高含泥量混凝土的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高含泥量混凝土，原料包括：水泥、砂、碎石、廢棄物煅燒料、外加劑和水，所述廢棄物煅燒料經(jīng)過以下方法制得：將廢混凝土和廢磚按照10:3的質(zhì)量比混合，破碎、研磨成小于30mm的碎粉，備用；將碎粉放入水中，泡2-3天，然后取出烘干；將烘干的碎粉在1000-1100℃下煅燒4-5h，冷卻后進行研磨、篩分，分別取粒徑為0.15-3mm和5-10mm的煅燒產(chǎn)物，為廢棄物煅燒料。本發(fā)明提供了一種高含泥量的混凝土，該混凝土可以使用含泥量高的砂為原料，通過外加劑的引入含泥量高的混凝土仍然能夠滿足建筑要求。此外，本發(fā)明還對廢混凝土和廢磚進行了回收利用，變廢為寶，降低了成本，具有很好的經(jīng)濟和環(huán)保效益。
【專利說明】高含泥量混凝土

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種混凝土組合物，具體涉及一種含泥量高的混凝土，屬于混凝土【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]混凝土是現(xiàn)代應(yīng)用最廣泛的建筑材料，其具有原料豐富、價格低廉、工藝簡單、強度高、耐久性好等優(yōu)點。預(yù)拌混凝土是混凝土的一種，是指由水泥、集料、水以及根據(jù)需要摻入的外加劑、礦物摻合料等組分按一定比例在攪拌站經(jīng)計量、拌制后出售的、并采用運輸車在規(guī)定時間內(nèi)運至使用地點的混凝土拌合物。因為現(xiàn)場施工對環(huán)境影響較大，所以預(yù)拌混凝土受到越來越多的關(guān)注。但是混凝土物料混合后隨著時間的推移會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對混凝土流動性、坍塌度損失、和易性等都會產(chǎn)生不良的影響，因此預(yù)拌混凝土需要在規(guī)定的時間內(nèi)運送到所需工地中，同時也對混凝土的性能提出了更高的要求。
[0003]混凝土中，集料的體積占到60%以上，集料是混凝土中承受荷載、抵抗侵蝕和增強混凝土體積穩(wěn)定性的重要組成材料，也是價格低廉的填充組分。普通混凝土中細集料是公稱直徑小于5_的砂粒。研究表明，在建筑施工中混凝土的性能受到砂含泥量質(zhì)量指標的影響較大，泥的細度較小，硬度小且易團聚，隨著含泥量的增加，細集料對水的需求量加大，減水劑的用量也相應(yīng)加大，混凝土的初始坍落度變低，保坍性能和坍塌度損失也變差；泥土團聚或者包覆在集料表面，會阻礙集料和水泥的粘結(jié)，形成結(jié)構(gòu)薄弱區(qū)，降低混凝土強度；泥的存在還會影響混凝土的抗碳化能力，降低混凝土的耐候性；并且如果泥團聚會降低混凝土局部的強度，造成安全隱患。通常含泥量超過5%的砂將無法使用，在預(yù)拌混凝土中，因為要保證混凝土的坍塌度損失、流動性和和易性，因此泥的存在更為致命。
[0004]此外，在房屋重建的過程中，廢舊的樓房拆遷會產(chǎn)生大量的固體廢棄物，這些廢的混凝土材料或磚塊如果直接丟棄不僅會造成很大的環(huán)境污染，還會浪費許多有用資源，如果能將其重新利用，會有很好的經(jīng)濟和環(huán)保效益。
[0005]為了保證混凝土的性能，可以加入各種不同性能的外加劑調(diào)整、改善混凝土的性能。目前已有的混凝土外加劑可以起到減少拌合用水、增加工作性、控制凝結(jié)時間、早強、增強、耐久、染色、引氣等作用，但外加劑一般都性能單一，不能滿足多種需求，并且也沒有能夠有效降低高含泥量砂對混凝土性能影響的外加劑。通過外加劑的使用以及混凝土配方的優(yōu)化，可以使預(yù)拌混凝土應(yīng)用前景更為廣闊。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種高含泥量混凝土，該混凝土中通過外加劑的加入可以使高含泥量的砂可以用于混凝土中，同時在混凝土中加入部分固體廢棄物代替混凝土的成分，降低了成本。
[0007]為了降低泥的存在對混凝土性能的影響，發(fā)明人研究了特殊的外加劑，通過外加劑的作用，可以降低泥土的團聚和對集料的包裹，使泥土對混凝土性能的影響得到降低。同時，本發(fā)明還將廢棄混凝土通過處理重新進行利用，即降低了成本，又防止了資源浪費。本發(fā)明具體技術(shù)方案如下:
一種高含泥量混凝土，其特征是包括以下原料:水泥、砂、碎石、廢棄物煅燒料、外加劑和水，所述廢棄物煅燒料經(jīng)過以下方法制得:將廢混凝土和廢磚按照10:3的質(zhì)量比混合，破碎、研磨成小于30mm的碎粉，備用；將碎粉放入水中，泡2-3天，然后取出烘干；將烘干的碎粉在1000-1100°C下煅燒4-5h，冷卻后進行研磨、篩分，分別取粒徑為0.15_3mm和5_10mm的煅燒產(chǎn)物，為廢棄物煅燒料。
[0008]上述高含泥量混凝土中，所述砂的粒徑為0.075-4.0mm,所述碎石的粒劑為
4.75-25mm。
[0009]上述高含泥量混凝土中，所用的砂可以為含泥量較高的砂，砂中泥的含量小于等于10%時所得混凝土性能均能滿足要求，砂中不含泥最佳。
[0010]上述高含泥量混凝土中，各原料配比如下:水泥300-450kg/m3、砂425_460kg/m3、碎石900-1000kg/m3、粒徑0.15_3mm的廢棄物煅燒料100_150kg/m3、粒徑5_10mm的廢棄物煅燒料370-420kg/m3，外加劑為水泥質(zhì)量的5_6%，水灰比0.4。
[0011]上述高含泥量混凝土中，各原料優(yōu)選配比如下:水泥400kg/m3、砂435kg/m3、碎石930kg/m3、粒徑0.15-3mm的廢棄物煅燒料130kg/m3、粒徑5_10mm的廢棄物煅燒料390kg/m3,外加劑為水泥質(zhì)量的5-6%，水灰比0.4。
[0012]上述高含泥量混凝土中，所述外加劑由以下重量份的原料組成:聚羧酸系減水劑40-50份、纖維素接枝殼聚糖15-20份，煙道沉積物15-20份，硅烷偶聯(lián)劑5_10份，聚乙烯吡咯烷酮1-5份、碳化硅1-5份，優(yōu)選由以下重量份的原料組成:聚羧酸系減水劑45份、纖維素接枝殼聚糖16份，煙道沉積物16份，硅烷偶聯(lián)劑6份，聚乙烯吡咯烷酮3份、碳化硅2份。
[0013]上述高含泥量混凝土中，外加劑中的煙道沉積物在使用前經(jīng)過以下預(yù)處理:取火焰窯生產(chǎn)硼硅酸鹽玻璃時煙道中的沉積物，將沉積物磨成細粉，放入沉積物4質(zhì)量倍的水中，超聲30min，然后過濾、干燥，得處理好的煙道沉積物。
[0014]該外加劑的制備方法為:將除了聚羧酸系減水劑以外的原料按配比混合均勻，裝袋備用，作為固體成分；聚羧酸系減水劑單獨包裝，作為液體成分；使用時將固體成分與聚羧酸系減水劑按照配比加入混凝土中即可。
[0015]混凝土的制備方法為:將水泥、砂、碎石、廢棄物煅燒料、外加劑和水混合，攪拌均勻后制得混凝土拌合物，經(jīng)澆鑄、振實、養(yǎng)護，得混凝土。
[0016]本發(fā)明使用發(fā)明人自行研發(fā)的外加劑，該外加劑的加入保證了混凝土的流動性、減少了混凝土的坍塌度損失、提高了混凝土的和易性。此外，外加劑中成分的存在還能改善泥土的吸附狀態(tài)，降低含泥量對混凝土、減水劑的影響，從而使高含泥量的砂可以用于混凝土中。本發(fā)明混凝土外加劑適用于各種高含泥量混凝土，也適合于預(yù)拌混凝土。
[0017]本發(fā)明外加劑中，用纖維素對殼聚糖進行接枝，可以與聚羧酸鹽減水劑共同起到減水的作用，并且纖維素和殼聚糖中的基團可以降低泥土對聚羧酸鹽的影響，減少減水劑的用量。
[0018]外加劑中的煙道沉積物指的是用火焰加熱方式生產(chǎn)硼硅酸鹽玻璃時，沉積在煙道中的揮發(fā)性物質(zhì)。煙道沉積物中含有氯化鈉、氧化硼、二氧化硅、氧化鋁等成分，經(jīng)過處理，將一部分氯化鈉除去，減少了過多的氯化鈉的腐蝕作用，剩余的氯化鈉、氧化硼、氧化鋁等可以起到防凍和緩凝的作用。另外二氧化硅對泥土有一定的吸附和分散的作用，阻止泥土包裹在集料表面和團聚，減少了水的用量，增加了混凝土的和易性和流動性，也減輕了泥土對混凝土強度和耐候性的影響。
[0019]外加劑中的硅烷偶聯(lián)劑和聚乙烯吡咯烷酮為有機物質(zhì)，聚乙烯吡咯烷酮有一定的粘度，可以增強各成分之間的粘結(jié)性，硅烷偶聯(lián)劑與水反應(yīng)會形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強混凝土的保水性和流動性，保證預(yù)拌混凝土的坍塌度損失。
[0020]外加劑中的碳化硅強度高、耐候性好，可以提高混凝土的強度和耐候性。
[0021]本發(fā)明在混凝土配方中加入了部分建筑廢棄混凝土和廢磚，經(jīng)過特殊的處理，將它們分別取代部分砂和碎石，變廢為寶，降低了成本。并且通過配比的調(diào)整，混凝土性能未受到太大影響。
[0022]本發(fā)明提供了一種高含泥量的混凝土，該混凝土可以使用含泥量高的砂為原料，通過外加劑的引入含泥量高的混凝土仍然能夠滿足建筑要求。此外，本發(fā)明還對廢混凝土和廢磚進行了回收利用，變廢為寶，降低了成本，具有很好的經(jīng)濟和環(huán)保效益。

【具體實施方式】
[0023]下面通過具體實施例對本發(fā)明進行進一步的說明，應(yīng)該明白的是，下述說明僅是為了解釋本發(fā)明，并不對其內(nèi)容進行限定。如無特別說明，下述組分均為重量份。
[0024]下述實施例中，所用殼聚糖購自濟南海得貝海洋生物工程有限公司，所用纖維素為濟南源茂化工有限公司的木質(zhì)纖維素。
[0025]下述實施例中，所用減水劑為本公司銷售的FCA-聚羧酸高性能減水劑，性能如下:
量固含量⑷摻加量_減水率⑷
—20.01 I 40 II>35%
下述實施例中，所用水泥為中聯(lián)P042.5級水泥，其性能如下:
細度I標準稠度用水I抗折強度I抗壓強度|,結(jié)吋間 (%')量(%)(MPa)(MPa)(min)
__3天 28天 3天I 28天初凝I終凝
~?4 26.85.4 8.6 23.5 51.2 145 215
下述實施例中，所用砂為湖砂，性能如下:
I表觀密度堆枳密度空險率(%〕細度模數(shù)(%) I顆粒級配 (kg/m2) (kg/m3) (.mm)
I 25501550362.6Π K
下述實施例中，所用碎石性能如下:
表觀密度I堆枳密度壓碎值(％) 級配(mm)^
(kg/m2) (k^m3)___
~2690 丨 1580丨 8.15-25實施例1
本發(fā)明混凝土外加劑配方為:聚羧酸系減水劑45份、纖維素接枝殼聚糖16份，預(yù)處理的煙道沉積物16份，硅烷偶聯(lián)劑6份，聚乙烯吡咯烷酮3份、碳化硅2份。
[0026]制備方法為:
1、取煙道沉積物，將沉積物磨成細粉，放入沉積物4質(zhì)量倍的水中，超聲30min，然后過濾、干燥，得預(yù)處理的煙道沉積物，備用。
[0027]2、纖維素接枝殼聚糖的制備:將纖維素加入到蒸餾水中，攪拌分散，通30min氮氣除氧，然后在氮氣保護下加入過硫酸鉀溶液，在55°C下預(yù)處理2h，然后加入溶有交聯(lián)劑的殼聚糖的lwt%乙酸溶液，在50°C反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后，水洗除去水溶性雜質(zhì)，然后將產(chǎn)物放入lwt%乙酸溶液中萃取24h繼續(xù)除去均聚物，然后再水洗，抽濾，干燥，得纖維素接枝殼聚糖；纖維素與殼聚糖的質(zhì)量比為2:1，過硫酸鉀在混合液中的濃度為1.5mmol/L，交聯(lián)劑在混合液中的濃度為0.12ml/100ml，殼聚糖在混合液中的濃度為0.5g/100ml。
[0028]3、取預(yù)處理的煙道沉積物和纖維素接枝殼聚糖，與除減水劑以外的其他原料混合均勻，包裝備用，作為混凝土外加劑固體成分；減水劑單獨包裝，作為混凝土外加劑液體成分。固體成分和液體成分在使用時按照配比混合使用，即為混凝土外加劑。
[0029]實施例2
本發(fā)明混凝土外加劑配方為:聚羧酸系減水劑40份、纖維素接枝殼聚糖20份，預(yù)處理的煙道沉積物15份，硅烷偶聯(lián)劑10份，聚乙烯吡咯烷酮1份、碳化硅5份。制備方法同實施例I。
[0030]實施例3
本發(fā)明混凝土外加劑配方為:聚羧酸系減水劑50份、纖維素接枝殼聚糖15份，預(yù)處理的煙道沉積物20份，硅烷偶聯(lián)劑5份，聚乙烯吡咯烷酮5份、碳化硅1份。制備方法同實施例I。
[0031]實施例4
混凝土配方如下:水泥400kg/m3、砂435kg/m3、碎石930kg/m3、粒徑0.15_3mm的廢棄物煅燒料130kg/m3、粒徑5-10mm的廢棄物煅燒料390kg/m3，實施例1的外加劑為水泥質(zhì)量的5%，水灰比0.4。砂中含泥量為0%。
[0032]混凝土制備方法為:
1、取建筑廢混凝土和廢磚，按照10:3的質(zhì)量比混合，破碎、研磨成小于30mm的碎粉，備用；將碎粉放入水中，泡2-3天，然后取出烘干；將烘干的碎粉在1000-1100°C下煅燒4-5h，冷卻后進行研磨、篩分，分別取粒徑為0.15-3mm和5_10mm的煅燒產(chǎn)物，為廢棄物煅燒料。
[0033]2、將上述廢棄物煅燒料與水泥、砂、碎石、外加劑、水混合均勻，經(jīng)澆鑄、振實、養(yǎng)護，得混凝土。
[0034]實施例5
混凝土配方和制備方法同實施例4，不同的是:所用外加劑為實施例2的外加劑。
[0035]實施例6
混凝土配方和制備方法同實施例4，不同的是:所用外加劑為實施例3的外加劑。
[0036]實施例7
混凝土配方如下:水泥300kg/m3、砂425kg/m3、碎石900kg/m3、粒徑0.15_3mm的廢棄物煅燒料150kg/m3、粒徑5-10mm的廢棄物煅燒料370kg/m3，實施例1的外加劑為水泥質(zhì)量的5%，水灰比0.4。砂中含泥量為0%。
[0037]制備方法同實施例4。
[0038]實施例8
混凝土配方如下:水泥450kg/m3、砂460kg/m3、碎石1000kg/m3、粒徑0.15_3mm的廢棄物煅燒料100kg/m3、粒徑5-10mm的廢棄物煅燒料420kg/m3，實施例1的外加劑為水泥質(zhì)量的5%，水灰比0.4。砂中含泥量為0%。
[0039]制備方法同實施例4。
[0040]性能測試試驗
1、為了試驗，用粘土與砂混合分別配成含泥量為5%和10%的含泥砂。通過制備不同的混凝土試樣，研究外加劑對含泥量高的混凝土的性能改善作用。
[0041]按照實施例4的配方和制備方法制備混凝土試樣，不同的是:各試樣砂中的含泥量和所用的外加劑不同。
[0042]所得混凝土試樣性能如下:

【權(quán)利要求】
1.一種高含泥量混凝土，其特征是包括以下原料:水泥、砂、碎石、廢棄物煅燒料、外加劑和水，所述廢棄物煅燒料經(jīng)過以下方法制得:將廢混凝土和廢磚按照10:3的質(zhì)量比混合，破碎、研磨成小于30_的碎粉，備用；將碎粉放入水中，泡2-3天，然后取出烘干；將烘干的碎粉在1000-1100°C下煅燒4-5h，冷卻后進行研磨、篩分，分別取粒徑為0.15_3mm和5-10mm的煅燒產(chǎn)物，為廢棄物煅燒料。
2.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的高含泥量混凝土，其特征是:所述砂的粒徑為0.075-4.0mm,所述碎石的粒劑為4.75-25mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含泥量混凝土，其特征是:所述砂的含泥量為0-10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含泥量混凝土，其特征是各原料配比如下:水泥300_450kg/m3、砂 425_460kg/m3、碎石 900-1000kg/m3、粒徑 0.15_3mm 的廢棄物鍛燒料100-150kg/m3、粒徑5-10mm的廢棄物煅燒料370_420kg/m3，外加劑為水泥質(zhì)量的5_6%，水灰比 0.4。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高含泥量混凝土，其特征是各原料配比如下:水泥400kg/m3、砂435kg/m3、碎石930kg/m3、粒徑0.15_3mm的廢棄物煅燒料130kg/m3、粒徑5_10mm的廢棄物煅燒料390kg/m3，外加劑為水泥質(zhì)量的5-6%，水灰比0.4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含泥量混凝土，其特征是所述外加劑由以下重量份的原料組成:聚羧酸系減水劑40-50份、纖維素接枝殼聚糖15-20份，煙道沉積物15-20份，硅烷偶聯(lián)劑5-10份，聚乙烯吡咯烷酮1-5份、碳化硅1-5份。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高含泥量混凝土，其特征是所述外加劑由以下重量份的原料組成:聚羧酸系減水劑45份、纖維素接枝殼聚糖16份，煙道沉積物16份，硅烷偶聯(lián)劑6份，聚乙烯吡咯烷酮3份、碳化硅2份。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的高含泥量混凝土，其特征是:外加劑中的煙道沉積物在使用前經(jīng)過以下預(yù)處理:取火焰窯生產(chǎn)硼硅酸鹽玻璃時煙道中的沉積物，將沉積物磨成細粉，放入沉積物4質(zhì)量倍的水中，超聲30min，然后過濾、干燥，得處理好的煙道沉積物。
【文檔編號】C04B28/00GK104072045SQ201410322446
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】肖維錄 申請人:日照弗爾曼新材料科技有限公司