一种填充墙构造柱用建筑废弃料基混凝土及其制备方法与流程

1.本发明涉及c04b28/04领域，具体为一种填充墙构造柱用建筑废弃料基混凝土及其制备方法。


背景技术：

2.混凝土原材料丰富、价格低廉、制备简单、可模性好、耐久性好、维护费用低，但是现有技术中采用的石块、水泥等原料，一方面开山采石能耗巨大且不利于可持续发展，另一方面水泥的大量使用可能会对自然环境造成污染和破坏。
3.目前，大力开发新型再生材料，大力发展功能混凝土及其制品，实现建筑废物废弃混凝土块、废弃石料的有效资源化再生利用，已经成为业界迫切需要实现的战略目标。中国专利cn109160790公开了一种透水混凝土及其制备方法，主要以建筑垃圾包括废弃混凝土块、废弃砖块和废弃石料为原料，配合使用碎石、硅灰、减水剂和水提供一种透水性能高的混凝土，但是仅采用单一粒级的粗骨料，无法满足填充墙构造柱实际应用时对于混凝土强度的要求。而且其采用质量比为(5-10)：(5-10)：(10-15)的废弃混凝土块、废弃砖块和废弃石料，容易造成混凝土坍损较快，混凝土的结构性能无法保证。
4.提供一种强度高，和易性良好的建筑废弃料基混凝土，生产成本低，混凝土的后期强度高，新拌和混凝土的工作性能好，避免混凝土由于坍损过快导致施工困难的问题，实现了建筑废料废弃混凝土和废弃石料的资源化再利用，尤其适用于填充墙构造柱大规模工业化应用，这对于实现建筑垃圾资源化利用并提高经济效益具有重要的意义。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明一方面提供了一种填充墙构造柱用建筑废弃料基混凝土，按重量份计，其制备原料至少包括：废弃混凝土块280-350份、废弃石料250-320份、水泥200-300份、矿物掺合料120-180份、河砂300-400份、外加剂4-6份、水170-180份。
6.作为一种优选的技术方案，所述矿物掺合料至少包括矿粉、石灰石粉、粉煤灰；优选的，按重量份计，所述矿物掺合料包括矿粉70-90份、石灰石粉30-50份、粉煤灰20-40份；优选的，所述矿粉、石灰石粉、粉煤灰的质量比为(75-85)：(40-50)：(20-30)，本技术中通过采用质量比为(75-85)：(40-50)：(20-30)的矿物掺合料，有效增加混凝土的后期强度的同时改善了新拌合混凝土的工作性能，减少水泥用量，降低生产成本，降低混凝土温升。优选的，所述石灰石粉的细度为300-500m2/kg；优选的，所述石灰石粉包括石灰石粗粉、石灰石细粉、石灰石超细粉，所述石灰石粗粉、石灰石细粉、石灰石超细粉的质量比(1-3)：(0.5-1)：(1.2-1.8)；所述石灰石粗粉的细度为300m2/kg，石灰石粗粉的细度为400m2/kg，石灰石超细粉的细度为500m2/kg。本技术在探究过程中发现，当采用质量比(1-3)：(0.5-1)：(1.2-1.8)的石灰石粗粉、石灰石细粉、石灰石超细粉配合矿粉和粉煤灰进行复掺时，有效提高混凝土拌合物的粘聚性和保水性，减少混凝土中大的毛细孔，优化混凝土孔结构，使混凝土结构致密性增加，使提供的混凝土的抗冻性、抗渗性和抗硫酸盐侵蚀性提高，混凝土的耐久性
提高，和易性良好，减少混凝土坍落度损失，使提供的混凝土满足填充墙构造柱的使用需求。
7.作为一种优选的技术方案，所述外加剂为减水剂，所述减水剂选自聚羧酸类减水剂、三聚氰胺类减水剂和萘系减水剂中的至少一种；优选的，所述减水剂为ts-js缓凝型聚羧酸高效减水剂，有效提高拌合物和易性和流动性，改善水泥的分散性，提高混凝土耐久性。
8.本发明另一方面提供了一种建筑废弃料基混凝土的制备方法，至少包括以下步骤：
9.(1)废弃混凝土块和废弃石料预处理；
10.(2)将预处理后的废弃混凝土块和废弃石料进行混合得到建筑废弃料混合物；
11.(3)将步骤(2)得到的建筑废弃料混合物进行四级筛分，筛分成20-40mm、10-20mm、5-10mm、0-5mm的再生建筑混合料。
12.(4)将筛分后的再生建筑混合料、水泥、矿物掺合料、河砂、外加剂、水通过胶砂搅拌机配合搅拌站搅拌均匀即得。
13.作为一种优选的技术方案，所述步骤(1)中预处理具体为：将废弃混凝土块和废弃石料分别通过孔径为3-5mm的筛分装置进行筛分，将废弃混凝土块和废弃石料中的小尺寸杂质进行除去。
14.作为一种优选的技术方案，所述步骤(3)中四级筛分工艺具体为：
15.(1)将建筑废弃料混合物分为一级建筑废弃料混合物、二级建筑废弃料混合物、三级建筑废弃料混合物、四级建筑废弃料混合物；
16.(2)将一级建筑废弃料混合物的通过喂料机投入颚式破碎机中进行破碎至40mm以下，送入一级筛分装置进行筛分得到20-40mm的一级再生建筑混合料；
17.(3)将二级建筑废弃料混合物通过喂料机投入颚式破碎机中进行破碎至20mm以下，送入二级筛分装置进行筛分得到10-20mm的二级再生建筑混合料；
18.(4)将三级建筑废弃料混合物采用圆锥破碎机进行搅拌、破碎至10mm以下，送入三级筛分装置进行筛分得到5-10mm的三级再生建筑混合料；
19.(5)将四级建筑废弃料混合物采用圆锥破碎机进行搅拌、破碎至5mm以下，送入四级筛分装置进行筛分得到0-5mm的四级再生建筑混合料；
20.所述一级建筑废弃料混合物、二级建筑废弃料混合物、三级建筑废弃料混合物、四级建筑废弃料混合物的质量比为(4-6)：(3-5)：(6-10)：(4-8)；
21.建筑垃圾是城市固体废弃物的主要组成部分，在城市垃圾的占比较大，尤其是废弃混凝土块和废弃石料，占地面积较大，循环利用率有待提升，为了满足填充墙构造柱用建筑废弃料基混凝土的使用要求，作为一种优选的技术方案，本技术中通过四级筛分工艺，将废弃混凝土块和废弃石料处理筛分后进行充分利用，作为填充墙构造柱用建筑废弃料基混凝土的原料，减少水泥、砂石的使用，大量消纳建筑垃圾，实现废弃混凝土块和废弃石料的资源化再利用。本技术在探究过程中发现，将质量比约为1：1的废弃混凝土块和废弃石料原料处理后得到质量比为(4-6)：(3-5)：(6-10)：(4-8)的一级建筑废弃料混合物、二级建筑废弃料混合物、三级建筑废弃料混合物、四级建筑废弃料混合物，之后将建筑废弃物混合物应用于混凝土的制备，有效降低混凝土的坍落度经时损失，配合河砂、矿物掺合料和水泥，使
提供的混凝土具有突出的后期强度和和易性，满足填充墙构造柱用混凝土的使用要求。
22.作为一种优选的技术方案，所述河砂的细度模数为2.5-2.9；优选的，所述河砂为细度模数为2.7的赛江砂厂河砂；优选的，所述水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，购买自徐州中联水泥有限公司。
23.作为一种优选的技术方案，所述粉煤灰为火电厂粉煤灰和二级粉煤灰的组合，所述火电厂粉煤灰和二级粉煤灰的质量比为(2-4)：(1-3)，本技术中通过采用质量比为(2-4)：(1-3)的火电厂粉煤灰和二级粉煤灰配合矿物掺合料，有效提高混凝土的耐久性，混凝土结构致密性增加，减轻混凝土颗粒分离和析水现象，避免混凝土出现裂缝。
24.所述火电厂粉煤灰和二级粉煤灰购买自安徽超拓环保科技有限公司。
25.有益效果：
26.1、本发明提供了一种填充墙构造柱用建筑废弃料基混凝土，实现了建筑废料废弃混凝土和废弃石料的资源化再利用，生产成本低，易于大规模工业化应用。
27.2、本技术中通过采用质量比为(75-85)：(40-50)：(20-30)的矿物掺合料，有效增加混凝土的后期强度的同时改善了新拌合混凝土的工作性能，减少水泥用量，降低生产成本，降低混凝土温升。
28.3、采用质量比(1-3)：(0.5-1)：(1.2-1.8)的石灰石粗粉、石灰石细粉、石灰石超细粉配合矿粉和粉煤灰进行复掺时，有效提高混凝土拌合物的粘聚性和保水性，减少混凝土中大的毛细孔，优化混凝土孔结构，使混凝土结构致密性增加，使提供的混凝土的抗冻性、抗渗性和抗硫酸盐侵蚀性提高，混凝土的耐久性提高，和易性良好，减少混凝土坍落度损失，使提供的混凝土满足填充墙构造柱的使用需求。
29.4、本技术中通过四级筛分工艺，将废弃混凝土块和废弃石料处理筛分后进行充分利用，作为填充墙构造柱用建筑废弃料基混凝土的原料，减少水泥、砂石的使用，大量消纳建筑垃圾，实现废弃混凝土块和废弃石料的资源化再利用。
30.5、将质量比约为1：1的废弃混凝土块和废弃石料原料处理后得到质量比为(4-6)：(3-5)：(6-10)：(4-8)的一级建筑废弃料混合物、二级建筑废弃料混合物、三级建筑废弃料混合物、四级建筑废弃料混合物，之后将建筑废弃物混合物应用于混凝土的制备，有效降低混凝土的坍落度经时损失，配合河砂、矿物掺合料和水泥，使提供的混凝土具有突出的后期强度和和易性，满足填充墙构造柱用混凝土的使用要求。
具体实施方式
31.实施例1
32.本发明的实施例1一方面提供了一种填充墙构造柱用建筑废弃料基混凝土，按重量份计，其制备原料包括：废弃混凝土块300份、废弃石料300份、水泥280份、矿物掺合料150份、河砂350份、外加剂5份、水180份。
33.所述矿物掺合料包括矿粉、石灰石粉、粉煤灰；所述矿粉、石灰石粉、粉煤灰的质量比为80：45：25；所述石灰石粉包括石灰石粗粉、石灰石细粉、石灰石超细粉，所述石灰石粗粉、石灰石细粉、石灰石超细粉的质量比2：0.8：1.5；所述石灰石粗粉的细度为300m2/kg，石灰石粗粉的细度为400m2/kg，石灰石超细粉的细度为500m2/kg。
34.所述外加剂为减水剂，所述减水剂为ts-js缓凝型聚羧酸高效减水剂。
35.本发明的实施例1另一方面提供了一种建筑废弃料基混凝土的制备方法，包括以下步骤：
36.(1)废弃混凝土块和废弃石料预处理；
37.(2)将预处理后的废弃混凝土块和废弃石料进行混合得到建筑废弃料混合物；
38.(3)将步骤(2)得到的建筑废弃料混合物进行四级筛分，筛分成20-40mm、10-20mm、5-10mm、0-5mm的再生建筑混合料；
39.(4)将筛分后的再生建筑混合料、水泥、矿物掺合料、河砂、外加剂、水通过胶砂搅拌机配合搅拌站搅拌均匀即得。
40.所述步骤(1)中预处理具体为：将废弃混凝土块和废弃石料分别通过孔径为5mm的筛分装置进行筛分，将废弃混凝土块和废弃石料中的小尺寸杂质进行除去。
41.所述步骤(3)中四级筛分工艺具体为：
42.(1)将建筑废弃料混合物分为一级建筑废弃料混合物、二级建筑废弃料混合物、三级建筑废弃料混合物、四级建筑废弃料混合物；
43.(2)将一级建筑废弃料混合物的通过喂料机投入颚式破碎机中进行破碎至40mm以下，送入一级筛分装置进行筛分得到20-40mm的一级再生建筑混合料；
44.(3)将二级建筑废弃料混合物通过喂料机投入颚式破碎机中进行破碎至20mm以下，送入二级筛分装置进行筛分得到10-20mm的二级再生建筑混合料；
45.(4)将三级建筑废弃料混合物采用圆锥破碎机进行搅拌、破碎至10mm以下，送入三级筛分装置进行筛分得到5-10mm的三级再生建筑混合料；
46.(5)将四级建筑废弃料混合物采用圆锥破碎机进行搅拌、破碎至5mm以下，送入四级筛分装置进行筛分得到0-5mm的四级再生建筑混合料；
47.所述一级建筑废弃料混合物、二级建筑废弃料混合物、三级建筑废弃料混合物、四级建筑废弃料混合物的质量比为5：4：8：6；
48.所述河砂为细度模数为2.7的赛江砂厂河砂；所述水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，购买自徐州中联水泥有限公司。
49.所述粉煤灰为火电厂粉煤灰和二级粉煤灰的组合，所述火电厂粉煤灰和二级粉煤灰的质量比为3：2。
50.所述火电厂粉煤灰和二级粉煤灰购买自安徽超拓环保科技有限公司。
51.实施例2
52.本发明的实施例2一方面提供了一种填充墙构造柱用建筑废弃料基混凝土，按重量份计，其制备原料包括：废弃混凝土块300份、废弃石料300份、水泥260份、矿物掺合料160份、河砂330份、外加剂5份、水170份。
53.所述矿物掺合料包括矿粉、石灰石粉、粉煤灰；所述矿粉、石灰石粉、粉煤灰的质量比为85：50：25；所述石灰石粉包括石灰石粗粉、石灰石细粉、石灰石超细粉，所述石灰石粗粉、石灰石细粉、石灰石超细粉的质量比3：1：0.8；所述石灰石粗粉的细度为300m2/kg，石灰石粗粉的细度为400m2/kg，石灰石超细粉的细度为500m2/kg。
54.所述外加剂为减水剂，所述减水剂为ts-js缓凝型聚羧酸高效减水剂。
55.本发明的实施例2另一方面提供了一种建筑废弃料基混凝土的制备方法，包括以下步骤：
56.(1)废弃混凝土块和废弃石料预处理；
57.(2)将预处理后的废弃混凝土块和废弃石料进行混合得到建筑废弃料混合物；
58.(3)将步骤(2)得到的建筑废弃料混合物进行四级筛分，筛分成20-40mm、10-20mm、5-10mm、0-5mm的再生建筑混合料；
59.(4)将筛分后的再生建筑混合料、水泥、矿物掺合料、河砂、外加剂、水通过胶砂搅拌机配合搅拌站搅拌均匀即得。
60.所述步骤(1)中预处理具体为：将废弃混凝土块和废弃石料分别通过孔径为5mm的筛分装置进行筛分，将废弃混凝土块和废弃石料中的小尺寸杂质进行除去。
61.所述步骤(3)中四级筛分工艺具体为：
62.(1)将建筑废弃料混合物分为一级建筑废弃料混合物、二级建筑废弃料混合物、三级建筑废弃料混合物、四级建筑废弃料混合物；
63.(2)将一级建筑废弃料混合物的通过喂料机投入颚式破碎机中进行破碎至40mm以下，送入一级筛分装置进行筛分得到20-40mm的一级再生建筑混合料；
64.(3)将二级建筑废弃料混合物通过喂料机投入颚式破碎机中进行破碎至20mm以下，送入二级筛分装置进行筛分得到10-20mm的二级再生建筑混合料；
65.(4)将三级建筑废弃料混合物采用圆锥破碎机进行搅拌、破碎至10mm以下，送入三级筛分装置进行筛分得到5-10mm的三级再生建筑混合料；
66.(5)将四级建筑废弃料混合物采用圆锥破碎机进行搅拌、破碎至5mm以下，送入四级筛分装置进行筛分得到0-5mm的四级再生建筑混合料；
67.所述一级建筑废弃料混合物、二级建筑废弃料混合物、三级建筑废弃料混合物、四级建筑废弃料混合物的质量比为6：5：10：8；
68.所述河砂为细度模数为2.7的赛江砂厂河砂；所述水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，购买自徐州中联水泥有限公司。
69.所述粉煤灰为火电厂粉煤灰和二级粉煤灰的组合，所述火电厂粉煤灰和二级粉煤灰的质量比为4：3。
70.所述火电厂粉煤灰和二级粉煤灰购买自安徽超拓环保科技有限公司。
71.对比例1
72.本发明的对比例1提供了一种填充墙构造柱用建筑废弃料基混凝土，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述矿物掺合料不包括石灰石粉。
73.对比例2
74.本发明的对比例2提供了一种填充墙构造柱用建筑废弃料基混凝土，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述河砂的细度模数为2.1。
75.对比例3
76.本发明的对比例3提供了一种填充墙构造柱用建筑废弃料基混凝土，其具体实施方式同实施例1，一级建筑废弃料混合物、二级建筑废弃料混合物、三级建筑废弃料混合物、四级建筑废弃料混合物的质量比为8：0.1：0.1：0.1。
77.性能测试方法
78.1、抗压强度：参照国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》，测试实施例和对比例制备得到的混凝土的28d抗压强度(mpa)。
79.2、和易性：参照《混凝土拌合物的和易性试验》方法，将坍落桶(上口100mm、下口200mm、桶高300mm)倒置，装满实施例和对比例制备得到的混凝土并抹平，垂直向上提起坍落桶，用桶高减去坍落后混凝土最高点的高度即为坍落度，本技术中采用坍落度表征混凝土的和易性。
80.3、沁水率：参照《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》，测试实施例和对比例制备得到的混凝土120min的沁水率。
81.表1实施例1-2、对比例1-3制备的混凝土的性能测试结果。
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