一种草木灰再生骨料混凝土及其制备方法

本发明属于建筑材料，具体涉及一种草木灰再生骨料混凝土及其制备方法。

背景技术：

1、近年来建筑行业以及水泥制品、天然建材等传统材料的生产压力越来越大，水泥等建筑材料的生产不但会消耗大量的天然资源，同样也会释放大量热量，从而增加室温气体排放量等危害。因此近些年对生物质建筑材料的研究逐渐受到重视，且稻壳灰、玉米灰以及小麦秸秆灰等草木灰所导致的固体废弃物的处置，也是现在一大难题。

2、虽然生草木灰成分中含有易于充当农家肥的钾元素，但是由于含量较少，产量较大、容重较低、运输方式极其不便等因素，而大多数处理此类农产品废弃物直接堆置、填埋或者焚烧等简单处理，不仅对土壤还是河流等生态造成极大的破坏，而且还浪费了大量的可利用资源。

3、牛粪灰是牛粪燃烧后产生的一种生物质灰，并且在我国西部北部边远的草原地区等，通常是将牛粪晒干后作为燃料使用，是人类生活的必需品，但是牛粪燃烧后产生的cma一般直接当作垃圾遗弃处理，如果对这些牛粪处理不当，将会造成环境污染、土壤破坏以及当地生态环境的恶化。

4、因此将稻壳灰、玉米灰以及小麦秸秆灰等草木灰以及牛粪灰和高炉矿渣作为混凝土材料，能够实现资源的再利用，减轻传统的水泥混凝土对能源的消耗，降低环境负荷，同时还能够提高混凝土结构的耐久性，有效改善传统水泥混凝土结构存在的抗裂性差、抗张强度较低、能源消耗大、影响环境以及耐久性问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的缺陷和问题，本发明提供一种草木灰再生骨料混凝土及其制备方法，通过对工农业固废体草木灰、高炉矿渣进行回收，并加入适量的cma来代替部分水泥用量，从而联合制备出新型的再生骨料混凝土，以提高混凝土的抗压强度、抗渗性能、耐久性，确保混凝土结构的安全和可靠。

2、本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种草木灰再生骨料混凝土及其制备方法，包括其原料组分及其质量比如下：固废体混合胶凝粉料：cma：水泥：再生骨料：水：河砂：减水剂=1：（0.46～0.53）：（6.12～13.58）：（27.87～32.25）：（5.77～7.01）：（12.31～25.03）：（0.05～0.12）；所述固废体混合胶凝粉料包括草木灰、高炉矿渣；所述草木灰和高炉矿渣的质量比为1:1。

3、进一步地，所述再生骨料包括粒径范围分别为4.75-9.5mm以及9.5-19mm的两种粒径骨料，且二者的混合比例为3:2。

4、进一步地，所述河砂为天然河砂，砂率为42%；所述高炉矿渣为s95级或者s105级，粒径为0.1-100μm。

5、进一步地，所述减水剂为萘系高效减水剂；所述水泥为普通硅酸盐水泥，抗压强度为42.5mpa。

6、本发明还提供一种草木灰再生骨料混凝土的制备方法，包括以下步骤：

7、步骤一，固废体混合胶凝粉料制备：将准备好的草木灰和高炉矿渣按比例混合均匀；

8、步骤二，按照比例将再生骨料与1/3的设计水倒入搅拌机中混合拌制60-120s，使再生骨料达到饱和吸水状态；

9、步骤三，按照比例加入河砂与之充分混合拌制60-120s；之后向混合物中加入配制好的固废体混合胶凝粉料、水泥、cma以及减水剂并混合拌制60-180s，以达到骨料表面包浆的效果；

10、步骤四：将剩余2/3的设计水全部倒入上述混合物中，充分拌制120-300s；即可制备形成草木灰再生骨料混凝土。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的草木灰再生骨料混凝土及其制备方法，通过利用草木灰-高炉矿渣混合料作为掺合料可以有效减少对自然资源的消耗，降低环境负荷；通过加入草木灰、矿渣以及cma，可以显著提高混凝土的耐久性，降低对化学侵蚀的敏感性，延长混凝土的使用寿命。并且本发明草木灰矿渣cma混凝土的抗裂性能较好，能够减少塑性收缩和干缩裂缝的发生，提高混凝土的整体性能。

12、通过本发明配比及方法制备的再生骨料混凝土经过试验验证，混凝土的坍落度随着草木灰-矿渣掺量的增加而逐渐降低；并且随着龄期增加，混凝土的抗压强度一直满足c40混凝土强度要求，韧性也逐渐增强，即可满足多种混凝土建筑物的强度设计要求。

13、从实验中还能发现随着草木灰-矿渣掺入量的增加，混凝土的吸水率呈正比上升趋势，掺入草木灰-矿渣后能够改善再生骨料混凝土在冻融侵蚀作用下的抗冻性能，还可以有效的缓解再生骨料混凝土在冻融环境下的抗压强度损失率，有利于增强再生骨料混凝土的耐久性。

技术特征：

1.一种草木灰再生骨料混凝土，其特征在于：其原料组分及其质量比如下：固废体混合胶凝粉料：cma：水泥：再生骨料：水：河砂：减水剂=1：（0.46～0.53）：（6.12～13.58）：（27.87～32.25）：（5.77～7.01）：（12.31～25.03）：（0.05～0.12）；所述固废体混合胶凝粉料包括草木灰、高炉矿渣；所述草木灰和高炉矿渣的质量比为1:1。

2.根据权利要求1所述的草木灰再生骨料混凝土，其特征在于：所述再生骨料包括粒径范围分别为4.75-9.5mm以及9.5-19mm的两种粒径骨料，且二者的混合比例为3:2。

3.根据权利要求1所述的草木灰再生骨料混凝土，其特征在于：所述河砂为天然河砂，砂率为42%；所述高炉矿渣为s95级或者s105级，粒径为0.1-100μm。

4.根据权利要求1所述的草木灰再生骨料混凝土，其特征在于：所述减水剂为萘系高效减水剂；所述水泥为普通硅酸盐水泥，抗压强度为42.5mpa。

5.一种草木灰再生骨料混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种草木灰再生骨料混凝土及其制备方法，涉及建筑材料技术领域，其原料组分及其质量比如下：固废体混合胶凝粉料：CMA：水泥：再生骨料：水：河砂：减水剂=1：（0.46～0.53）：（6.12～13.58）：（27.87～32.25）：（5.77～7.01）：（12.31～25.03）：（0.05～0.12）；所述固废体混合胶凝粉料包括草木灰、高炉矿渣；所述草木灰和高炉矿渣的质量比为：1:1。通过加入草木灰、矿渣以及CMA，可以显著提高混凝土的耐久性，降低对化学侵蚀的敏感性，降低环境负荷，延长混凝土的使用寿命，满足其在建筑结构的安全以及耐久性能的要求。

技术研发人员：陈守开,汪伦焰,刘云峰,郭利霞,刘洋
受保护的技术使用者：华北水利水电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5