C40再生骨料混凝土及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及建筑材料，尤其是一種C40再生骨料混凝土，以及制備這種再生骨料 混凝土的方法。
【背景技術】
[0002] 全球每年有一大批老舊建筑被拆除，從而不可避免地產生了大量建筑垃圾，給環 境和土地資源帶來了巨大的壓力。這些建筑垃圾的回收利用是我國實現綠色建筑與可持續 發展社會的必然要求。
[0003] 利用廢混凝土破碎加工而成的再生集料，部分或全部代替天然集料配制而成的再 生混凝土被認為可從根本上解決廢棄混凝土的處理難題，是目前國內外科研人員研究的熱 點之一〇
[0004] 但是，現有的再生骨料混凝土還存在不少問題，主要是再生骨料吸收率和收縮率 較高，強度稍低，難以滿足工程的需求。
【發明內容】
[0005] 發明目的：一個目的是提供一種C40再生骨料混凝土，以解決現有技術存在的上 述問題。進一步的目的是提供一種制備上述C40再生骨料混凝土的制備方法。
[0006] 技術方案：一種C40再生骨料混凝土，包括以下重量比的配料：水：水泥：沙：石灰 巖塊體：廢棄混凝土塊=1:2. 28:3. 03:3. 66:2. 23。
[0007] 進一步的，所述沙為中砂或細砂，細度模數不大于3. 0,所述水泥為硅酸鹽水泥。
[0008] 進一步的，所述石灰巖塊體為二級級配，最大粒徑不超過35mm。
[0009] 進一步的，所述廢棄混凝土塊體的初始設計強度等級不低于C30,直徑為10~ 30mm〇
[0010] 制備上述C40再生骨料混凝土的方法，包括如下步驟：
[0011] 步驟1.配比的計算：
[0012] 步驟11.確定配制強度fcu,。，fcu,〇=fcu,k+l. 645 〇，fcu, #立方體抗壓強度標準 值，。為經驗值；
[0013] 步驟12?確定水灰比
，式中，A= 0.46，B= 0.07,4為水 泥的實際強度，
[0014] 步驟13.計算單位用水量mw;
[0015] 步驟14.計算水泥用量：
式中，mw為水的質量，m。為水泥的質量；
[0016] 步驟15.初步選取砂率；
[0017] 步驟16.計算砂、石灰巖塊體的用量ms、mG，
[0018]
_式中，叫……^分別為水、 水泥、沙和碎石的質量，Pw，P。，Ps，Pc分別為水、水泥、沙和碎石的密度，a為1 ;
[0019] 步驟17.計算廢棄混凝土塊的質量，
式中叫，PN分別為廢棄 磚塊的質量和密度，n為廢棄磚塊的體積替代率；
[0020] 步驟2.根據步驟1的結算結果準備材料，制備廢棄磚塊，采用顎式破碎機進行破 碎，控制破碎粒徑為20~50mm，破碎后對骨料進行篩分，先采用50mm孔徑篩分，對篩中剩余 物繼續進行破碎，對篩底剩余物進行20mm孔徑篩分，保留篩中剩余物；
[0021] 步驟3.投料：將水泥、水、沙按配合比例投入到強制式攪拌機中，攪拌1. 5-3min， 使其成為水泥砂漿，停止攪拌；再將碎石、廢棄磚塊體投入到攪拌機中，攪拌2-4min，完成 制備。
[0022] 優選的，所述體積替代率為15 %。
[0023] 有益效果：首先，本發明能夠保證再生混凝土所需的強度、坍塌度、耐久性以及早 期施工強度等力學性能，能夠應于實際工程；其次，環保低碳，有助于從根本上解決建筑垃 圾問題，是發展綠色建筑技術的重要手段。最后，本發明制備簡單、取材方便，是有效緩解當 前建筑材料來源緊缺的現狀。
【附圖說明】
[0024] 圖1為各齡期階段混凝土的立方體抗壓強度。
【具體實施方式】
[0025] 如圖1所示，本發明的C40再生骨料混凝土，包括以下重量比的配料：水：水泥： 沙：石灰巖塊體：廢棄混凝土塊=1:2. 28:3. 03:3. 66:2. 23。
[0026] 其中，沙為中砂或細砂，細度模數不大于3. 0,所述水泥為硅酸鹽水泥。所述石灰巖 塊體為二級級配，最大粒徑不超過35_。廢棄混凝土塊體的初始設計強度等級不低于C30， 直徑為10~3Ctam〇
[0027] 參考圖1，從曲線可以看出該配合比28天強度為44. 7MPa，滿足C40混凝土要求， 并且14天達到28天齡期強度的50%，滿足施工的早期強度要求。
[0028] 制備上述C40再生骨料混凝土的方法，包括如下步驟：
[0029] 步驟1?配比的計算：
[0030] 步驟11.確定配制強度feu,。，4,。=feu,k+l. 645 〇，feu, k為立方體抗壓強度標準 值，。為經驗值；
[0031] 步驟12?確定水灰比
1式中，A= 0.46，B= 0.07,4為水 泥的實際強度，
[0032] 步驟13?計算單位用水量mw;
[0033] 步驟14.計算水泥用量，~ = ，式中，mw為水的質量，m。為水泥的質量；
[0034] 步驟15?初步選取砂率；
[0035] 步驟16.計算砂、石灰巖塊體的用量ms、mG，
[0036]
式中，^^^^分別為水、 水泥、沙和碎石的質量，Pw，P。，Ps，Pc分別為水、水泥、沙和碎石的密度，a為1 ;
[0037] 步驟17.計算廢棄混凝土塊的質量：
式中叫，PN分別為廢棄 磚塊的質量和密度，n為廢棄磚塊的體積替代率；
[0038] 步驟2.根據步驟1的結算結果準備材料，制備廢棄磚塊，采用顎式破碎機進行破 碎，控制破碎粒徑為20~50mm，破碎后對骨料進行篩分，先采用50mm孔徑篩分，對篩中剩余 物繼續進行破碎，對篩底剩余物進行20mm孔徑篩分，保留篩中剩余物；
[0039] 步驟3.投料：將水泥、水、沙按配合比例投入到強制式攪拌機中，攪拌1. 5-3min， 使其成為水泥砂漿，停止攪拌；再將碎石、廢棄磚塊體投入到攪拌機中，攪拌2-4min，完成 制備。
[0040] 實施例6_8
[0041] 加入再生骨料改性材料。所述改性材料包括：減水劑、補強劑和膨脹劑。減水劑的 用量為配料總量的〇. 1-0. 5wt%，補強劑的用量為配料總量的3-5wt%，膨脹劑為配料總量 的l_3wt%。
[0042] 所述減水劑的結構式如下：
[0043]
[0044]其中，&、R2、R3、心和R5均選自H或CH3,n為 35 ~55,m為 25 ~45,a、b、c和d 為正整數，M為一價陽離子。
[0045] 所述補強劑為硅灰，膨脹劑為硫鋁酸鹽。
[0046] 上述新型聚羧酸減水劑的制備方法，步驟如下：
[0047] 步驟1:制備或購買大分子單體，按照預定的配比稱取原料；
[0048] 步驟2 :將烷基聚醚、丙烯酸單體、阻聚劑、催化劑和協水劑加入到反應釜中升溫 至160°C，回流狀態進行酯化反應5小時，得到中間產物；催化劑選自硫酸、甲苯磺酸、固體 酸Zr02的一種或幾種，所說阻聚劑選自羥基苯甲醚、苯二酚、硫化二苯胺中的一種的或幾 種，所述協水劑選自乙酸乙酯、異戊醇中的一種或兩種。
[0049] 步驟3 :分離出中間產物并加熱至90°C進行溶解，同時滴加其他單體和引發劑溶 液，滴加時間為1. 2小時，滴加完畢后保溫6小時，反應完成后，冷卻至40°C，用氫氧化鈉溶 液調節pH為7，即獲得目標產物。
[0050] 實施例6中，水、水泥、沙、碎石和廢棄磚塊的配比與實施例1相同，加入0. 25wt% 的減水劑，4. 2wt%的補強劑和1. 8wt%的膨脹劑。
[0051] 實施例7中，水、水泥、沙、碎石和廢棄磚塊的配比與實施例2相同，加入0. 12wt% 的減水劑，3.lwt%的補強劑，以及2. 8wt%的膨脹劑。
[0052] 實施例8中，水泥、沙、碎石和廢棄磚塊的配比與實施例3相同，加入0. 45wt%的減 水劑，4. 8wt%的補強劑，以及1.lwt%的膨脹劑。
[0053] 采用相同的測試方法，得到的28d強度的數據如下：44. 8、45. 2和50. 5。
[0054] 在該組實施例中，清洗再生骨料，可除去其上附著的粉塵，同時硅灰能夠少混凝土 內部的空隙率和空隙尺寸，改善骨料界面上的水泥漿體結構，硅灰的火山灰效應和微粒填 充效應，漿體與骨料的粘結性好。高效減水劑，不僅能降低水灰比，更為重要的是使拌合料 中的水泥更加分散，使硬化后的空隙率及孔隙分布情況得到進一步的改善。膨脹劑能夠抵 消再生骨料產生的收縮，解決了現有技術再生骨料混凝土收縮率大的問題。
[0055] 以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中 的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種等同變換，這 些等同變換均屬于本發明的保護范圍。另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述 的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。
【主權項】
L一種C40再生骨料混凝土，其特征在于，包括以下重量比的配料：水：水泥：沙：石灰 巖塊體：廢棄混凝土塊=1:2. 28:3. 03:3. 66:2. 23。
2. 如權利要求1所述的C40再生骨料混凝土，其特征在于，所述沙為中砂或細砂，細度 模數不大于3. 0,所述水泥為硅酸鹽水泥。
3. 如權利要求1所述的C40再生骨料混凝土，其特征在于，所述石灰巖塊體為二級級 配，最大粒徑不超過35mm。
4. 如權利要求1所述的C40再生骨料混凝土，其特征在于，所述廢棄混凝土塊體的初始 設計強度等級不低于C30,直徑為10~30mm。
5. 制備權利要求1至4所述的C40再生骨料混凝土的方法，其特征在于，包括如下步 驟： 步驟1.配比的計算： 步驟11.確定配制強度f%。，f%。=f4+1. 645 〇，Ik為立方體抗壓強度標準值，〇 為經驗值；的質量和密度，n為廢棄磚塊的體積替代率； 步驟2.根據步驟1的結算結果準備材料，制備廢棄磚塊，采用顎式破碎機進行破碎，控 制破碎粒徑為20~50mm，破碎后對骨料進行篩分，先采用50mm孔徑篩分，對篩中剩余物繼 續進行破碎，對篩底剩余物進行20mm孔徑篩分，保留篩中剩余物； 步驟3.投料：將水泥、水、沙按配合比例投入到強制式攪拌機中，攪拌I. 5-3min，使其 成為水泥砂漿，停止攪拌；再將碎石、廢棄磚塊體投入到攪拌機中，攪拌2-4min，完成制備。
6. 如權利要求5所述的C40再生骨料混凝土的方法，其特征在于，所述體積替代率為 15%〇
【專利摘要】本發明公開了一種C40再生骨料混凝土及其制備方法，其中，所述C40再生骨料混凝土，包括以下重量比的配料：水：水泥：沙：石灰巖塊體：廢棄混凝土塊＝1:2.28:3.03:3.66:2.23。本發明能夠保證再生混凝土所需的強度、坍塌度、耐久性以及早期施工強度等力學性能，能夠應于實際工程；其次，環保低碳，有助于從根本上解決建筑垃圾問題，是發展綠色建筑技術的重要手段。最后，本發明制備簡單、取材方便，是有效緩解當前建筑材料來源緊缺的現狀。
【IPC分類】C04B28/04, C04B18/16
【公開號】CN105036660
【申請號】CN201510487318
【發明人】伍凱, 張鵬, 陳 峰, 南洋, 張賀
【申請人】河海大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月10日