CN117447109B - 一种废弃物再利用混凝土抗离析剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废弃物再利用混凝土抗离析剂及其制备方法，属于混凝土技术领域。本发明将废弃砖与蒙脱土经过破碎、粉磨、煅烧制备出一种混凝抗离析剂，并严格控制二者之间的用量比，使得制备的混凝土抗离析剂既能使得建筑垃圾再利用，又能解决混凝土离析泌水的问题，还能对混凝土的强度有一定的增强作用。
Description
技术领域
本发明属于混凝土技术领域，尤其涉及一种废弃物再利用混凝土抗离析剂及其制备方法。
背景技术
随着混凝土行业的快速发展，优质混凝土原材料极其紧缺，大量性能不良的原材料应用于混凝土中，比如级配不良、针片状含量多、粒型差的骨料；又比如颗粒粗、粒型差的掺合料等，这都容易引起混凝土工作性不佳，尤其容易导致混凝土泌水离析。其次在混凝土实际生产过程中，经常也会出现因操作人员对原材料性能了解不够清楚，导致混凝土中水或减水剂用量超掺的现象，这也会导致混凝土泌水离析。也就是说，这种混凝土泌水离析不良现象是非常容易出现在工程项目上的，因此制备一款能有效改善混凝土和易性，解决混凝土泌水离析的添加剂是有必要的。
发明内容
随着建筑行业的快速发展，建筑物的不断更新，大量老式房屋被拆除，留下很多废弃的建筑垃圾，因此，结合上述现有技术中存在的问题，本发明将建筑垃圾中的废砖综合利用起来，制备一种混凝土抗离析剂，既能使得建筑垃圾再利用，又能解决混凝土离析泌水的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种废弃物再利用混凝土抗离析剂，所述抗离析剂是由原料再生砖与蒙脱土按照质量比(1-2)∶(3-4)的比例混合制备而成。
进一步地，所述再生砖的粒径小于60μm；所述蒙脱土的粒径小于60μm。
进一步地，所述抗离析剂的粒径小于35μm。
本发明中对于粒径的限定是指：只要粒径小于限定的范围，即可过相应目数的筛，就可以作为原料使用。同理，制备得到的产品抗离析剂的粒径也是经过粉磨过筛得到的。
本发明中使用的再生砖是将废弃砖通过破碎、粉磨得到的干燥颗粒。使用的蒙脱土是干燥状态的钙基或钠基蒙脱土。
本发明还提供一种所述的废弃物再利用混凝土抗离析剂的制备方法，包括以下步骤：将再生砖与蒙脱土混合，然后在600-900℃下恒温烧制6-12h，降温至室温，粉磨，得到废弃物再利用混凝土抗离析剂。
本发明控制原料再生砖的粒径小于60μm，所述蒙脱土的粒径小于60μm，是为了使二者更充分的互相混合，互相渗透，在煅烧过程中活化程度更加均匀。在煅烧之后再次粉磨是为了将煅烧过程中原料团聚形成的大颗粒破碎，同时将再生砖粉和蒙脱土再次混合，再次渗透。
进一步地，所述恒温烧制时的升温速率为2-8℃/min。
进一步地，所述降温是以2-8℃/min的降温速率降温至400℃，然后自然冷却至室温。
本发明还提供一种所述的废弃物再利用混凝土抗离析剂在混凝土中的应用，所述废弃物再利用混凝土抗离析剂的掺量为混凝土中胶凝材料质量的0.2-5％。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
本发明通过建筑垃圾中的废砖与蒙脱土经过破碎、粉磨、煅烧制备出一种混凝抗离析剂，再生砖粉本身为大量微孔隙结构，蒙脱土具有较大比表面积和较大的层间距，其相互协作具有非常强的吸水与控水性能，可有效将混凝土中多于的游离水封锁到其内部，也可以吸附混凝土中多余的外加剂。因此不管混凝土是因为级配不良、粒型差，还是因为用水量或外加剂用量过多，还是其他原因引起的泌水离析，通过本发明的抗离析剂均可以解决。除此之外，本发明对废砖与蒙脱土经过破碎、粉磨、煅烧，使其具有一定活性，添加进混凝土中还可增加混凝土强度，因此本发明既能使得建筑垃圾再利用，又能解决混凝土离析泌水的问题，还能对混凝土的强度有一定的增强作用。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明中所述的“份”如无特别说明，均按“质量份”计。本发明中所述的“室温”如无特别说明，均按“25±2℃”计。
本发明以下实施例所用原料均为市售所得。
本发明提供一种废弃物再利用混凝土抗离析剂，制备方法包括以下步骤：将再生砖与蒙脱土按照质量比(1-2)∶(3-4)的比例混合，然后以2-8℃/min的升温速率升温至600-900℃，并在该温度下恒温烧制6-12h；烧制结束后，按照2-8℃/min的降温速率逐渐降温，当温度低于400℃后，自然冷却至室温。冷却后对产物继续进行粉磨，得到粒径小于35μm的废弃物再利用混凝土抗离析剂。
本发明还提供一种所述的废弃物再利用混凝土抗离析剂在混凝土中的应用，所述废弃物再利用混凝土抗离析剂的掺量为混凝土中胶凝材料质量的0.2-5％。
本发明以下实施例中使用的蒙脱土均为干燥状态的钙基的蒙脱土。
以下实施例作为本发明技术方案的进一步说明。
实施例1
将废弃砖与蒙脱土通过破碎、粉磨得到粒径小于60μm的干燥颗粒后，取20份再生砖粉与80份蒙脱土混匀并进行烧制，烧制升温时按4℃/min逐渐升温，当温度达到600℃后，恒温煅烧12h，煅烧结束后按4℃/min逐渐降温，当温度降至400℃后，自然降温至室温，再次粉磨煅烧后的产物至粒径小于35μm得混凝土抗离析剂。
实施例2
将废弃砖与蒙脱土通过破碎、粉磨得到粒径小于60μm的干燥颗粒后，取30份再生砖粉与70份蒙脱土混匀并进行烧制，烧制升温时按5℃/min逐渐升温，当温度达到700℃后，恒温煅烧10h，煅烧结束后按5℃/min逐渐降温，当温度降至400℃后，自然降温至室温，再次粉磨煅烧后的产物至粒径小于35μm得混凝土抗离析剂。
实施例3
将废弃砖与蒙脱土通过破碎、粉磨得到粒径小于60μm的干燥颗粒后，取35份再生砖粉与65份蒙脱土混匀并进行烧制，烧制升温时按6℃/min逐渐升温，当温度达到800℃后，恒温煅烧8h，煅烧结束后按6℃/min逐渐降温，当温度降至400℃后，自然降温至室温，再次粉磨煅烧后的产物至粒径小于35μm得混凝土抗离析剂。
实施例4
将废弃砖与蒙脱土通过破碎、粉磨得到粒径小于60μm的干燥颗粒后，取40份再生砖粉与60份蒙脱土混匀并进行烧制，烧制升温时按7℃/min逐渐升温，当温度达到850℃后，恒温煅烧7h，煅烧结束后按7℃/min逐渐降温，当温度降至400℃后，自然降温至室温，再次粉磨煅烧后的产物至粒径小于35μm得混凝土抗离析剂。
对比例1
同实施例4，区别在于，原料为50份再生砖粉和50份蒙脱土。
对比例2
同实施例4，区别在于，在原料中增加40份石粉成分。
对比例3
同实施例4，区别在于，将蒙脱土等质量替换成高岭土。
对比例4
同实施例4，区别仅在于，本对比例省略了烧制的过程，将再生砖粉末(60μm)和蒙脱土粉末(60μm)按比例混合后再次粉磨成35μm，得到混凝土抗离析剂。
性能测试：
通过国标GB/T 50080-2016普通混凝土拌合物性能试验方法，对上述实施例和对比例制备的混凝土抗离析剂性能进行检测，其中水泥为峨胜PO·42.5水泥，粉煤灰为Ⅱ级灰，砂子为细度模数为3.3的粗砂，石子为5mm-31.5mm连续级配的碎石，石子粒型较差。空白对照中不添任何混凝土抗离析剂，各实施例和对比例中掺入混凝土抗离析剂(掺入量为混凝土中胶凝材料质量的1.2％)。单方混凝土配合比(质量比)为水泥∶粉煤灰∶砂∶石∶水∶减水剂＝317∶43∶825∶1050∶165∶3.6。测试结果如下表所示。
表1
从试验结果可知，在混凝土骨料粒型较差，未添加本发明的混凝土抗离析剂时，混凝土工作性极差，存在泌水离析、骨料外漏现象，在做坍落度与扩展度检测时，在扩展度达到560mm时，坍落度却只有200mm，存在严重堆芯现象。添加混凝土抗离析剂后混凝土和易性良好，无泌水离析，无露石堆芯现象。并且混凝土强度明显提高。
对比例1改变了废弃砖与蒙脱土的比例，混凝土流动性变差，强度变低；对比例2增加了其他物质如石粉，使混凝土和易性与强度均变差；对比例3用其他物质如高岭土替代蒙脱土混凝土和易性变差；对比例4省略了烧制的过程，对混凝土强度造成严重不良影响。
以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种废弃物再利用混凝土抗离析剂，其特征在于，所述抗离析剂是由原料再生砖与蒙脱土按照质量比（1-2）∶（3-4）的比例混合制备而成；
所述再生砖的粒径小于60μm；所述蒙脱土的粒径小于60μm；
所述抗离析剂的粒径小于35μm；
所述废弃物再利用混凝土抗离析剂的制备方法，包括以下步骤：将再生砖与蒙脱土混合，然后在600-900℃下恒温烧制6-12h，降温至室温，粉磨，得到废弃物再利用混凝土抗离析剂。
2.根据权利要求1所述的废弃物再利用混凝土抗离析剂，其特征在于，所述恒温烧制时的升温速率为2-8℃/min。
3.根据权利要求1所述的废弃物再利用混凝土抗离析剂，其特征在于，所述降温是以2-8℃/min的降温速率降温至400℃，然后自然冷却至室温。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的废弃物再利用混凝土抗离析剂在混凝土中的应用，其特征在于，所述废弃物再利用混凝土抗离析剂的掺量为混凝土中胶凝材料质量的0.2-5%。
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