的露天场地上，占用土地，引发环保和健康问题。镍砂石的主要化学成分为SiO2、MgO，含一定量的氧化镁矿物，在后期水化过程中会生成一定量的Mg(OH)2，造成一定体积的增加现象。
相对于天然骨料，由废砖破碎获得的再生粗骨料表面较为粗糙，破碎过程中，其内部往往会产生大量的微裂缝，存在较多孔隙，孔隙率较大，且棱角多，因此再生粗骨料的吸水率比天然骨料要大的多；由废混凝土获得的再生细骨料堆积密度小、孔隙率大，这样导致了由再生再生粗骨料和再生细骨料制得的混凝土在抗渗性能和抗冻融性能降低。为此，提出一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，以解决由再生粗骨料和再生细骨料制得的混凝土在抗渗性能和抗冻融性能降低的问题。具体技术方案如下：
为实现上述目的及其他相关目的，
本发明提供一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，所述预拌混凝土的原料包括如下组分：
Figure BDA0003451406830000021
通过采用上述技术方案，将废砖及废混凝土破碎筛分后作为再生粗骨料与再生细骨料使用，完全代替天然砂石，选用由冶炼厂冶炼镍合金时排出的工业废渣制备的镍砂石粉末，选用由煤电厂排出的主要固体废弃物制备的粉煤灰，可大大降低生产成本，节约资源，将建筑垃圾和工业垃圾重复应用保护环境，镍渣的主要化学成分为SiO2、MgO，含一定量的氧化镁矿物，在后期水化过程中会生成一定量的Mg(OH)2，造成一定体积的增加现象，利用该体积增加的原理，可提高混凝土的密实性，进一步改善混凝土的微观孔结构，降低孔隙率，提高了混凝土的抗渗性能和抗冻融性能；通过增强纤维在混凝土内部形成一种乱向支撑体系，有效提高再生混凝土的抗渗、抗冲击性能，增强混凝土的韧性和耐磨性。
作为本发明的进一步改进，所述镍砂石粉末由镍渣通过破碎机破碎制得；所述镍砂石粉末的粒径小于0.5mm，且镍砂石粉末需要浸入到饱和石灰水中1-6天，捞出烘干待用。
作为本发明的进一步改进，所述再生粗骨料由废砖经破碎筛分而成，所述再生细骨料由废混凝土经破碎筛分而成；
所述再生粗骨料的粒径为15-25mm，所述再生细骨料为1.4-4.5mm。
作为本发明的进一步改进，所述增强纤维包括聚丙烯塑料纤维、尼龙纤维、玄武岩纤维，其由长度为3.5-5mm的聚丙烯纤维、长度为7-8mm的玄武岩纤维和长度为30-50mm的尼龙纤维按4∶3：1的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3-7μm。
作为本发明的进一步改进，所述减水剂的原料包括如下组分：
Figure BDA0003451406830000031
通过上述技术方案，一方面可以大幅提高混凝土的密实性；另一方面，可以大幅降低平均气泡间隔系数和水胶比，平均气泡间隔系数可以降至20um以下，水胶比降至0.20以下，同时，也大幅提高了混凝土的强度，强度可以达到C90以上；从而可以获得优异的抗冻性能,尤其适合在寒冷的北方或者地下使用。
作为本发明的进一步改进，所述增稠剂为羧甲基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或两种混合。
作为本发明的进一步改进，所述水泥为普通硅酸盐水泥，所述粉煤灰为一级风选粉煤灰。
作为本发明的进一步改进，所述预拌混凝土的原料包括如下组分：
Figure BDA0003451406830000032
Figure BDA0003451406830000041
本发明提供的一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，具有以下有益效果：
本发明提供的一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，巧妙的利用了镍渣的主要化学成分为SiO2、MgO，含一定量的氧化镁矿物，在后期水化过程中会生成一定量的Mg(OH)2，造成一定体积的增加现象，利用该体积增加的原理，使得混凝土的微观结构变得较为致密，进一步改善混凝土的微观孔结构，降低孔隙率，提高了混凝土的抗渗性能和抗冻融性能；通过增强纤维在混凝土内部形成一种乱向支撑体系，有效提高再生混凝土的抗渗和抗冻融性能。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明提出的一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。
实施例1
一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，按照重量份数计，制备原料包括如下组分：
Figure BDA0003451406830000042
其中，所述镍砂石粉末由镍渣通过破碎机破碎制得；所述镍砂石粉末的粒径小于0.5mm，且镍砂石粉末需要浸入到饱和石灰水中1-6天，捞出烘干待用；所述再生粗骨料由废砖经破碎筛分而成，所述再生细骨料由废混凝土经破碎筛分而成；所述再生粗骨料的粒径为15-25mm，所述再生细骨料为1.4-4.5mm；所述增强纤维包括聚丙烯塑料纤维、尼龙纤维、玄武岩纤维，其由长度为3.5-5mm的聚丙烯纤维、长度为7-8mm的玄武岩纤维和长度为30-50mm的尼龙纤维按4∶3：1的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3-7μm。
实施例2
一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，按照重量份数计，制备原料包括如下组分：
Figure BDA0003451406830000051
其中，所述镍砂石粉末由镍渣通过破碎机破碎制得；所述镍砂石粉末的粒径小于0.5mm，且镍砂石粉末需要浸入到饱和石灰水中1-6天，捞出烘干待用；
所述再生粗骨料由废砖经破碎筛分而成，所述再生细骨料由废混凝土经破碎筛分而成；所述再生粗骨料的粒径为15-25mm，所述再生细骨料为1.4-4.5mm；所述增强纤维包括聚丙烯塑料纤维、尼龙纤维、玄武岩纤维，其由长度为3.5-5mm的聚丙烯纤维、长度为7-8mm的玄武岩纤维和长度为30-50mm的尼龙纤维按4∶3：1的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3-7μm；
采用的减水剂的原料包括如下组分：
Figure BDA0003451406830000052
Figure BDA0003451406830000061
实施例3
一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，按照重量份数计，制备原料包括如下组分：
Figure BDA0003451406830000062
其中，所述镍砂石粉末由镍渣通过破碎机破碎制得；所述镍砂石粉末的粒径小于0.5mm，且镍砂石粉末需要浸入到饱和石灰水中1-6天，捞出烘干待用；
所述再生粗骨料由废砖经破碎筛分而成，所述再生细骨料由废混凝土经破碎筛分而成；所述再生粗骨料的粒径为15-25mm，所述再生细骨料为1.4-4.5mm；所述增强纤维包括聚丙烯塑料纤维、尼龙纤维、玄武岩纤维，其由长度为3.5-5mm的聚丙烯纤维、长度为7-8mm的玄武岩纤维和长度为30-50mm的尼龙纤维按4∶3：1的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3-7μm；
采用的减水剂的原料包括如下组分：
Figure BDA0003451406830000063
实施例4
一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，按照重量份数计，制备原料包括如下组分：
Figure BDA0003451406830000071
其中，所述镍砂石粉末由镍渣通过破碎机破碎制得；所述镍砂石粉末的粒径小于0.5mm，且镍砂石粉末需要浸入到饱和石灰水中1-6天，捞出烘干待用；
所述再生粗骨料由废砖经破碎筛分而成，所述再生细骨料由废混凝土经破碎筛分而成；所述再生粗骨料的粒径为15-25mm，所述再生细骨料为1.4-4.5mm；所述增强纤维包括聚丙烯塑料纤维、尼龙纤维、玄武岩纤维，其由长度为3.5-5mm的聚丙烯纤维、长度为7-8mm的玄武岩纤维和长度为30-50mm的尼龙纤维按4∶3：1的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3-7μm；
采用的减水剂的原料包括如下组分：
Figure BDA0003451406830000072
实施例5
一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，按照重量份数计，制备原料包括如下组分：
Figure BDA0003451406830000073
Figure BDA0003451406830000081
其中，所述镍砂石粉末由镍渣通过破碎机破碎制得；所述镍砂石粉末的粒径小于0.5mm，且镍砂石粉末需要浸入到饱和石灰水中1-6天，捞出烘干待用；
所述再生粗骨料由废砖经破碎筛分而成，所述再生细骨料由废混凝土经破碎筛分而成；所述再生粗骨料的粒径为15-25mm，所述再生细骨料为1.4-4.5mm；所述增强纤维包括聚丙烯塑料纤维、尼龙纤维、玄武岩纤维，其由长度为3.5-5mm的聚丙烯纤维、长度为7-8mm的玄武岩纤维和长度为30-50mm的尼龙纤维按4∶3：1的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3-7μm；
采用的减水剂的原料包括如下组分：
Figure BDA0003451406830000082
对比例1
一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，按照重量份数计，制备原料包括如下组分：
Figure BDA0003451406830000083
Figure BDA0003451406830000091
其中，所述再生粗骨料由废砖经破碎筛分而成，所述再生细骨料由废混凝土经破碎筛分而成；所述再生粗骨料的粒径为15-25mm，所述再生细骨料为1.4-4.5mm；所述增强纤维包括聚丙烯塑料纤维、尼龙纤维、玄武岩纤维，其由长度为3.5-5mm的聚丙烯纤维、长度为7-8mm的玄武岩纤维和长度为30-50mm的尼龙纤维按4∶3：1的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3-7μm；
采用的减水剂的原料包括如下组分：
Figure BDA0003451406830000092
对比例2
一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，按照重量份数计，制备原料包括如下组分：
Figure BDA0003451406830000093
其中，所述镍砂石粉末由镍渣通过破碎机破碎制得；所述镍砂石粉末的粒径小于0.5mm，且镍砂石粉末需要浸入到饱和石灰水中1-6天，捞出烘干待用；
所述再生粗骨料由废砖经破碎筛分而成，所述再生细骨料由废混凝土经破碎筛分而成；所述再生粗骨料的粒径为15-25mm，所述再生细骨料为1.4-4.5mm；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3-7μm；
采用的减水剂的原料包括如下组分：
Figure BDA0003451406830000101
性能检测
1、参照国家标准GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》以检测混凝土的抗渗性能；
2、采用GB/T50082-2009标准中的快速冻融循环实验方法，以检测混凝土的抗冻融性能；
检测结果如表1所示；按照《水工混凝2土试验规程》中的试验方法并计算孔隙率，结果如表1所示。
表1实施例1-5及对比例1-2的性能测试结果
Figure BDA0003451406830000102
由表1结果可推知，通过实施例1与实施例2进行比较可推知，实施例2在采用特制的减水剂代替聚羧酸减水剂后，混凝土的抗渗和抗冻融性能上有着显著的增强，一方面可以大幅提高混凝土的密实性；另一方面，可以大幅降低平均气泡间隔系数和水胶比，可以获得优异的抗冻性能,尤其适合在寒冷的北方或者地下使用，通过实施例2、3、4、5进行比较可推知，当混凝土按照重量份数计，制备原料组分为：水泥190份；镍砂石粉末180份；再生细骨料430份；再生粗骨料220份；粉煤灰60份；增强纤维17份；减水剂2份；水180份时，能够获得最优的抗渗和抗冻融性能，通过实施例1、2、3、4、5和对比例1、2进行比较可推知，利用了镍渣制得的镍砂石粉末，能够使得混凝土的微观结构变得较为致密，进一步改善混凝土的微观孔结构，降低孔隙率，提高了混凝土的抗渗性能和抗冻融性能；通过增强纤维在混凝土内部形成一种乱向支撑体系，有效提高再生混凝土的抗渗、抗冻融性能。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，其特征在于，所述预拌混凝土的原料包括如下组分：
Figure FDA0003451406820000011
2.如权利要求1所述的利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，其特征在于，
所述镍砂石粉末由镍渣通过破碎机破碎制得；所述镍砂石粉末的粒径小于0.5mm，且镍砂石粉末需要浸入到饱和石灰水中1-6天，捞出烘干待用。
3.如权利要求2所述的利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，其特征在于，
所述再生粗骨料由废砖经破碎筛分而成，所述再生细骨料由废混凝土经破碎筛分而成；
所述再生粗骨料的粒径为15-25mm，所述再生细骨料为1.4-4.5mm。
4.如权利要求3所述的利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，其特征在于，
所述增强纤维包括聚丙烯塑料纤维、尼龙纤维、玄武岩纤维，其由长度为3.5-5mm的聚丙烯纤维、长度为7-8mm的玄武岩纤维和长度为30-50mm的尼龙纤维按4∶3：1的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3-7μm。
5.如权利要求4所述的利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，其特征在于，
所述减水剂的原料包括如下组分：
Figure FDA0003451406820000021
6.如权利要求5所述的利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，其特征在于，
所述增稠剂为羧甲基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或两种混合。
7.如权利要求6所述的利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，其特征在于，
所述水泥为普通硅酸盐水泥，所述粉煤灰为一级风选粉煤灰。
8.如权利要求7所述的利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土，其特征在于，
所述预拌混凝土的原料包括如下组分：
Figure FDA0003451406820000022
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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