一种补偿收缩再生混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种补偿收缩再生混凝土及其制备方法。它以废混凝土破碎而成的再生粗集料和工业废渣加工成的矿物掺合料为主要原料，加入天然石子、砂、水泥、外加剂和水搅拌而成。该种混凝土除具有良好的工作性能和较高的强度，其收缩很小，可广泛用于道路工程和结构工程等中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于混凝土材料
，具体涉及一种以废混凝土破碎成的再生粗集料和工业废渣加工成的矿物掺合料等为主要原料的补偿收缩再生混凝土及其制备方法。技术背景据统计，我国每年产生的废混凝土总量（混凝土生产过程、建筑施工过程以及建筑拆除过程中的废混凝土之和）将达12000万吨以上。随着我国经济建设步伐的进一步加快，废混凝土的总量还将增加。将废混凝土破碎后作为再生集料不但能解决天然集料资源紧张问题，利于集料产地环境保护，而且可以减少城市废混凝土的堆放、占地以及由此带来的环境污染问题，实现混凝土生产的再生与循环利用，保证建筑业的可持续发展。美国、日本和欧洲等发达国家和地区对建筑垃圾尤其是废混凝土等的再生循环利用研究开展得较早，目前废混凝土的再生利用率均在90%以上。而我国目前建筑垃圾资源化再生循环利用步伐缓慢，综合高效利用率尚不足5%。为此，将再生粗集料应用于商品混凝土，开发补偿收缩再生混凝土，可极大地推广再生混凝土在工程中的应用，提高废混凝土作为一种资源循环再生利用的效率。硅酸盐水泥混凝土在本世纪仍然将会是最主要的建筑材料。近年来我国国民经济稳步快速增长，社会经济发展需要巨量的水泥混凝土。我国水泥用量在未来几年里很有可能超过12亿吨/年，水泥消耗量将超过世界总量的1/2。利用工业废渣加工成的矿物掺合料部分取代水泥用于生产混凝土，可以减轻工业废渣，如粉煤灰、矿渣和钢渣等的占用土地及环境污染问题，减少水泥用量及水泥生产过程中的能源、资源消耗和污染气体排放量，还可以提高水泥混凝土的耐久性能。因而，充分利用工业废渣用于生产水泥混凝土，是水泥混凝土行业可持续发展中的重要方向。由于再生骨料表层的老水泥砂浆吸水后产生收缩，再生骨料的弹性模量较小而对砂浆收缩的抑制作用降低，同时在低水胶比时水泥砂浆的自收缩值较大，使得高性能再生混凝土在早期时较普通混凝土更易于收缩开裂。收缩问题已成为再生混凝土研究领域迫切需要解决的重点问题之一。普通混凝土的配合比设计方法不再适用于补偿收缩再生混凝土。而且在配制补偿收缩再生混凝土时，往往需要加入各种矿物掺合料、外加剂，同时对搅拌工艺和计量设备要求也较高。由此可见，补偿收缩再生混凝土这种材料的制备技术是开发补偿收缩再生混凝土技术的重要内容。
技术实现思路
现有技术中已有采用再生粗集料制备混凝土的方法，但是因未达到低收缩、高工作性能和高耐久性能等要求，而未能实现高性能和大面积推广的目的。本专利技术的目的是提出一种具有低收缩、较高工作性能、耐久性能和强度的补偿收缩再生混凝土及其制备方法，利用废料在单位体积混凝土质量的30％以上，且该种产品具有良好的工作性能和耐久性能，强度较高，适合搅拌车运输、泵送方式，可广泛用于道路工程和结构工程等中。本专利技术提出的补偿收缩再生混凝土，以废混凝土破碎成的再生粗集料、工业废渣加工成的矿物掺合料以及水泥等为主要成分，同时使用天然石子、砂子加水和外加剂搅拌而成，其按质量的配方如下：水泥5－20%；矿物掺合料5－20％；水5—20%；砂25－45％；天然石子0－20%；再生粗集料25－50%；1号外加剂0.01－1％，2号外加剂0.5－5％，百分比总和满足100%。上述补偿收缩再生混凝土混合料，各组份较为优选的配方为：水泥：5－15%矿物掺合料：5－15％水：5－15%砂：25－40％天然石子：0－20%再生粗集料：25－45% 1号外加剂：0.05－0.5％2号外加剂：0.5－3％以上材料按质量百分比计算其总和应满足100%。其中对各组成份材料的品质要求如下：水泥：普通硅酸盐水泥，硅酸盐水泥，等级32.5或42.5为宜。再生粗集料：再生粗集料的粒径分布在5-31.5mm之间，其表观密度≥2200 kg/m3，吸水率≤10%，砖类含量≤10%，同时其针片状颗粒含量、压碎指标等质量指标均满足上海市《再生混凝土应用技术规程》（DJ/TJ08-2018-2007）。其中对搅拌机、泵车的要求如下：搅拌设备：优先选用双卧轴强制式搅拌机。泵送设备：优先选用S阀混凝土汽车泵。本专利技术的混凝土混合料的制备步骤如下：先在原材料堆场对再生粗集料喷水至饱和面干，然后待其表层的水分晾干后，再用计量设备按质量比依次称取天然细集料，天然粗集料，再生粗集料和水泥、矿物掺合料各组份材料，并依次倒入搅拌机中搅拌，最后加水和外加剂（外加剂溶入水中），搅拌时间不少于2min。本专利技术利用废混凝土破碎成的再生粗集料和工业废渣加工成的矿物掺合料为主要原料制成。该种商品混凝土具有工作性能和耐久性能好、强度较高等特点，可替代普通商品混凝土而广泛应用于道路工程、结构工程和其他工程中。本专利技术具有以下优点：1)   本专利技术利用废混凝土破碎成的再生粗集料为主要原料，可以大量回收和高效利用废混凝土，减少堆放建筑垃圾占用的土地面积和对天然砂石的开采量。2)   本专利技术采用工业废渣加工制成的矿物掺合料为主要原料，可以节约水泥用量，减少堆放工业废渣占用的土地面积。3)   本专利技术综合利用废料在单位体积混凝土质量的30％以上，可以显著降低生产混凝土的能量消耗和资源消耗。4)   具有低收缩、工作性能和耐久性能好、强度较高等特点，适合于泵送方式，可广泛应用于道路工程、结构工程和其他工程中。5)   本专利技术的应用，是把城市建设成为资源节约型、环保型的重要途径之一，具有明显的环境、经济和社会综合效益。具体实施方式实施例1：混凝土的各组分配比如下：水泥：223kg（42.5硅酸盐水泥）水：192kg粉煤灰：65 kg （按国家现行标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB 1596-2005）为C类Ⅱ级）矿粉：65 kg（按国家现行标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T 18046-2000）为S95级）黄砂：785 kg（中砂）天然石子：0 kg再生粗集料：924 kg （粒径5～25mm，满足权利要求3）1号外加剂：2.13kg （木钙类普通减水剂，满足《混凝土泵送剂》(JC473—2001)要求）2号外加剂：28.3kg （硫铝酸钙类膨胀剂，满足《混凝土膨胀剂》(GB 23439—2009)要求）。先在原材料堆场对再生粗集料喷水至饱和面干，再用计量设备按质量比依次称取砂、天然石子、再生粗集料和水泥、矿物掺合料各组份材料，并依次倒入搅拌机中搅拌，最后加水和预先溶于水的外加剂，搅拌时间不少于2min。按搅拌好的拌合物按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（GBJ82-85）测试其性能，结果如下：坍落度：170m半小时坍落度损失：20mm28d抗压强度：38.4 MPa28d抗折强度：4.5Mpa水中14d限制膨胀率： 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种补偿收缩再生混凝土，其特征在于包括再生粗集料、天然粗集料、砂、水泥、矿物掺合料，并加水和外加剂搅拌而成，其质量比配方如下：水泥5－20%；矿物掺合料5－20％；水5—20%；砂25－45％；天然石子0－20%；再生粗集料25－50%；1号外加剂0.01－1％，2号外加剂0.05－5％，百分比总和满足100%。

【技术特征摘要】
1.一种补偿收缩再生混凝土，其特征在于包括再生粗集料、天然粗集料、砂、水泥、矿物掺合料，并加水和外加剂搅拌而成，其质量比配方如下：水泥5－20%；矿物掺合料5－20％；水5—20%；砂25－45％；天然石子0－20%；再生粗集料25－50%；1号外加剂0.01－1％，2号外加剂0.05－5％，百分比总和满足100%。
2.根据权利要求1所述的补偿收缩再生混凝土，其特征在于各组分的质量比配方如下：水泥5－15%；矿物掺合料5－15％；水5—15%；砂25－40％；天然石子0－20%；再生粗集料25－45%；1号外加剂0.01－1％，2号外加剂0.3－3％，百分比总和满足100%。
3.根据权利要求1所述的补偿收缩再生混凝土，其特征在于水泥采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，等级为32.5或42...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷斌，晏育松，饶春华，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西;36