CN114956630A - 一种建筑用废叶片粗骨料配方及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑用废叶片粗骨料配方及其制备方法，涉及建筑材料技术领域，本发明包括固体成分以及液体成分；固体成分包括灰水泥232.9～394.4份、矿粉144.5～208.25份、粉煤灰28.9～56份、钢渣粉末192.95～255份、硅灰20.4～34份、钢渣细骨料460.7～476.85份、废叶片736.95～745.45份、HPMC纤维素0.17份；液体成分包括减水剂13份、丙烯酸乳液0.3份、水120份，其制备方法为原料称取、原料预处理、原料混合处理。本发明为一种建筑用废叶片粗骨料配方及其制备方法，灰水泥、粉煤灰、钢渣粉末作为粘结剂共同作用，加强混凝土的连接性，有效提高混凝土的抗压强度，降低混凝土的成本，同时对抑制碱骨料反应，降低水化热，减少混凝土结构早期温度裂缝，提高混凝土密实度。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种建筑用废叶片粗骨料配方及其制备方法。
背景技术
建筑以木结构建筑为主，西方的传统建筑以砖石结构为主，现代的建筑则是以混凝土为主，混凝土是当代最主要的土木工程材料之一，它是由胶凝材料、颗粒状集料(也称为骨料)、水以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种建筑材料，城市人口密集化、住宅建筑的高层化以及新型建筑材料的广泛使用，住宅墙体开裂的可能性不断增加，墙体开裂成为主要的建筑灾害预警之一，严重威胁人民生命安全，近年来新房交房时，墙体地面开裂事件频繁发生，这些事件结果的造成除了与建筑结构相关外，在很大程度上也与建筑材料的支撑结构有很大关系，尤其是高层建筑，其建筑材料中骨料的选用尤为关键。
粗骨料是指在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料或集料，其中粒径大于5mm的骨料称为粗骨料，普通混凝土常用的粗骨料有碎石及卵石两种，碎石是天然岩石、卵石或矿山废石经机械破碎、筛分制成的，粒径大于5mm的岩石颗粒，卵石是由自然风化、水流搬运和分选、堆积而成的、粒径大于5mm的岩石颗粒，卵石和碎石颗粒的长度大于该颗粒所属相应粒级的平均粒径2.4倍者为针状颗粒，厚度小于平均粒径0.4倍者为片状颗粒(平均粒径指该粒级上、下限粒径的平均值)。
在混凝土中加入粗骨料和粘合剂，粘合剂将粗骨料与混凝土粘合在一起，从而用于高层建筑的制造，然而粘合剂用料单一，粗骨料在起支撑作用的同时，粘合剂难以将混凝土与粗骨料充分粘合在一起，因此，现有的粗骨料存在抗压、抗裂强度较弱的情况。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种建筑用废叶片粗骨料配方及其制备方法，可以有效解决背景技术粗骨料存在抗压、抗裂强度较弱的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种建筑用废叶片粗骨料配方，包括固体成分以及液体成分；
所述固体成分包括灰水泥232.9～394.4份、矿粉144.5～208.25份、粉煤灰28.9～56份、钢渣粉末192.95～255份、硅灰20.4～34份、钢渣细骨料460.7～476.85份、废叶片736.95～745.45份、HPMC纤维素0.17份；
所述液体成分包括减水剂13份、丙烯酸乳液0.3份、水120份。
优选地，所述灰水泥主要成分为活性氧化硅、活性氧化铝，所述活性氧化硅、活性氧化铝的质量份分别为80～140份、120～230份。
优选地，所述矿粉的主要成分为硅酸盐、硅铝酸盐。
优选地，所述粉煤灰的主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化铁，所述二氧化硅、氧化铝、氧化铁的质量份分别为2～8份、5～10份、14～30份。
优选地，所述钢渣粉末的主要成分为氧化镁、氧化钙、二氧化硅、三氧化硫，所述氧化镁、氧化钙、二氧化硅、三氧化硫的质量份分别为6～7份、39～42份、10～30份、0.2～0.8份。
优选地，所述HPMC纤维素的主要成分为棉纤维素。
优选地，所述丙烯酸乳液包括纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液，所述纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液的质量比为2:3:2:5。
优选地，一种建筑用废叶片粗骨料配方的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、原料称取：按上述配方称取一定重量份的灰水泥232.9～394.4份、矿粉144.5～208.25份、粉煤灰28.9～56份、钢渣粉末192.95～份、硅灰20.4～34份、钢渣细骨料460.7～476.85份、废叶片736.95～745.45份、HPMC纤维素0.17份、减水剂13份、丙烯酸乳液0.3份、水100～140份，备用；
S2、原料预处理：
将矿物置入球磨机中以40～45r/min的球磨速率进行球磨30～40min，得到矿粉；
将大废叶片投入至数控切割机内，数控切割机将废叶片进行切割，得到粒径为10-25mm的废叶片；
S3、原料混合处理：将称量好的各重量份的灰水泥、矿粉、粉煤灰、钢渣粉末、硅灰、钢渣细骨料混合搅拌均匀约60min后，获得预混料，再添加废叶片、HPMC纤维素，再次进行搅拌，获得干粉混合料，将称量好的水置入加热容器内加热至45～50℃，再将称量好的减水剂以及丙烯酸乳液投入加热后的容器内，进行搅拌，得到溶液，最后将获得的干粉混合料与溶液按照一定的质量比进行搅拌，干粉混合料与溶液混合后发生水解，得到浆料，最后将浆料放置在成型模具内，静止70min，将成型后的固体置入精碎机内，破碎成5～8mm的骨料，即得废叶片粗骨料。
优选地，所述步骤S2中数控切割机的速率为40mm/min，所述数控切割机中入料道板的长度为800mm。
优选地，所述步骤S3中的干粉混合料与溶液的重量比为14:0.8～1。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明中，通过使用矿粉，球磨后的矿粉高细度、高活性，高细度、高活性的矿粉使得水泥与混凝土充分混合，有效提高混凝土的抗压强度，降低混凝土的成本，同时对抑制碱骨料反应，降低水化热，减少混凝土结构早期温度裂缝，提高混凝土密实度，提高抗渗和抗侵蚀能力有明显效果，加入HPMC纤维素，可以提高水泥、砂的分散性，大幅度改善砂浆的可塑性和保水性，作为水泥砂浆的保水剂、缓凝剂，使砂浆具有泵送性，羟丙基甲基纤维素HPMC的保水性能使浆料在输出后不会因干得太快而龟裂，增强硬化后强度。
2.本发明中，通过掺加粉煤灰，掺加粉煤灰代替部分水泥和细骨料，降低成本，减少了用水量，改善了混凝土拌和物的和易性，增强混凝土的可泵性，加入钢渣粉末，作为混凝土的活性矿物掺合料，由于钢渣微粉的比表面积大，活性好，可与熟料粉混合配制水泥，同时可以作为外加剂替代水泥直接掺入混凝土中，生产性能优越的高性能混凝土，降低水泥和混凝土的成本，可制备绿色高性能混凝土，实现钢渣资源化合高价值化的综合利用。
3.本发明中，通过将称量好的水置入加热容器内加热至45～50℃，再将称量好的减水剂以及丙烯酸乳液投入加热后的容器内，使得丙烯酸乳液中分子充分发挥其活性，将带有丙烯酸乳液的溶液与混凝土混合后，聚合物乳液在拌和物中的润滑作用显著，降低水灰比，毛细管定隙体积的减少，聚合物乳液在环境条件下，凝聚聚盖在水泥凝胶体和骨料颗粒表面，并使水泥和骨料基本形成强有力的粘结，聚合物网络阻止混凝土微裂缝生长的能力等。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
选取质量份为80～140份活性氧化硅、120～230份活性氧化铝的灰水泥255份、主要成分为硅酸盐、硅铝酸盐的矿粉144.5份、质量份分别为6～7份氧化镁、39～42份氧化钙、10～30份二氧化硅、0.2～0.8份三氧化硫的钢渣粉末255份、硅灰34份、钢渣细骨料467.5份、废叶片739.5份、主要成分为棉纤维素的HPMC纤维素0.17份、减水剂13份、丙烯酸乳液0.3份、水100份备用；
接着将主要成分为硅酸盐、硅铝酸盐的144.5份矿粉置入球磨机中以40～45r/min的球磨速率进行球磨30～40min，再将739.5份大废叶片投入至速率为40mm/min、入料道板的长度为800mm的数控切割机内，数控切割机将739.5份大废叶片进行切割，得到粒径为10-25mm的废叶片，将质量份为80～140份活性氧化硅、120～230份活性氧化铝的255份灰水泥、主要成分为硅酸盐、硅铝酸盐的144.5份矿粉、质量份分别为6～7份氧化镁、39～42份氧化钙、10～30份二氧化硅、0.2～0.8份三氧化硫的255份钢渣粉末、34份硅灰、467.5份钢渣细骨料混合搅拌均匀约60min后，获得预混料，再添加739.5份废叶片、0.17份HPMC纤维素，再次进行搅拌，获得干粉混合料，将120份水置入加热容器内加热至45～50℃，再将13份减水剂以及0.3份丙烯酸乳液投入加热后的容器内，进行搅拌，得到溶液，最后将获得的干粉混合料与溶液按照14:0.8的质量比进行搅拌，干粉混合料与溶液混合后发生水解，得到浆料，最后将浆料放置在成型模具内，静止70min，将成型后的固体置入精碎机内，破碎成5～8mm的骨料，即得废叶片粗骨料，且以下实施例的步骤均与本实施例相同。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于各组份的重量份数不同，且本实施例加入了粉煤灰28.9份，其中选取质量份为80～140份活性氧化硅、120～230份活性氧化铝的灰水泥232.9份、主要成分为硅酸盐、硅铝酸盐的矿粉205.7份、质量份分别为2～8份二氧化硅、5～10份氧化铝、14～30份氧化铁的粉煤灰28.9份、质量份分别为6～7份氧化镁、39～42份氧化钙、10～30份二氧化硅、0.2～0.8份三氧化硫的钢渣粉末192.95份、硅灰20.4份、钢渣细骨料476.85份、废叶片736.95份、主要成分为棉纤维素的HPMC纤维素0.17份、减水剂13份、丙烯酸乳液0.3份、水120份备用。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于各组份的重量份数不同，且加入粉煤灰，去除了钢渣粉末，其中选取质量份为80～140份活性氧化硅、120～230份活性氧化铝的灰水泥394.4份、主要成分为硅酸盐、硅铝酸盐的矿粉208.25份、质量份分别为2～8份二氧化硅、5～10份氧化铝、14～30份氧化铁的粉煤灰56.1份、硅灰22.1份、钢渣细骨料460.7份、废叶片745.45份、主要成分为棉纤维素的HPMC纤维素0.17份、减水剂13份、丙烯酸乳液0.3份、水140份备用。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于成分不同，选取主要成分为硅酸盐、硅铝酸盐的矿粉144.5份、硅灰34份、钢渣细骨料467.5份、废叶片739.5份、主要成分为棉纤维素的HPMC纤维素0.17份、减水剂13份、丙烯酸乳液0.3份、水100份备用；
接着将主要成分为硅酸盐、硅铝酸盐的144.5份矿粉置入球磨机中以40～45r/min的球磨速率进行球磨30～40min，再将739.5份大废叶片投入至速率为40mm/min、入料道板的长度为800mm的数控切割机内，数控切割机将739.5份大废叶片切割呈粒径为10-25mm的废叶片，将主要成分为硅酸盐、硅铝酸盐的144.5份矿粉、34份硅灰、467.5份钢渣细骨料混合搅拌均匀约60min后，获得预混料，再添加739.5份废叶片、0.17份HPMC纤维素，再次进行搅拌，获得干粉混合料，将120份水置入加热容器内加热至45～50℃，再将13份减水剂以及0.3份丙烯酸乳液投入加热后的容器内，进行搅拌，得到溶液，最后将获得的干粉混合料与溶液按照14:0.8的质量比进行搅拌，干粉混合料与溶液混合后发生水解，得到浆料，最后将浆料放置在成型模具内，静止70min，将成型后的固体置入精碎机内，破碎成5～8mm的骨料，即得废叶片粗骨料，且以下对比例的步骤均与本实施例相同。
对比例2
对比例2与实施例2的区别在于成分不同，其中选取质量份为80～140份活性氧化硅、120～230份活性氧化铝的灰水泥252.9份、硅灰20.4份、钢渣细骨料476.85份、废叶片736.95份、主要成分为棉纤维素的HPMC纤维素0.17份、减水剂13份、丙烯酸乳液0.3份、水120份备用。
对比例3
对比例3与实施例3的区别在于成分不同，加入粉煤灰，去除了钢渣粉末，其中选取质量份为80～140份活性氧化硅、120～230份活性氧化铝的灰水泥394.4份、主要成分为硅酸盐、硅铝酸盐的矿粉188.25份、硅灰22.1份、钢渣细骨料460.7份、废叶片745.45份、减水剂13份、丙烯酸乳液0.3份、水140份备用。
对比例4
对比例4未加入任何上述成分。
性能检测
首先用砂石、水泥与水按一定比例配合，对其进行搅拌，得到7组混凝土，将七组混凝土分别放入到框架内，将六组已经制备好的废叶片粗骨料分别置入混凝土内，进行搅拌混合，刮平表面，待涂层表干后2天拆模，并标准环境下养护38天后利用压力机对七组混凝土进行性能测试。
表1性能检测
从表1可以得出本发明的废叶片粗骨料，各组分质量份为：80～140份活性氧化硅、120～230份活性氧化铝的灰水泥232.9份、主要成分为硅酸盐、硅铝酸盐的矿粉205.7份、质量份分别为2～8份二氧化硅、5～10份氧化铝、14～30份氧化铁的粉煤灰28.9份、质量份分别为6～7份氧化镁、39～42份氧化钙、10～30份二氧化硅、0.2～0.8份三氧化硫的钢渣粉末192.95份、硅灰20.4份、钢渣细骨料476.85份、废叶片736.95份、主要成分为棉纤维素的HPMC纤维素0.17份、减水剂13份、丙烯酸乳液0.3份、水120份时，废叶片粗骨料抗压性强、密实度高、和易性强、活性高、硬度强，满足废叶片粗骨料使用要求，实施例1、2、3和对比例1、2、3与混凝土混合后得到的混凝土的性能均优于未加入废叶片粗骨料成分的混凝土。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种建筑用废叶片粗骨料配方，其特征在于：包括固体成分以及液体成分；
所述固体成分包括灰水泥232.9～394.4份、矿粉144.5～208.25份、粉煤灰28.9～56份、钢渣粉末192.95～255份、硅灰20.4～34份、钢渣细骨料460.7～476.85份、废叶片736.95～745.45份、HPMC纤维素0.17份；
所述液体成分包括减水剂13份、丙烯酸乳液0.3份、水100～140份。
2.根据权利要求1所述的一种建筑用废叶片粗骨料配方，其特征在于：所述灰水泥主要成分为活性氧化硅、活性氧化铝，所述活性氧化硅、活性氧化铝的质量份分别为80～140份、120～230份。
3.根据权利要求1所述的一种建筑用废叶片粗骨料配方，其特征在于：所述矿粉的主要成分为硅酸盐、硅铝酸盐。
4.根据权利要求1所述的一种建筑用废叶片粗骨料配方，其特征在于：所述粉煤灰的主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化铁，所述二氧化硅、氧化铝、氧化铁的质量份分别为2～8份、5～10份、14～30份。
5.根据权利要求1所述的一种建筑用废叶片粗骨料配方，其特征在于：所述钢渣粉末的主要成分为氧化镁、氧化钙、二氧化硅、三氧化硫，所述氧化镁、氧化钙、二氧化硅、三氧化硫的质量份分别为6～7份、39～42份、10～30份、0.2～0.8份。
6.根据权利要求1所述的一种建筑用废叶片粗骨料配方，其特征在于：所述HPMC纤维素的主要成分为棉纤维素。
7.根据权利要求1所述的一种建筑用废叶片粗骨料配方，其特征在于：所述丙烯酸乳液包括纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液，所述纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液的质量比为2:3:2:5。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种建筑用废叶片粗骨料配方的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、原料称取：按上述配方称取一定重量份的灰水泥、矿粉、粉煤灰、钢渣粉末、硅灰、钢渣细骨料、废叶片、HPMC纤维素、减水剂、丙烯酸乳液、水，备用；
S2、原料预处理：
将矿物置入球磨机中以40～45r/min的球磨速率进行球磨30～40min，得到矿粉；
将大废叶片投入至数控切割机内，数控切割机将废叶片进行切割，得到粒径为10-25mm的废叶片；
S3、原料混合处理：将称量好的各重量份的灰水泥、矿粉、粉煤灰、钢渣粉末、硅灰、钢渣细骨料混合搅拌均匀约60min后，获得预混料，再添加废叶片、HPMC纤维素，再次进行搅拌，获得干粉混合料，将称量好的水置入加热容器内加热至45～50℃，再将称量好的减水剂以及丙烯酸乳液投入加热后的容器内，进行搅拌，得到溶液，最后将获得的干粉混合料与溶液按照一定的质量比进行搅拌，干粉混合料与溶液混合后发生水解，得到浆料，最后将浆料放置在成型模具内，静止70min，将成型后的固体置入精碎机内，破碎成5～8mm的骨料，即得废叶片粗骨料。
9.根据权利要求8所述的一种建筑用废叶片粗骨料配方的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中数控切割机的速率为40mm/min，所述数控切割机中入料道板的长度为800mm。
10.根据权利要求1所述的一种建筑用废叶片粗骨料配方的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中的干粉混合料与溶液的重量比为14:0.8～1。
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