专利名称：一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土的制作方法
技术领域：
本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土。
背景技术：
随着我国国民经济水平的快速提高，建筑业对建筑材料各方性能的要求越来越 高。住宅小区围墙，建筑物屋面和地面，广场围墙，防护坡提的砌筑采用混凝土装饰砌块的 情况越来越普遍。而混凝土装饰砌块的型式更是趋向多样化发展，彩色砌块、劈离砌块、凿 毛砌块、拉毛条纹砌块、磨光砌块、彭形砌块、模塑砌块、露集料砌块、仿旧砌块、釉面砌块、 穿孔花格砌块等都已在我国成功生产和应用。随着城市旧建筑物的拆除，或者自然灾害的增多，建筑垃圾数量也越来越多，简单 的填埋，实际上是对这种垃圾“资源”的极大浪费。目前对于建筑垃圾的处置，已开始倡导 资源化高效利用。建筑垃圾最好的利用方法是，将其分拣、清洗后再加工，如将废弃混凝土 块破碎、分级后可用来制备再生粗集料和再生细集料。尽管再生粗集料和再生细集料在许 多性能方面不如天然集料，但通过合理的配合比设计，完全可以生产出性能良好的混凝土。 但由于目前再生粗集料和再生细集料尚难以被大多数预拌混凝土企业接受，因此，本发明 人认为先期将再生粗集料和再生细集料用于各种混凝土砌块的生产是一种新的发明创造。
发明内容
本发明的目的在于提出一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，该彩色再生混凝土 完全采用再生粗集料和再生细集料，不使用任何天然集料，而且利用了大量粉煤灰和经煅 烧活化的煤矸石。由于采用了快硬硫铝酸盐水泥，这种混凝土凝结硬化速度较快，强度发展 迅速，产品出场时间较短，生产效率高。为了保证有足够的时间搅拌制备混凝土拌合料和进 行压制成型，该混凝土中掺加了合适的缓凝剂。这种混凝土采用三种基本颜色的颜料，可以 根据设计要求调配出其它各种颜色。这种混凝土成型容易，强度发展迅速，抗压强度高，抗 渗性好，收缩率低，色彩均勻。这种混凝土利废，节能，降耗，符合建筑业可持续发展战略要 求，市场前景较好。本发明提出的一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，该彩色再生混凝土 由快硬硫铝酸盐水泥、煅烧煤矸石、粉煤灰、电石渣、水杨酸、再生粗集料、再生细集料、红色 颜料、黄色颜料、蓝色颜料、萘系高效减水剂、纤维素纤维和玻璃纤维组成，各组份的重量比
如下
快硬硫铝酸盐水泥100
煅烧煤矸石30-60
粉煤灰15-40
电石渣3-12
水杨酸0.001-0
再生粗集料300-500
再生细集料200-360
红色颜料0-15黄色颜料0-15蓝色颜料0-15萘系高效减水剂0.4-1.5纤维素纤维0.1-0.45玻璃纤维0.2-0.60。各组分较佳的重量比为快硬硫铝酸盐水泥100煅烧煤矸石32-46粉煤灰15-30电石渣3-10水杨酸0. 001-0. 01再生粗集料320-470再生细集料210-350红色颜料0-10黄色颜料0-10蓝色颜料0-10萘系高效减水剂0. 4-1. 2纤维素纤维0. 2-0. 40玻璃纤维0.3-0.60。本发明中，所述快硬硫铝酸盐水泥的强度等级大于等于42. 5。本发明中，所述煅烧煤矸石的煅烧温度大于600°C小于1000°C，比表面积大于等 于 420m2/Kg。本发明中，所述粉煤灰为I级F类粉煤灰或II级F类粉煤灰中的一种。本发明中，所述电石渣中CaO重量含量大于等于32%，比表面积大于等于300m2/ Kg。本发明中，所述再生粗集料为连续级配，粒径范围为5_15mm，堆积孔隙率小于等于
50%，含泥重量小于等于4%。本发明中，所述再生细集料的细度模数大于2. 0小于3. 5，含泥重量小于等于5 %。本发明中，所述纤维素纤维的长度大于3. Omm小于9. 0mm。本发明中，所述玻璃纤维为耐碱玻璃纤维，其直径小于50 μ m,长度大于3. Omm小 于 9. 0mm。本发明产品使用时，拌合水的加入量为快硬硫铝酸盐水泥、煅烧煤矸石、粉煤灰、 电石渣、水杨酸、再生粗集料、再生细集料、红色颜料、黄色颜料、蓝色颜料、萘系高效减水 剂、纤维素纤维和玻璃纤维总重量的5. 5% -7. 5%。本发明的制备方法，具体步骤为按前述各重量比例称取各组份，将再生粗集料， 再生细集料，红色颜料，黄色颜料，蓝色颜料和萘系高效减水剂预先干混至均勻，然后加入 快硬硫铝酸盐水泥，煅烧煤矸石，粉煤灰，电石渣，纤维素纤维，玻璃纤维和水杨酸，混合至 均勻状态。所得一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，加水搅拌至规定的稠度，可用来成型各种型式的装饰砌块。本发明中，快硬硫铝酸盐水泥，煅烧煤矸石，粉煤灰和电石渣等四种物质共同组成 复合型水硬性胶凝材料体系。快硬硫铝酸盐水泥的水化速度相当快，其水化产物主要为钙 矾石(AFt)。煅烧煤矸石和粉煤灰的主要活性氧化物均为Al2O3和Si02。电石渣中的主要 组分为Ca(0H)2。煅烧煤矸石和粉煤灰中的活性物质Al2O3与快硬硫铝酸盐水泥中的石膏 组分、电石渣中的主要组分Ca(OH)2 —起反应，形成AFt。而煅烧煤矸石和粉煤灰中的活性 物质SiO2与电石渣中的主要组分Ca(OH)2 —起反应，形成数量较多的CSH凝胶，填充于AFt 晶体搭接穿插所留下的空间内，增强胶凝体系的强度。由于硫铝酸盐水泥水化较快，通常 20min钟左右就凝结了，没有足够的时间完成混凝土的搅拌、传送、浇注和振实，本发明为了 控制快硬硫铝酸盐水泥的水化速度，特别选用了能够延缓其水化的一种缓凝组分，即水杨 酸。水杨酸为邻羟基苯甲酸的别名，由于其分子中含有较多的羟基基团，吸附于硫铝酸盐水 泥颗粒表面，形成一层吸附层，产生氢键，阻止水分的扩散进入，从而延缓其水化。这样加水 搅拌制备的混凝土其施工性可保持较长时间，足够生产中的传送、浇注布料和振实。而一旦 混凝土凝结硬化后，其强度在短时间内就快速增长，可以使砌块尽早脱模和出厂，提高生产 效率和场地周转速度。再生粗集料和再生细集料都是由废弃混凝土破碎后加工而成的，其 颗粒级配理想。再生粗集料和再生细集料按照最紧密堆积理论进行搭配后，空隙率最小，可 以降低胶凝材料的用量，提高砌块的经济性。萘系高效减水剂为萘磺酸盐甲醛缩合物，聚合 度为9-13，其分子溶于水后发生解离，成为带负电荷的表面活性剂离子，这种离子吸附于胶 凝材料和颜料颗粒表面，产生相同电荷互相排斥作用，使这些颗粒相互分散，有助于减少混 凝土用水量因而提高其强度，而且可以改善混凝土表面色彩均勻性和饱满度。红色，黄色和 蓝色是色彩学中最基本的色彩，又称“三原色”，由这三种颜料相互搭配，可以调配出其它各 种不同的色彩。三种颜料耐碱性优良，分散于混凝土胶凝体系中，不仅为硬化后的混凝土呈 现了鲜艳的色彩，而且由于掺量适当，对混凝土强度影响不大。纤维素纤维的作用在于分散 混凝土砌块的收缩应力，减少开裂的危害，它本身还具有较好的保湿养护作用，确保在非正 常养护情况下，混凝土砌块强度仍能较好地增长。玻璃纤维的作用也在于分散混凝土砌块 的收缩应力，减少开裂的危害，提高砌块抗渗性，降低吸水率。本发明同时采用纤维素纤维 和玻璃纤维，原因在于前者为低模量纤维，有助于预防混凝土塑性阶段的开裂，后者为高模 量纤维，有助于预防混凝土在硬化阶段和承载阶段的开裂。本发明的有益效果在于(1)本发明不用硅酸盐系列水泥，而是利用了快硬硫铝酸盐水泥，配合煅烧煤矸 石、粉煤灰和电石渣作为胶凝材料，并且利用了采用废弃混凝土加工生产的再生粗集料和 再生细集料。(2)本发明产品成型容易，强度发展迅速，抗压强度高，抗渗性好，收缩率低，色彩 均勻。(3)本发明采用三种基本颜色的颜料，可以根据设计要求调配出其它各种颜色。采 用本发明提出的彩色再生混凝土，配合各种模具和工艺，可生产出尺寸、形状、色彩和造型 各异的混凝土装饰砌块，实现建筑师的设计理念，提高居民的生活品味。(4)本发明开发了一种完全用再生集料替代天然集料，且能大量利用粉煤灰和煅 烧活化煤矸石的彩色再生混凝土，其不仅硬化速度快，强度发展迅速，而且各项性能均满足((JCT641-2008装饰混凝土砌块》标准。由于本产品原材料选择符合国家节能减排和低碳经济要求，产品成本低，性能优 良，适用范围广，具有良好的应用前景。
具体实施例方式下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。实施例1一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，按重量份数计，快硬硫铝酸盐水泥100，煅 烧煤矸石30，粉煤灰15，电石渣3，水杨酸0. 001，再生粗集料300，再生细集料200，红色颜 料15，黄色颜料0，蓝色颜料0，萘系高效减水剂0. 4，纤维素纤维0. 1，玻璃纤维0. 2配制而 成。当加入占本产品重量5. 5%的水搅拌均勻后，其维勃稠度为20s，初凝时间为52min， 终凝时间为75min。硬化后呈红色。Id抗压强度为16. 5MPa, 3d抗压强度为28. 3MPa，28d 抗压强度为32.210^，抗渗等级为？8，收缩率为0.042%。用这种彩色再生混凝土生产的 390mmX 190mmX 190mm空心砌块，当空隙率为40%时，强度等级为MU10，抗渗试验中水面下 降高度为8mm，干燥收缩率为0. 021 %。实施例2一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，按重量份数计，快硬硫铝酸盐水泥100，煅 烧煤矸石60，粉煤灰40，电石渣12，水杨酸0. 02，再生粗集料500，再生细集料360，红色 颜料0，黄色颜料15，蓝色颜料0，萘系高效减水剂1. 5，纤维素纤维0. 45，玻璃纤维0. 60 配制而成。当加入占本产品重量7.0%的水搅拌均勻后，其维勃稠度为16s，初凝时间为 lhlOmin，终凝时间为lh35min。硬化后呈黄色。Id抗压强度为19. OMPa，3d抗压强度为 31. 2MPa，28d抗压强度为34. 4MPa，抗渗等级为P9，收缩率为0. 030%。用这种彩色再生混 凝土生产的390mmX 190mmX 190mm空心砌块，当空隙率为40%时，强度等级为MU15，抗渗试 验中水面下降高度为6mm，干燥收缩率为0. 020%。实施例3一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，按重量份数计，快硬硫铝酸盐水泥100，煅 烧煤矸石40，粉煤灰35，电石渣8，水杨酸0. 0016，再生粗集料400，再生细集料310，红色 颜料0，黄色颜料0，蓝色颜料15，萘系高效减水剂1. 1，纤维素纤维0. 35，玻璃纤维0. 40 配制而成。当加入占本产品重量7. 5%的水搅拌均勻后，其维勃稠度为22s，初凝时间为 lh20min，终凝时间为lh50min。硬化后呈蓝色。Id抗压强度为16. 3MPa，3d抗压强度为 27. 6MPa，28d抗压强度为31. OMPa，抗渗等级为P7，收缩率为0. 043%。用这种彩色再生混 凝土生产的390mmX 190mmX 190mm空心砌块，当空隙率为40%时，强度等级为MU10，抗渗试 验中水面下降高度为7mm，干燥收缩率为0. 022%。实施例4一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，按重量份数计，快硬硫铝酸盐水泥100，煅 烧煤矸石60，粉煤灰15，电石渣10，水杨酸0. 0042，再生粗集料500，再生细集料300，红色 颜料6，黄色颜料6，蓝色颜料0，萘系高效减水剂1.2，纤维素纤维0. 40,玻璃纤维0. 60配制 而成。当加入占本产品重量6. 7%的水搅拌均勻后，其维勃稠度为23s，初凝时间为45min， 终凝时间为57min。硬化后呈橙色。Id抗压强度为15. 8MPa，3d抗压强度为26. OMPa, 28d抗压强度为30.710^，抗渗等级为？7，收缩率为0.035%。用这种彩色再生混凝土生产的 390mmX 190mmX 190mm空心砌块，当空隙率为40%时，强度等级为MU10，抗渗试验中水面下 降高度为6mm，干燥收缩率为0. 024%。实施例5一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，按重量份数计，快硬硫铝酸盐水泥100，煅 烧煤矸石40，粉煤灰30，电石渣12，水杨酸0. 0018，再生粗集料400，再生细集料320，红色 颜料0，黄色颜料5，蓝色颜料5，萘系高效减水剂1. 5，纤维素纤维0. 35，玻璃纤维0. 52配制 而成。当加入占本产品重量5. 8%的水搅拌均勻后，其维勃稠度为17s，初凝时间为48min， 终凝时间为56min。硬化后呈绿色。Id抗压强度为20. 4MPa, 3d抗压强度为32. 7MPa，28d 抗压强度为36. 8MPa，抗渗等级为P10，收缩率为0. 032%。用这种彩色再生混凝土生产的 390mmX 190mmX 190mm空心砌块，当空隙率为40%时，强度等级为MU15，抗渗试验中水面下 降高度为5mm，干燥收缩率为0. 021 %。
权利要求
一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，其特征在于所述彩色再生混凝土由快硬硫铝酸盐水泥、煅烧煤矸石、粉煤灰、电石渣、水杨酸、再生粗集料、再生细集料、红色颜料、黄色颜料、蓝色颜料、萘系高效减水剂、纤维素纤维和玻璃纤维组成，各组份的重量比如下快硬硫铝酸盐水泥 100煅烧煤矸石 30 60粉煤灰 15 40电石渣 3 12水杨酸 0.001 0.02再生粗集料 300 500再生细集料 200 360红色颜料 0 15黄色颜料 0 15蓝色颜料 0 15萘系高效减水剂 0.4 1.5纤维素纤维 0.1 0.45玻璃纤维 0.2 0.60。
2.根据权利要求1所述的一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，其特征在于各组份的 重量比为快硬硫铝酸盐水泥100煅烧煤矸石32-46粉煤灰15-30电石渣3-10水杨酸0. 001--0.再生粗集料320-470再生细集料210-350红色颜料0-10黄色颜料0-10蓝色颜料0-10萘系高效减水剂0. 4-1.2纤维素纤维0. 2-0.40玻璃纤维0. 3-0.60
3.根据权利要求1所述的一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，其特征在于所述快硬 硫铝酸盐水泥的强度等级大于等于42. 5。
4.根据权利要求1所述的一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，其特征在于所述煅烧 煤矸石的煅烧温度大于600°C小于1000°C，比表面积大于等于420m2/Kg。
5.根据权利要求1所述的一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，其特征在于所述粉煤 灰为I级F类粉煤灰或II级F类粉煤灰中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，其特征在于所述电石 渣中CaO重量含量大于等于32%，比表面积大于等于300m2/Kg。
7.根据权利要求1所述的一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，其特征在于所述再 生粗集料为连续级配，粒径范围为5-15mm，堆积孔隙率小于等于50%，含泥重量小于等于 4%。
8.根据权利要求1所述的一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，其特征在于所述再生 细集料的细度模数大于2. 0小于3. 5，含泥重量小于等于5%。
9.根据权利要求1所述的一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，其特征在于所述纤维 素纤维的长度大于3. Omm小于9. 0mm。
10.根据权利要求1所述的一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，其特征在于所述玻 璃纤维为耐碱玻璃纤维，其直径小于50 μ m，长度大于3. Omm小于9. 0mm。
全文摘要
本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种生产装饰砌块用彩色再生混凝土，该彩色再生混凝土由快硬硫铝酸盐水泥、煅烧煤矸石、粉煤灰、电石渣、水杨酸、再生粗集料、再生细集料、红色颜料、黄色颜料、蓝色颜料、萘系高效减水剂、纤维素纤维和玻璃纤维组成。本发明不用硅酸盐系列水泥，而是利用了快硬硫铝酸盐水泥，配合煅烧煤矸石、粉煤灰和电石渣作为胶凝材料，并且利用了采用废弃混凝土加工生产的再生粗集料和再生细集料。本发明采用三种基本颜色的颜料，可以根据设计要求调配出其它各种颜色。本发明产品成型容易，强度发展迅速，抗压强度高，抗渗性好，收缩率低，色彩均匀。本发明产品利废，节能，降耗，符合建筑业可持续发展战略要求，市场前景较好。
文档编号C04B18/16GK101913839SQ201010251550
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月12日 优先权日2010年8月12日
发明者孙振平, 杨正宏, 高峰 申请人:同济大学