本发明属于建筑材料
技术领域：
，具体涉及一种聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土及其制备方法。
背景技术：
随着我国城市规模的不断扩大，大批既有建筑面临拆迁，由此产生的建筑垃圾体量巨大，预计2020年我国的建筑垃圾将达到6.38×109t。对废弃建筑垃圾进行回收利用不仅是时代所需，并且对于保护环境、节约资源、发展生态建筑具有重要意义。目前，城市建筑垃圾当中往往同时存在废弃混凝土和废弃烧结砖，其中废弃砖占比约为30％～50％。破碎后得到的再生骨料为砖砼混合骨料。工程实践中，对于建筑废弃物的处理，除了少量用于低洼地区填埋、施工场地平整外，大部分都是在郊区露天堆放或者直接填埋，这种粗放的处理方式不仅占用了大量的土地，同时也带来粉尘、灰沙飞扬以及碱性废渣令土壤“失活”等严重破坏生态的社会环境问题。由于混凝土属于无机材料，耐久性能良好，较有机物更难以自然分解，故容易导致永久性污染。因此如何对建筑固体废弃物进行循环再利用，使其变废为宝具有重要的现实与研究意义。用再生骨料制备混凝土的相关研究成果相对较为丰富，主要缺陷在以下几个方面：(1)我国可再生利用的固体建筑废弃物主要包括废弃混凝土和废砖。目前的研究主要集中于再生砼骨料，对再生砖与再生砼的研究还鲜有报道。(2)目前虽然关于再生砼粗骨料取代天然骨料的研究较多，但我国现阶段砖砼分离技术尚在开发阶段，单掺再生砼骨料限制了再生骨料的利用效率。(3)关于再生骨料的增强改性研究，目前多集中于对再生骨料本身的再处理，如机械活化与酸液活化，其应用费工费时，且有一定的粉尘污染及酸性残留。也有通过掺加纤维改变混凝土的物理结构的方式，多掺入钢纤维等，但涉及的成本问题较大，不利于再生混凝土的推广应用，这也与再生骨料自身的廉价易得性相违背。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土，强度稳定，工作性能良好，对工程实践具有良好的指导意义。本发明的另一目的在于提供一种聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土的制备方法，步骤简单、环保，易于施工。为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：本发明提供了一种聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土，它主要由如下原料制成：水、水泥、细骨料、再生砖粗骨料、再生砼粗骨料和聚丙烯纤维制成，其中水、水泥、细骨料、再生砖粗骨料、再生砼粗骨料和聚丙烯纤维的质量比为1：2.54：4.49：3.07：3.40：0～1.8：0.01。根据上述的聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土，所述所述水泥为p.o42.5普通硅酸盐水泥。根据上述的聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土，所述的细骨料为河砂，所述的细骨料表观密度为2500kg/m3～2700kg/m3，细骨料的粒径范围为：0.15mm～4.75mm。根据上述的聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土，所述的细骨料粒径及质量比分布：0.15mm≤细骨料粒径≤0.3mm为12％～16％，0.3mm＜细骨料粒径≤0.6mm为31％～34％，0.6mm＜细骨料粒径≤1.18mm为28％～31％，1.18mm＜细骨料粒径≤2.36mm为9％～11％，2.36mm＜细骨料粒径≤4.75mm为10％～13％。根据上述的聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土，所述再生砖粗骨料为城镇建设拆除废弃的废弃烧结砖建筑垃圾，破碎后的粒径为5mm～25mm，表观密度为2300～2400kg/m3，压碎指标为30％～35％，吸水率为15％～20％。根据上述的聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土，所述再生砖粗骨料粒径及质量比分布：5mm≤再生砖粗骨料粒径≤10mm为20％～25％，10mm＜再生砖粗骨料粒径≤16mm为45％～55％，16mm＜再生砖粗骨料粒径≤20mm为20％～25％，20mm＜再生砖粗骨料粒径≤25mm为0％～10％。根据上述的聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土，所述再生砼粗骨料来自于检测公司废弃砼骨料，破碎后的粒径为5mm～25mm，表观密度为2600～2700kg/m3，压碎指标为10％～15％，吸水率为4％～8％。根据上述的聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土，所述再生砼粗骨料粒径及质量比分布：5mm≤再生砼粗骨料粒径≤10mm为20％～25％，10mm＜再生砼粗骨料粒径≤16mm为45％～55％，16mm＜再生砼粗骨料粒径≤20mm为20％～25％，20mm＜再生砼粗骨料粒径≤25mm为0％～10％。根据上述的聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土，所述的聚丙烯纤维为束状单丝，直径为0.048mm，长度为15～20mm，聚丙烯纤维抗拉强度≥350n/mm2，弹性模量≥3600n/mm2。根据上述的聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土，所述的减水剂为聚羧酸高效减水剂。根据上述的聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土的制备方法，它包括以下步骤：(1)按照上述质量比准备水、水泥、细骨料、再生砖粗骨料、再生砼粗骨料和聚丙烯纤维；(2)预先润湿搅拌机筒体，然后将再生砖粗骨料、再生砼粗骨料、水泥及细骨料投入搅拌机中，预搅拌2～3min，拌合均匀得混合物；(3)接着将聚丙烯纤维均匀分散入步骤(2)得到的混合物中，干拌1min～2min得混合粉；(4)然后将配方量的水与聚羧酸盐类减水剂依次加入步骤(3)得到的混合粉中，聚羧酸盐类减水剂的加入量为水的0.01倍，搅拌3～10min，直至拌合物混合均匀。本发明的积极有益效果：1、本发明聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土由水、水泥、细骨料、废弃烧结砖再生粗骨料、废弃砼再生粗骨料和减水剂配制而成。本发明完全采用建筑垃圾，原料废弃烧结砖再生粗骨料来自于城镇建设拆除废弃的废弃烧结砖建筑垃圾，再生砼来自某检测公司废弃混凝土试块，实现了资源的合理利用，解决了建筑垃圾的填埋、堆放造成的资源浪费和环境污染的问题，为建筑垃圾的有效利用提供了有力的技术支持。2、本发明的纤维再生混凝土以再生砖砼混合骨料取代率100％，砖砼骨料体积比为1:1，聚丙烯纤维不同掺量下的基本力学性能研究。本发明是基于工程实践中的骨料状况，提出更为具体详细的再生骨料增强改性方案，实际工程中可根据不同需求采用相应的配比进行生产。本发明纤维再生混凝土的性能可以基本满足土木建造的使用需求，极大程度上缓解了对天然骨料的需求，且本发明的再生混凝土无需加入掺合料和添加剂，配方简单、成本低廉，具有广阔的应用价值。3、本发明所得聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土工作性能良好，抗压强度、抗折强度和劈拉强度变化明显，制备过程简单、环保，易于施工。具体实施方式实施例1一种聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土，它主要由如下原料制成：水、水泥、细骨料、再生砖粗骨料、再生砼粗骨料和聚丙烯纤维制成，其中水、水泥、细骨料、再生砖粗骨料、再生砼粗骨料和聚丙烯纤维的质量比为1：2.54：4.49：3.07：3.40：0：0.01。所述水泥为p.o42.5普通硅酸盐水泥。所述的细骨料为河砂，所述的细骨料表观密度为2536kg/m3，细骨料的粒径范围为：0.15mm～4.75mm，细骨料粒径及质量比分布：0.15mm≤细骨料粒径≤0.3mm为15％，0.3mm＜细骨料粒径≤0.6mm为33％，0.6mm＜细骨料粒径≤1.18mm为30％，1.18mm＜细骨料粒径≤2.36mm为10％，2.36mm＜细骨料粒径≤4.75mm为12％。所述再生砖粗骨料为城镇建设拆除废弃的废弃烧结砖建筑垃圾，破碎后的粒径为5mm～25mm，表观密度为2395kg/m3，压碎指标为33.8％，吸水率为18.4％，再生砖粗骨料粒径及质量比分布：5mm≤再生砖粗骨料粒径≤10mm为26％，10mm＜再生砖粗骨料粒径≤16mm为50％，16mm＜再生砖粗骨料粒径≤20mm为22％，20mm＜再生砖粗骨料粒径≤25mm为2％。所述再生砼粗骨料来自于检测公司废弃砼骨料，破碎后的粒径为5mm～25mm，表观密度为2654kg/m3，压碎指标为13.9％，吸水率为5.4％，再生砼粗骨料粒径及质量比分布：5mm≤再生砼粗骨料粒径≤10mm为26％，10mm＜再生砼粗骨料粒径≤16mm为50％，16mm＜再生砼粗骨料粒径≤20mm22％，20mm＜再生砼粗骨料粒径≤25mm为2％。所述的聚丙烯纤维为束状单丝，直径为0.048mm，长度为15～20mm，聚丙烯纤维抗拉强度≥350n/mm2，弹性模量≥3600n/mm2。所述的减水剂为聚羧酸高效减水剂。根据上述的聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土的制备方法，它包括以下步骤：(1)按照上述质量比准备水、水泥、细骨料、再生砖粗骨料、再生砼粗骨料和聚丙烯纤维；(2)预先润湿搅拌机筒体，然后将再生砖粗骨料、再生砼粗骨料、水泥及细骨料投入搅拌机中，预搅拌2～3min，拌合均匀得混合物；(3)接着将聚丙烯纤维均匀分散入步骤(2)得到的混合物中，干拌1min～2min得混合粉；(4)然后将配方量的水与聚羧酸盐类减水剂依次加入步骤(3)得到的混合粉中，聚羧酸盐类减水剂的加入量为水的0.01倍，搅拌3～10min，直至拌合物混合均匀。实施例2一种聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土，它主要由如下原料制成：水、水泥、细骨料、再生砖粗骨料、再生砼粗骨料和聚丙烯纤维制成，其中水、水泥、细骨料、再生砖粗骨料、再生砼粗骨料和聚丙烯纤维的质量比为1：2.54：4.49：3.07：3.40：0.6：0.01。所述所述水泥为p.o42.5普通硅酸盐水泥。所述的细骨料为河砂，所述的细骨料表观密度为2536kg/m3，细骨料的粒径范围为：0.15mm～4.75mm，细骨料粒径及质量比分布：0.15mm≤细骨料粒径≤0.3mm为15％，0.3mm＜细骨料粒径≤0.6mm为33％，0.6mm＜细骨料粒径≤1.18mm为30％，1.18mm＜细骨料粒径≤2.36mm为10％，2.36mm＜细骨料粒径≤4.75mm为12％。所述再生砖粗骨料为城镇建设拆除废弃的废弃烧结砖建筑垃圾，破碎后的粒径为5mm～25mm，表观密度为2395kg/m3，压碎指标为33.8％，吸水率为18.4％，再生砖粗骨料粒径及质量比分布：5mm≤再生砖粗骨料粒径≤10mm为26％，10mm＜再生砖粗骨料粒径≤16mm为50％，16mm＜再生砖粗骨料粒径≤20mm为22％，20mm＜再生砖粗骨料粒径≤25mm为2％。所述再生砼粗骨料来自于检测公司废弃砼骨料，破碎后的粒径为5mm～25mm，表观密度为2654kg/m3，压碎指标为13.9％，吸水率为5.4％，再生砼粗骨料粒径及质量比分布：5mm≤再生砼粗骨料粒径≤10mm为26％，10mm＜再生砼粗骨料粒径≤16mm为50％，16mm＜再生砼粗骨料粒径≤20mm为22％，20mm＜再生砼粗骨料粒径≤25mm为2％。所述的聚丙烯纤维为束状单丝，直径为0.048mm，长度为15～20mm，聚丙烯纤维抗拉强度≥350n/mm2，弹性模量≥3600n/mm2。所述的减水剂为聚羧酸高效减水剂。本实施例的制备方法与实施例1相同。实施例3一种聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土，它主要由如下原料制成：水、水泥、细骨料、再生砖粗骨料、再生砼粗骨料和聚丙烯纤维制成，其中水、水泥、细骨料、再生砖粗骨料、再生砼粗骨料和聚丙烯纤维的质量比为1：2.54：4.49：3.07：3.40：0.9：0.01。所述水泥为p.o42.5普通硅酸盐水泥。所述的细骨料为河砂，所述的细骨料表观密度为2536kg/m3，细骨料的粒径范围为：0.15mm～4.75mm，细骨料粒径及质量比分布：0.15mm≤细骨料粒径≤0.3mm为15％，0.3mm＜细骨料粒径≤0.6mm为33％，0.6mm＜细骨料粒径≤1.18mm为30％，1.18mm＜细骨料粒径≤2.36mm为10％，2.36mm＜细骨料粒径≤4.75mm为12％。所述再生砖粗骨料为城镇建设拆除废弃的废弃烧结砖建筑垃圾，破碎后的粒径为5mm～25mm，表观密度为2395kg/m3，压碎指标为33.8％，吸水率为18.4％，再生砖粗骨料粒径及质量比分布：5mm≤再生砖粗骨料粒径≤10mm为26％，10mm＜再生砖粗骨料粒径≤16mm为50％，16mm＜再生砖粗骨料粒径≤20mm为22％，20mm＜再生砖粗骨料粒径≤25mm为2％。所述再生砼粗骨料来自于检测公司废弃砼骨料，破碎后的粒径为5mm～25mm，表观密度为2654kg/m3，压碎指标为13.9％，吸水率为5.4％，再生砼粗骨料粒径及质量比分布：5mm≤再生砼粗骨料粒径≤10mm为26％，10mm＜再生砼粗骨料粒径≤16mm为50％，16mm＜再生砼粗骨料粒径≤20mm为22％，20mm＜再生砼粗骨料粒径≤25mm为2％。所述的聚丙烯纤维为束状单丝，直径为0.048mm，长度为15～20mm，聚丙烯纤维抗拉强度≥350n/mm2，弹性模量≥3600n/mm2。所述的减水剂为聚羧酸高效减水剂。本实施例的制备方法与实施例1相同。实施例4一种聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土，它主要由如下原料制成：水、水泥、细骨料、再生砖粗骨料、再生砼粗骨料和聚丙烯纤维制成，其中水、水泥、细骨料、再生砖粗骨料、再生砼粗骨料和聚丙烯纤维的质量比为1：2.54：4.49：3.07：3.40：1.2：0.01。所述水泥为p.o42.5普通硅酸盐水泥。所述的细骨料为河砂，所述的细骨料表观密度为2536kg/m3，细骨料的粒径范围为：0.15mm～4.75mm，细骨料粒径及质量比分布：0.15mm≤细骨料粒径≤0.3mm为15％，0.3mm＜细骨料粒径≤0.6mm为33％，0.6mm＜细骨料粒径≤1.18mm为30％，1.18mm＜细骨料粒径≤2.36mm为10％，2.36mm＜细骨料粒径≤4.75mm为12％。所述再生砖粗骨料为城镇建设拆除废弃的废弃烧结砖建筑垃圾，破碎后的粒径为5mm～25mm，表观密度为2395kg/m3，压碎指标为33.8％，吸水率为18.4％，再生砖粗骨料粒径及质量比分布：5mm≤再生砖粗骨料粒径≤10mm为26％，10mm＜再生砖粗骨料粒径≤16mm为50％，16mm＜再生砖粗骨料粒径≤20mm为22％，20mm＜再生砖粗骨料粒径≤25mm为2％。所述再生砼粗骨料来自于检测公司废弃砼骨料，破碎后的粒径为5mm～25mm，表观密度为2654kg/m3，压碎指标为13.9％，吸水率为5.4％，再生砼粗骨料粒径及质量比分布：5mm≤再生砼粗骨料粒径≤10mm为26％，10mm＜再生砼粗骨料粒径≤16mm为50％，16mm＜再生砼粗骨料粒径≤20mm为22％，20mm＜再生砼粗骨料粒径≤25mm为2％。所述的聚丙烯纤维为束状单丝，直径为0.048mm，长度为15～20mm，聚丙烯纤维抗拉强度≥350n/mm2，弹性模量≥3600n/mm2。所述的减水剂为聚羧酸高效减水剂。本实施例的制备方法与实施例1相同。实施例5一种聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土，它主要由如下原料制成：水、水泥、细骨料、再生砖粗骨料、再生砼粗骨料和聚丙烯纤维制成，其中水、水泥、细骨料、再生砖粗骨料、再生砼粗骨料和聚丙烯纤维的质量比为1：2.54：4.49：3.07：3.40：1.8：0.01。所述水泥为p.o42.5普通硅酸盐水泥。所述的细骨料为河砂，所述的细骨料表观密度为2536kg/m3，细骨料的粒径范围为：0.15mm～4.75mm，细骨料粒径及质量比分布：0.15mm≤细骨料粒径≤0.3mm为15％，0.3mm＜细骨料粒径≤0.6mm为33％，0.6mm＜细骨料粒径≤1.18mm为30％，1.18mm＜细骨料粒径≤2.36mm为10％，2.36mm＜细骨料粒径≤4.75mm为12％。所述再生砖粗骨料为城镇建设拆除废弃的废弃烧结砖建筑垃圾，破碎后的粒径为5mm～25mm，表观密度为2395kg/m3，压碎指标为33.8％，吸水率为18.4％，再生砖粗骨料粒径及质量比分布：5mm≤再生砖粗骨料粒径≤10mm为26％，10mm＜再生砖粗骨料粒径≤16mm为50％，16mm＜再生砖粗骨料粒径≤20mm为22％，20mm＜再生砖粗骨料粒径≤25mm为2％。所述再生砼粗骨料来自于检测公司废弃砼骨料，破碎后的粒径为5mm～25mm，表观密度为2654kg/m3，压碎指标为13.9％，吸水率为5.4％，再生砼粗骨料粒径及质量比分布：5mm≤再生砼粗骨料粒径≤10mm为26％，10mm＜再生砼粗骨料粒径≤16mm为50％，16mm＜再生砼粗骨料粒径≤20mm为22％，20mm＜再生砼粗骨料粒径≤25mm为2％。所述的聚丙烯纤维为束状单丝，直径为0.048mm，长度为15～20mm，聚丙烯纤维抗拉强度≥350n/mm2，弹性模量≥3600n/mm2。所述的减水剂为聚羧酸高效减水剂。本实施例的制备方法与实施例1相同。强度测试试验测试步骤：将本发明实施例1～5所得聚丙烯纤维混凝土分别一次性装入试模，装料时用抹刀沿各试模壁插捣，再将试模放在振动台上，分两次进行振捣，刮去试模口多余的聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土，然后用抹刀抹平放入混凝土养护箱内养护24h，拆模，最后移至混凝土标准养护室内进行养护，28天后取出。根据gb/t50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》的规定方法，对聚丙烯纤维再生砖砼粗骨料混凝土试块进行强度检测，测试结果见表1。表1本发明实施例1～5所得聚丙烯纤维再生混凝土的强度测试结果样品抗压强度/mpa抗折强度/mpa劈拉强度/mpa实施例134.64.52.29实施例236.24.62.62实施例332.44.92.73实施例431.95.12.93实施例529.14.72.65当前第1页12