本发明属于建筑材料技术领域,具体涉及一种掺废旧玻璃的混凝土。
背景技术:
随着国内经济的快速发展及城镇化进程加速,废旧玻璃产量日益增加。我国每年城市的废弃玻璃约在800万吨,占城市生活垃圾总量的3%~5%。大量的工业和生活废玻璃造成了严重的环境污染和资源浪费,引起了社会的广泛关注。将废旧玻璃用于建筑材料中是处理这类废物的最理想方法,大规模地将废旧玻璃作为混凝土的骨料使用,不仅为大量减少城市固体垃圾找到了一条有效途径,而且还会对发展绿色环保型建筑起到重要的推动作用。
根据有关报道,玻璃粉的化学成分中含有大量的sio2,具有火山灰活性,并玻璃粉粒径越小,火山灰效应越明显,火山灰效应能够促使水泥的水化,与ca(oh)2反应生成c-s-h凝胶。但是使用碎玻璃作为骨料也会产生一些有害影响。由于玻璃细骨料表面光滑,它与基体之间的界面过渡区较弱,导致玻璃细骨料与基体的粘结力较弱,而且玻璃细骨料还会引发碱骨料反应,这些都会导致混凝土的力学性能变差。
技术实现要素:
针对现有技术的不足,本发明提供一种掺废旧玻璃的混凝土,本发明在混凝土中掺加一定量的玻璃粉、玻璃细骨料和纳米sio2可以制备出增强的废旧玻璃混凝土,该混凝土具有较高的力学强度,符合建筑工程混凝土所要求性能。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种掺废旧玻璃的混凝土,由以下原料按重量份组成:50~70份的水泥、10~30份的玻璃粉、20份的粉煤灰、0~100份的玻璃细骨料、100~250份的天然砂、200份的粗骨料、1~2份的纳米sio2、1份的外加剂和40份的水。
优选地,所述水泥为p·o42.5级水泥。
优选地,所述玻璃粉的平均粒径<0.16mm。
优选地,所述粉煤灰为一级粉煤灰。
优选地,所述玻璃细骨料的粒径为0.5~3.5mm。
优选地,所述天然砂为连续级配的普通河砂,其粒径为1~4mm。
优选地,所述粗骨料为连续级配的碎石,其粒径为4~20mm。
优选地,所述纳米sio2的粒径5~10nm。
优选地,所述外加剂为聚羧酸减水剂,其减水率为30~40%。
本发明的有益效果如下:
1、本发明采用玻璃粉作为辅助胶凝材料取代水泥,并采用玻璃细骨料取代天然细骨料制备混凝土,这种方式不仅节约天然资源,降低了混凝土的生产成本,而且有效回收了大量的废玻璃,为大量减少城市固体垃圾找到了一条有效途径。
2、玻璃粉中sio2和纳米sio2都具有火山灰效应,将其掺入水泥基材料中,纳米sio2可与ca(oh)2反应生成额外的c-s-h凝胶,并且纳米级的尺寸可使其填充在水泥基材料的孔隙处,使得基体更加致密,提高水泥基材料的力学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种掺废旧玻璃的混凝土,各原料的重量份数如下:50份的水泥(p·o42.5级水泥,下同)、30份的玻璃粉(平均粒径<0.16mm,下同)、20份的一级粉煤灰、250份的天然砂(粒径为1~4mm的连续级配的普通河砂,下同)、200份的粗骨料(粒径为4~20mm的连续级配的碎石,下同)、1份的纳米sio2(粒径5~10nm,下同)、1份的外加剂(减水率为30~40%的聚羧酸减水剂,下同)和40份的水。
实施例2
一种掺废旧玻璃的混凝土,各原料的重量份数如下:50份的水泥、30份的玻璃粉、20份的一级粉煤灰、25份的玻璃细骨料(粒径为0.5~3.5mm,下同)、225份的天然砂、200份的粗骨料、1份的纳米sio2、1份的外加剂和40份的水。
实施例3
一种掺废旧玻璃的混凝土,各原料的重量份数如下:70份的水泥、20份的玻璃粉、10份的一级粉煤灰、50份的玻璃细骨料、200份的天然砂、200份的粗骨料、2份的纳米sio2、1份的外加剂和40份的水。
实施例4
一种掺废旧玻璃的混凝土,各原料的重量份数如下:70份的水泥、10份的玻璃粉、20份的一级粉煤灰、75份的玻璃细骨料、175份的天然砂、200份的粗骨料、2份的纳米sio2、1份的外加剂和40份的水。
实施例5
一种掺废旧玻璃的混凝土,各原料的重量份数如下:70份的水泥、10份的玻璃粉、20份的一级粉煤灰、100份的玻璃细骨料、150份的天然砂、200份的粗骨料、2份的纳米sio2、1份的外加剂和40份的水。
对比例1
一种普通混凝土,各原料的重量份数如下:80份的水泥、20份的一级粉煤灰、200份的天然粗骨料、250份的细骨料、1份的减水剂和40份的水。
测试例1
将实施例1~5与对比例1制得的混凝土按标准养护7d、28d,再将试件从标养室拿出按照gb/t50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行抗压强度试验,得到结果如下表1所示。
表1抗压强度检测
由表1数据可知,实施例1~5制备的掺废旧玻璃的混凝土的力学性能明显优于对比例1制备的普通混凝土,可见采用一定量掺量的玻璃粉、玻璃细骨料和纳米sio2有助于提升混凝土的力学性能。因此本发明的掺废旧玻璃的混凝土,在充分利用废旧玻璃的同时还具有较好的抗压强度。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
1.一种掺废旧玻璃的混凝土,其特征在于,由以下原料按重量份组成:50~70份的水泥、10~30份的玻璃粉、20份的粉煤灰、0~100份的玻璃细骨料、100~250份的天然砂、200份的粗骨料、1~2份的纳米sio2、1份的外加剂和40份的水。
2.根据权利要求1所述的一种掺废旧玻璃的混凝土,其特征在于,所述水泥为p·o42.5级水泥。
3.根据权利要求1所述的一种掺废旧玻璃的混凝土,其特征在于,所述玻璃粉的平均粒径<0.16mm。
4.根据权利要求1所述的一种掺废旧玻璃的混凝土,其特征在于,所述粉煤灰为一级粉煤灰。
5.根据权利要求1所述的一种掺废旧玻璃的混凝土,其特征在于,所述玻璃细骨料的粒径为0.5~3.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种掺废旧玻璃的混凝土,其特征在于,所述天然砂为连续级配的普通河砂,其粒径为1~4mm。
7.根据权利要求1所述的一种掺废旧玻璃的混凝土,其特征在于,所述粗骨料为连续级配的碎石,其粒径为4~20mm。
8.根据权利要求1所述的一种掺废旧玻璃的混凝土,其特征在于,所述纳米sio2的粒径5~10nm。
9.根据权利要求1所述的一种掺废旧玻璃的混凝土,其特征在于,所述外加剂为聚羧酸减水剂,其减水率为30~40%。