一种废料制备的高性能混凝土的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及混凝土生产技术领域，更具体地说，它涉及一种废料制备的高性能混 凝土。
【背景技术】
[0002] 随着城市建设的发展和施工技术的进步，对混凝土品质指标提出了更高的要求， 促进混凝土相向高性能方向发展。一些大型结构、铁路工程和市政工程设计中，较多出现了 C50、C60等高性能混凝土。但是高性能的混凝土制作成本较高，与普通混凝土配合比相比， 凝胶材料用量大，水泥用量相对较高。高效混凝土的成本偏高大大制约了高效混凝土的推 广应用。
[0003] 传统的混凝土需要选用碎石作为粗骨料，选用砂子作为细骨料，砂子是采用在河、 湖等天然水域中形成和堆积的岩石碎肩，然而随着混凝土使用量越来越大，天然砂资源基 本枯竭，因此亟需寻找一种合理地替代品。
[0004] 与此同时，我国是铸件生产大国，铸件产量在世界上首屈一指，其中砂型铸造需要 大量型砂才能进行生产，据统计，我国每生产1吨合格铸件可产生约1. 2吨废砂。国内对铸 造废砂的处理是有陆地处置和海洋处置，陆地处置主要采用堆积法、掩埋法，海洋处置主要 是海洋倾倒。此外，随着国家基础建设的飞速发展，我国矿山被开采的力度显著加大，目前 我国矿山剥离废石的堆存量打数百亿吨，仅露天矿山每年剥离废石就达4亿吨以上。这些 废砂、废矿由于处置不当，不仅会导致工程灾害加剧、资源浪费、环境污染，也会给社会、经 济、环境造成严重危害，与国民经济持续稳定发展息息相关。
[0005] 现有，申请号为201210242642. 8的中国发明专利《一种矿山废石透水混 凝土及其制备方法》，其仅仅利用了废石，没有对废砂进行利用，并且抗压强度不 高；文献《铸造废砂的再利用》，其中国分类号为TG221、文献标识码为A、文章编号为 1000-8365 (2010) 10-1358-03,阐述了我国铸造废砂的再利用的现状，其中稍稍提及了铸造 废砂制造的混凝土的问题，但是没有应用到实际生产；申请号为201210285198. 3的中国发 明专利《金属矿山废石混凝土》，虽然解决了这些问题，但是其利用金属矿山废石机制砂和 金属矿山废石石子制作的混凝土，存在了混凝土收缩开裂引起裂缝问题，进而影响使用寿 命。
[0006] 因此，采用废砂、废石制作的高性能混凝土所引起的收缩开裂问题是亟需解决的。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种废料制备的高性能混凝 土，其采用废砂、废石制作而成，不仅经济环保，而且解决了收缩开裂的问题。
[0008] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案： 一种废料制备的高性能混凝土，以质量份数计，包括由以下的原料制备而成：水泥 150~300份、粉煤灰100~200份、矿粉100~200份、废砂700~1000份、废石700~ 1000份、外加剂5~15份、水150~200份；其中，所述废砂为2区中砂，细度模数为2. 3~ 2. 5,平均粒径为0. 5~0. 35mm ;所述废石的平均粒径为5. 5~25_。
[0009] 所述废砂的M B值< 1.0%，石粉含量<0.5,泥块含量<0.4%。
[0010] 所述废砂的表观密度彡2500Kg/m3,松散堆积密度彡1500Kg/m 3。
[0011] 所述废石的含泥量< 〇. 5%，泥块含量< 0. 2%，针、片状颗粒含量< 6%。
[0012] 所述废石的表观密度彡2650Kg/m3,松散堆积密度彡1500Kg/m 3。
[0013] 所述外加剂包括减水剂、保塑剂、抗离析剂和缓凝剂，所述减水剂、保塑剂、抗离析 剂和缓凝剂的质量份数比为40~60 : 30~40 : 2~4 : 10~20。
[0014] 所述减水剂包括以下通式的共聚物I :
其中，a、b、c为共聚物重复单元的链节数，所述共聚物I的分子量为2000万~3000万。
[0015] 所述保塑剂包括以下通式的共聚物II :
其中，d、e、f、g为共聚物重复单元的链节数，所述共聚物II的分子量为1500万~2000 万。
[0016] 所述抗离析剂包括以下通式的共聚物III :
其中，h、i、j为共聚物重复单元的链节数，所述共聚物III的分子量为20万~100万。
[0017] 所述水泥为P. 042. 5硅酸盐水泥。
[0018] 本发明所述废砂经检验，该砂属2区中砂；放射性（内照射指数、外照射指数）符 合GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》中建筑主体材料的要求；碱集料反应按照快速 碱-硅酸反应检验，判定为无潜在碱-硅酸反应危害；其它检测项目符合GB/T14684-2011 《建筑用砂》中Π 类机制砂的指标要求。
[0019] 本发明所述废石经检验，松散密度为实测值；放射性（内照射指数、外照射指 数）符合GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》中建筑主体材料的要求；碱集料反 应按照快速碱-硅酸反应检验，判定为无潜在碱-硅酸反应危害；其它检测项目符合GB/ T14685-2011《建筑用卵石、碎石》中5~25mm连续粒级II类碎石的指标要求。
[0020] 所述粉煤灰经检测，符合GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中粉煤灰》和 GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》国家标准要求。
[0021] 所述矿粉经检测，符合QGD-008-2014《轨道交通工程结构混凝土裂缝控制与耐久 性技术规程》和GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》标准要求。
[0022] 所述水泥经检测，符合GB175-200742. 5普通硅酸盐水泥标准。
[0023] 与现有技术相比，本发明具有以下特点和有益效果： 1.本发明提供废料制备的高性能混凝土，充分利用了废砂、废石的性能和价值，对原先 作为固体废料处理的废砂、废石进行了再利用，为废砂、废石的处理提供了一种新思路，避 免了传统处理不当导致的工程灾害加剧、资源浪费、环境污染的问题。
[0024] 2.本发明废砂和废石的使用量占原料总量的比例较大，大大降低了水泥的用量， 节约了生产成本。
[0025] 3.该混凝土中加入了特制的减水剂，使混凝土的强度达到4,28彡150MPa，工作性 能好；坍落度多210, 5. 5小时内流动性基本保持不变，耐久性好；抗渗等级> P35,实现了在 大幅度提高混凝土强度的同时，改善和提高了混凝土工作性能及耐久性，使其具备了高性 能混凝土的主要特征。
[0026] 4.该混凝土中加入了特制的保塑剂，使混凝土的减水率多25%，延缓初、终凝时 间多7天，并且混凝土的强度、耐久性均有较大提高。
[0027] 5.所述抗离析剂和混凝土的相容性好，有效解决了混凝土离析泌水的问题，提高 了混凝土的抗离析性能。
[0028] 6.该混凝土加入特制减水剂、保塑剂和抗离析剂可有效解决高效混凝土收缩开 裂。
[0029] 7.本法发明一种废料制备的高性能混凝土，适合用于高层建筑、铁路、桥梁等特种 工程等，其使用寿命长。
【附图说明】
[0030] 图1为共聚物I的核磁氢谱谱图； 图2为共聚物I的红外谱图； 图3为共聚物I的合成过程； 图4为共聚物II的核磁氢谱谱图； 图5为共聚物II的红外谱图 图6为共聚物II的合成过程； 图7为共聚物III的核磁氢谱谱图； 图8为共聚物III的红外谱图； 图9为共聚物III的合成过程。
【具体实施方式】
[0031] 实施例一： 表1实施例一中废料制备的高性能混凝土的配合比
其中，水泥为P. 042. 5硅酸盐水泥；粉煤灰为II级粉煤灰；矿粉为S95级矿粉；所述