本發(fā)明屬于建筑垃圾再生技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及一種煤渣粉再生骨料混凝土及其制備方法。
背景技術(shù)：
每年，我國(guó)有大量的建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施由于已超服役周期、人為因素或自然災(zāi)害等原因需要被拆除，僅我國(guó)每年將產(chǎn)生2億噸以上的廢棄混凝土垃圾，這給社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境造成巨大的壓力。因此，廢棄混凝土物的再生利用符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的要求，同時(shí)，廢棄混凝土循環(huán)利用也是全世界研究的熱點(diǎn)之一。
煤渣是工業(yè)燃煤設(shè)備產(chǎn)生的廢渣，每年產(chǎn)生上億噸，目前僅有部分用于制磚、鋪路和水泥混合材，利用率低且價(jià)值低；其它的隨意堆放，占用大量土地并污染環(huán)境，亟需提高其利用率和利用價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種煤渣粉再生骨料混凝土及其制備方法，該煤渣粉再生骨料混凝土有效再利用了廢棄混凝土及煤渣等工業(yè)廢產(chǎn)物，減少污染與浪費(fèi)，降低混凝土制備成本。
為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：
一種煤渣粉再生骨料混凝土，包括以下按質(zhì)量比例混合的物質(zhì)：
其中，所述混凝土再生細(xì)骨料的粒徑為0.075mm～4.75mm，所述混凝土再生粗骨料的粒徑為4.75mm～31.5mm。
進(jìn)一步地，所述混凝土再生粗骨料由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為38％的粒徑為4.75mm～19mm的第一再生粗骨料和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為62％的粒徑為19mm～31.5mm的第二再生粗骨料混合得到。
進(jìn)一步地，所述混凝土再生粗骨料的吸水率為2.3％～4.6％，表觀密度為2360kg/m3～2420kg/m3，壓碎值均值為15％～20％。
進(jìn)一步地，所述混凝土再生細(xì)骨料由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為46％的粒徑為0.075mm～2.36mm的第一再生細(xì)骨料和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為54％的粒徑為2.36mm～4.75mm的第二再生細(xì)骨料混合得到。
進(jìn)一步地，所述混凝土再生細(xì)骨料的吸水率為9％～11％，表觀密度為2080kg/m3～2140kg/m3，壓碎值均值為18％～22％，細(xì)度模數(shù)為2.3～3.1。
進(jìn)一步地，所述煤渣粉的表觀密度為2.7g/cm3～2.8g/cm3，比表面積為1140m2/kg～1155m2/kg，含水率為0.4％～0.5％。
進(jìn)一步地，所述水泥為p.o42.5普通硅酸鹽水泥；所述減水劑為聚羧酸減水劑。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種如上任一所述的煤渣粉再生骨料混凝土的制備方法，包括步驟：
s1、將0.3份～0.7份水泥、0.3份～0.7份煤渣粉、1.3份～1.35份混凝土再生細(xì)骨料和2.1份～2.2份煤渣粉再生粗骨料混合，形成混合物；
s2、將0.01份～0.015份減水劑溶于0.32份水中，獲得減水劑溶液；
s3、將所述減水劑溶液與所述混合物混合并攪拌，獲得所述煤渣粉再生骨料混凝土；
其中，上述份數(shù)均為質(zhì)量份數(shù)。
進(jìn)一步地，所述混凝土再生細(xì)骨料的制作方法具體包括：
選用抗壓強(qiáng)度等級(jí)不低于c40的廢棄混凝土路面板或建筑構(gòu)件作為細(xì)骨料原材；
將所述細(xì)骨料原材經(jīng)初次破碎、除筋、分揀、篩分、多次破碎、篩分，清洗、烘干，獲得不同粒徑范圍的細(xì)骨料；
按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46％和54％分別挑選上述不同粒徑范圍的細(xì)骨料中粒徑為0.075mm～2.36mm的第一再生細(xì)骨料和粒徑為2.36mm～4.75mm的第二再生細(xì)骨料混合，獲得粒徑為0.075mm～4.75mm的所述混凝土再生細(xì)骨料；
所述混凝土再生粗骨料的制作方法具體包括：
選用抗壓強(qiáng)度等級(jí)不低于c40的廢棄混凝土路面板或建筑構(gòu)件作為粗骨料原材；
將所述粗骨料原材經(jīng)初次破碎、除筋、分揀、篩分、清洗、烘干，獲得不同粒徑范圍的粗骨料；
按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為38％和62％分別挑選所述不同粒徑范圍的粗骨料中粒徑為4.75mm～19mm的第一再生粗骨料和粒徑為19mm～31.5mm的第二再生粗骨料混合，獲得粒徑為4.75mm～31.5mm的所述混凝土再生粗骨料。
進(jìn)一步地，所述煤渣粉的制作方法具體包括：
挑選燒失量不超過(guò)8％的煤渣；其中，在所述煤渣中，活性sio2、活性al2o3和活性fe2o3的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之和不低于70％；
將所述煤渣經(jīng)破碎、烘干、研磨，以使其45μm篩的通過(guò)率超過(guò)75％，獲得所述煤渣粉。
本發(fā)明的有益效果：
(1)根據(jù)本發(fā)明的煤渣粉再生骨料混凝土具有取材便利、節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，是一種新型的建筑材料，其28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)到40.49mpa～56.13mpa、56d抗壓強(qiáng)度可達(dá)到60mpa左右，且其工作性能和耐久性也滿足規(guī)范要求；同時(shí)，該材料可以大量利用廢棄混凝土、煤渣等固體廢棄物，可解決廢棄混凝土、煤渣造成的環(huán)保及占有土地等問(wèn)題，并緩解日益短缺的砂石、礦物摻合料及水泥資源，同時(shí)也可以大幅降低混凝土造價(jià)，具有深遠(yuǎn)的影響和廣闊的應(yīng)用前景；
(2)本發(fā)明的煤渣粉再生骨料混凝土，將混凝土廢棄物經(jīng)破碎加工成再生混凝土骨料，用來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)混凝土中的天然砂石材料等天然骨料，可有效緩解天然骨料短缺的壓力、減少開(kāi)采天然骨料的難度、并降低混凝土廢棄物對(duì)環(huán)境污染的問(wèn)題；同時(shí)，減少混凝土廢棄物堆放也能節(jié)約耕地、保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境，是保證社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的有效措施之一；
(3)本發(fā)明的煤渣粉再生骨料混凝土，通過(guò)選擇其中活性sio2、al2o3、fe2o3三者的總質(zhì)量百分?jǐn)?shù)不少于70％且燒失量不超過(guò)8％的煤渣，并對(duì)該煤渣進(jìn)行破碎、烘干、研磨(一般60min即可)、過(guò)篩(45μm負(fù)壓篩)后并控制其通過(guò)率超過(guò)75％來(lái)得到煤渣粉；煤渣粉具有類似于火山灰的性質(zhì)，將其作為水泥的礦物摻合料，可以保護(hù)礦物摻合料資源，降低礦物摻合料價(jià)格，減少水泥用量，也可以從根本上解決煤渣難處理的問(wèn)題，提升煤渣價(jià)值。
具體實(shí)施方式
以下，將來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)施本發(fā)明，并且本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為限制于這里闡述的具體實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例是為了解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的各種實(shí)施例和適合于特定預(yù)期應(yīng)用的各種修改。
將理解的是，盡管在這里可使用術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等來(lái)描述各種物質(zhì)，但是這些物質(zhì)不應(yīng)受這些術(shù)語(yǔ)的限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)物質(zhì)與另一個(gè)物質(zhì)區(qū)分開(kāi)來(lái)。
本發(fā)明提供了一種煤渣粉再生骨料混凝土，其包括以下按表1中的質(zhì)量比例混合的物質(zhì)。
表1根據(jù)本發(fā)明的煤渣粉再生骨料混凝土的組成
具體來(lái)講，混凝土再生細(xì)骨料的粒徑為0.075mm～4.75mm，吸水率為9％～11％，表觀密度為2080kg/m3～2140kg/m3，壓碎值均值為18％～22％，細(xì)度模數(shù)為2.3～3.1；混凝土再生粗骨料的粒徑為4.75mm～31.5mm；吸水率為2.3％～4.6％，表觀密度為2360kg/m3～2420kg/m3，壓碎值均值為15％～20％。
更為具體地，混凝土再生細(xì)骨料是由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為46％的粒徑為0.075mm～2.36mm的第一再生細(xì)骨料和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為54％的粒徑為2.36mm～4.75mm的第二再生細(xì)骨料混合得到的；混凝土再生粗骨料是由質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為38％的粒徑為4.75mm～19mm的第一再生粗骨料和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為62％的粒徑為19mm～31.5mm的第二再生粗骨料混合得到的。
優(yōu)選地，煤渣粉的表觀密度為2.7g/cm3～2.8g/cm3，比表面積為1140m2/kg～1155m2/kg，含水率為0.4％～0.5％。
一般地，水泥選擇p.o42.5普通硅酸鹽水泥即可，且減水劑選擇聚羧酸減水劑即可。
本發(fā)明的煤渣粉再生骨料混凝土一般采用下述制備方法進(jìn)行制備，該制備方法包括以下步驟：
步驟s1、將0.3～0.7質(zhì)量份水泥、0.3～0.7質(zhì)量份煤渣粉、1.3～1.35質(zhì)量份混凝土再生細(xì)骨料和2.1～2.2質(zhì)量份煤渣粉再生粗骨料混合，形成混合物。
具體來(lái)講，混凝土再生細(xì)骨料的制作方法具體包括：(1)選用抗壓強(qiáng)度等級(jí)不低于c40的廢棄混凝土路面板或建筑構(gòu)件作為細(xì)骨料原材；(2)將細(xì)骨料原材經(jīng)初次破碎、除筋、分揀、篩分、多次破碎、篩分，清洗、烘干，獲得不同粒徑范圍的細(xì)骨料；(3)按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46％和54％分別挑選上述不同粒徑范圍的細(xì)骨料中粒徑為0.075mm～2.36mm的第一再生細(xì)骨料和粒徑為2.36mm～4.75mm的第二再生細(xì)骨料混合，獲得粒徑為0.075mm～4.75mm的混凝土再生細(xì)骨料。
混凝土再生粗骨料的制作方法具體包括：(1)選用抗壓強(qiáng)度等級(jí)不低于c40的廢棄混凝土路面板或建筑構(gòu)件作為粗骨料原材；(2)將粗骨料原材經(jīng)初次破碎、除筋、分揀、篩分、清洗、烘干，獲得不同粒徑范圍的粗骨料；(3)按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為38％和62％分別挑選不同粒徑范圍的粗骨料中粒徑為4.75mm～19mm的第一再生粗骨料和粒徑為19mm～31.5mm的第二再生粗骨料混合，獲得粒徑為4.75mm～31.5mm的混凝土再生粗骨料。
更為具體地，煤渣粉的制作方法具體包括：(1)挑選燒失量不超過(guò)8％的煤渣；其中，在該煤渣中，活性sio2、活性al2o3和活性fe2o3的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之和不低于70％；(2)將煤渣經(jīng)破碎、烘干、研磨，以使其45μm篩的通過(guò)率超過(guò)75％，獲得煤渣粉。
根據(jù)上述方法獲得的混凝土再生細(xì)骨料和混凝土再生粗骨料的指標(biāo)如表2所示。
表2混凝土再生細(xì)骨料和混凝土再生粗骨料的指標(biāo)
一般地，水泥選擇p.o42.5普通硅酸鹽水泥即可。
步驟s2、將0.01～0.015質(zhì)量份減水劑溶于0.32質(zhì)量份水中，獲得減水劑溶液。
優(yōu)選地，減水劑選擇聚羧酸減水劑即可。
步驟s3、將減水劑溶液與混合物混合并攪拌，獲得煤渣粉再生骨料混凝土。
以下，將通過(guò)具體的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明上述煤渣粉再生骨料混凝土及其制備方法，實(shí)施例1-實(shí)施例5的煤渣粉再生骨料混凝土的參數(shù)列于表3中。
表3實(shí)施例1-實(shí)施例5的煤渣粉再生骨料混凝土的成分對(duì)比表
實(shí)施例1-實(shí)施例5所用的煤渣粉的指標(biāo)如表4所示。
表4實(shí)施例1-實(shí)施例5的煤渣粉的指標(biāo)
對(duì)各實(shí)施例獲得的煤渣粉再生骨料混凝土的工作性能進(jìn)行了測(cè)試；根據(jù)混凝土強(qiáng)度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(gbt50107-2010)將各配比煤渣粉再生混凝土制成150mm×150mm×150mm的立方體試塊，測(cè)定其在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下養(yǎng)生2d、27d和55d并浸水1d后的強(qiáng)度，測(cè)試結(jié)果如表5。
表5實(shí)施例1-實(shí)施例5獲得的煤渣粉再生骨料混凝土試塊的性能
從表5中的數(shù)據(jù)可以看出，上述實(shí)施例1-實(shí)施例5獲得的煤渣粉再生骨料混凝土的28d抗壓強(qiáng)度在40.49mpa～56.13mpa，而56d抗壓強(qiáng)度在60mpa左右，且其工作性能和耐久性也滿足規(guī)范要求。
雖然已經(jīng)參照特定實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解：在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可在此進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。