一種含低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土，其原料組成包括，水泥，粉煤灰，礦粉，水，低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料，低品質(zhì)再生輕粗骨料，無(wú)機(jī)鹽，聚苯乙烯磺酸鹽，其原料組成還包括附加用水量，所述附加用水量為，△W＝msr×wsr+mgr×wgr，式中，msr：低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料的用量；wsr：低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料的飽和面干吸水率；mgr：低品質(zhì)再生輕粗骨料的用量；wgr：低品質(zhì)再生輕粗骨料的1h吸水率。本申請(qǐng)將低品質(zhì)再生骨料應(yīng)用于輕骨料混凝土制備時(shí)，通過(guò)對(duì)原料的調(diào)整并配合特定的加外劑，引入針對(duì)低品質(zhì)再生骨料的附加用水量，使拌合物狀態(tài)滿足使用要求，維持了拌合物的穩(wěn)定狀態(tài)，且有利于水泥漿均勻包裹在骨料的周圍，混凝土拌合物和易性良好，沒(méi)出現(xiàn)泌水和離析現(xiàn)象。
【專利說(shuō)明】一種含低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種大孔混凝土，具體涉及一種含低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土及 其制備方法，屬于建筑材料制備領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 輕骨料混凝土是指采用輕粗骨料、輕細(xì)骨料（或普通砂）、膠凝材料和水配制而成 的干表觀密度不大于1950kg/m 3的混凝土。其中，由輕細(xì)骨料作骨料配制而成的輕骨料混 凝土為全輕混凝土；由普通砂或部分輕細(xì)骨料做細(xì)骨料配制而成的輕骨料混凝土為砂輕混 凝土。輕骨料混凝土以其輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫、隔熱、抗震、耐磨等功能特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各類工 程。近年來(lái)，隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)混凝土的需求量不斷增大，使得配制混凝土的天 然骨料資源供不應(yīng)求，同時(shí)天然材料的大量開(kāi)采和使用，也造成水土流失和自然景觀的惡 化，嚴(yán)重影響社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，因此為了防止對(duì)自然資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)，有研究嘗試將再生 骨料應(yīng)用于混凝土的配制。為此，《骨料種類對(duì)無(wú)砂大孔混凝土有效孔隙率及強(qiáng)度的影響》 (李婉琳，福建建筑科技，2013,4, 23-24)和《再生混凝土骨料粒徑和級(jí)配對(duì)無(wú)砂大孔混凝 土性能的影響》（周敏，預(yù)拌混凝土，2013,12 (290)，123-128)中分別對(duì)添加有再生混凝土骨 料的混凝土進(jìn)行了研究。
[0003] 再生骨料指的是由建（構(gòu)）筑物廢物中的混凝土、砂漿、石、磚瓦等加工而成被重 新用于混凝土、砂漿等的骨料。在再生骨料中存在大量的低品質(zhì)再生骨料，該低品質(zhì)再生骨 料是由磚混建（構(gòu)）筑物廢物中的混凝土、砂漿、石、磚瓦等加工而成的再生骨料，其中磚含 量較多（不低于20% )，且本身結(jié)構(gòu)松散、內(nèi)部開(kāi)口孔隙多、顆粒軟弱、棱角多且吸水率高， 將其應(yīng)用于輕骨料混凝土?xí)r，其輕骨料混凝土的新拌拌合物易出現(xiàn)分層離析現(xiàn)象，導(dǎo)致勻 質(zhì)性變差，且其強(qiáng)度低，進(jìn)而影響生產(chǎn)出的輕骨料混凝土的強(qiáng)度，因此，目前我國(guó)對(duì)低品質(zhì) 再生骨料棄之不用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中，低品質(zhì)再生骨料應(yīng)用于混凝土?xí)r，易出現(xiàn)分層離析現(xiàn)象，勻質(zhì) 性差無(wú)法應(yīng)用的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種流動(dòng)性大、勻質(zhì)性好的輕骨料混凝土。
[0005] 為此，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
[0006] -種含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土，以每立方米體積計(jì)，其原料組成包 括，水泥200-300kg，粉煤灰40-60kg，礦粉40-60kg，水150-170kg，低品質(zhì)再生輕細(xì)骨 料480-551kg，低品質(zhì)再生輕粗骨料563-595kg，無(wú)機(jī)鹽0. 32-4. 56kg，聚苯乙烯磺酸鹽 1. 5-4. 0kg，其中所述低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)為2. 6-3. 1，堆積密度1000-1200kg/ m3,低品質(zhì)再生輕粗骨料的粒徑為5-16mm，堆積密度700-900kg/m3 ;
[0007] 其原料組成還包括附加水，所述附加水的用量按下式進(jìn)行計(jì)算
[0008] Δ W = msr X wsr+mgr X wgr
[0009] 式中，Λ W-輕骨料混凝土的附加水用量，kg/m3 ;
[0010] -低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料的用量，kg/m3 ;
[0011] w#-低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料的飽和面干吸水率，％ ;
[0012] iv-低品質(zhì)再生輕粗骨料的用量，kg/m3 ;
[0013] wg，-低品質(zhì)再生輕粗骨料的lh吸水率，％。
[0014] 上述含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土中，所述低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料為由磚混 結(jié)構(gòu)建筑物形成的低品質(zhì)再生細(xì)骨料；所述低品質(zhì)再生輕粗骨料為由磚混結(jié)構(gòu)建筑物形成 的低品質(zhì)再生粗骨料。
[0015] 上述含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土中，所述無(wú)機(jī)鹽為多聚磷酸鈉、硼砂、氟 硅酸鈉中的一種或幾種。
[0016] 上述含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土中，所述聚苯乙烯磺酸鹽的分子量為 13000-20000。
[0017] 上述含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土中，所述水泥為P · 042. 5,比表面積不 小于 300m2/kg。
[0018] 上述含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土中，所述粉煤灰為II級(jí)，45μπι篩余不 大于25%，所述礦粉為S95級(jí)，比表面積不小于400m 2/kg。
[0019] 上述含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土中，以每立方米體積計(jì)，其原料組成包 括，水泥250kg，粉煤灰50kg，礦粉50kg，水160kg，低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料516kg，低品質(zhì)再生 輕粗骨料579kg，無(wú)機(jī)鹽2. 98kg，聚苯乙烯磺酸鹽2. 8kg。
[0020] 一種制備上述任一含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土的方法，包括，
[0021] (1)向所述低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料中，加入2/3的附加水用量，攪拌均勻后靜置，得 到低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料備用料；
[0022] (2)向低品質(zhì)再生輕粗骨料中，加入剩余的1/3的附加水用量，攪拌均勻后靜置， 得到低品質(zhì)再生輕粗骨料備用料；
[0023] (3)將所述水泥、所述粉煤灰和所述礦粉混合并攪拌均勻，得到膠凝材料備用料；
[0024] (4)將所述水、所述無(wú)機(jī)鹽及所述聚苯乙烯磺酸鹽混合并攪拌均勻，得到外加劑備 用料；
[0025] (5)將所述低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料備用料、低品質(zhì)再生輕粗骨料備用料、所述膠凝材 料備用料和所述外加劑備用料相混合，得到所述輕骨料混凝土。
[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)，
[0027] (1)由于低品質(zhì)再生骨料中磚含量較多（不低于20%)，使其強(qiáng)度僅有幾到幾十兆 帕，且本身結(jié)構(gòu)松散、內(nèi)部開(kāi)口孔隙多、顆粒軟弱、棱角多且吸水率高，在其作為混凝土骨料 使用時(shí)，較高的吸水率導(dǎo)致在混凝土拌合初期，低品質(zhì)再生骨料吸收了添加于混凝土中的 外加劑，使得該外加劑無(wú)法發(fā)揮其原本的作用，造成該混凝土拌合料勻質(zhì)性差、流動(dòng)性差， 塌落度小、無(wú)法應(yīng)用；為了彌補(bǔ)上述缺陷加入額外量的外加劑時(shí)，雖然改變了拌合物的狀 態(tài)，但是在混凝土凝固期，被低品質(zhì)再生骨料吸收的外加劑，慢慢得以釋放使得混凝土中外 加劑加入量過(guò)大，從而延長(zhǎng)了混凝土的凝結(jié)時(shí)間，進(jìn)而無(wú)限延長(zhǎng)了建筑工期，且混凝土的耐 久性和力學(xué)性能也受到不確定的影響。而本申請(qǐng)將低品質(zhì)再生骨料應(yīng)用于輕骨料混凝土制 備時(shí)，通過(guò)對(duì)原料的調(diào)整并配合特定的加外劑，引入針對(duì)低品質(zhì)再生骨料的附加用水量，使 拌合物狀態(tài)滿足使用要求。
[0028] (2)本發(fā)明所述無(wú)機(jī)鹽類具有緩凝作用，同時(shí)對(duì)混凝土強(qiáng)度有增強(qiáng)作用，有助于改 善低品質(zhì)再生骨料強(qiáng)度低帶來(lái)的問(wèn)題；聚苯乙烯磺酸鹽減水劑是一種優(yōu)良的陰離子高分子 表面活性劑，其對(duì)水泥凈漿流動(dòng)性的改善效果明顯，且具有一定的引氣和輕微的緩凝性，對(duì) 水泥顆粒的分散作用強(qiáng)、還有一定的保塑性，能大幅提高混凝土強(qiáng)度，混凝土拌合物坍落度 損失小，早強(qiáng)增強(qiáng)效果好。其以飽和烴為主鏈，每個(gè)單體上都有個(gè)苯基，其含有的大量親水 性官能團(tuán)，以氫鍵的形式與水分子締合，在水泥顆粒表面形成一層穩(wěn)定的溶劑水化膜，阻止 水泥顆粒之間的直接接觸，起到了潤(rùn)滑作用。
[0029] (3)在制備本發(fā)明所述含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土?xí)r，首先將一定量的 水與骨料相混合，讓骨料先吸收一部分水分防止其對(duì)后續(xù)外加劑的大量吸收，更重要的是 水的加入，活化了骨料表面的分子結(jié)構(gòu)，便于與后期的原料相混合；無(wú)機(jī)鹽類與聚苯乙烯磺 酸鹽配合使用，不僅有助于水泥的緩凝，還有助于水泥顆粒的分散作用，在與活化的骨料混 合后，前期已經(jīng)吸水的低品質(zhì)再生骨料吸水作用減弱，其不足以將處于穩(wěn)定狀態(tài)的外加劑 吸收，從而維持了拌合物的穩(wěn)定狀態(tài)，且有利于水泥漿均勻包裹在骨料的周圍。另外，無(wú)機(jī) 鹽、聚苯乙烯磺酸鹽及水分子間的之間的相互作用，利于水泥顆粒、骨料顆粒及其之間的結(jié) 合，混凝土拌合物和易性良好，沒(méi)出現(xiàn)泌水和離析現(xiàn)象。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 下述實(shí)施例中，所述低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料為由轉(zhuǎn)混結(jié)構(gòu)建筑物形成的低品質(zhì)再生 細(xì)骨料；所述低品質(zhì)再生輕粗骨料為由轉(zhuǎn)混結(jié)構(gòu)建筑物形成的低品質(zhì)再生粗骨料。所述粉 煤灰為II級(jí)，45 μ m篩余不大于25%，所述礦粉為S95級(jí)，比表面積不小于400m2/kg。水泥 為P · 042. 5,比表面積不小于300m2/kg。按GB/T14684的規(guī)定測(cè)定低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料的 飽和面干吸水率20. 8%，采用GB/T14685的規(guī)定測(cè)定低品質(zhì)再生輕粗骨料浸泡lh的吸水率 9. 7%。
[0031 ]附加水用量Λ W = msr X wsr+mgr X wgr
[0032] 式中，Λ W-輕骨料混凝土的附加水用量，kg/m3 ;
[0033] -低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料的用量，kg/m3 ;
[0034] w#-低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料的飽和面干吸水率，％ ;
[0035] mgr一低品質(zhì)再生輕粗骨料的用量，kg/m3 ;
[0036] w#-低品質(zhì)再生輕粗骨料的lh吸水率，％。
[0037] 實(shí)施例1
[0038] -種含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土，其原料組成包括，水泥200kg/m3,水 170kg/m 3,附加水169kg/m3,低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料551kg/m3,低品質(zhì)再生輕粗骨料563kg/ m3,礦粉40kg/m3,粉煤灰60kg/m3,硼砂1. 50kg/m3,聚苯乙烯磺酸鈉1. 50kg/m3,其中所述低 品質(zhì)再生輕細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)為2. 6,堆積密度1200kg/m3,低品質(zhì)再生輕粗骨料的粒徑為 5_16mm，堆積密度 700kg/m3。
[0039] 實(shí)施例2
[0040] 一種含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土，其原料組成包括，水泥220kg/m3,水 165kg/m3,附加水166kg/m3,低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料532kg/m3,低品質(zhì)再生輕粗骨料571kg/m 3, 礦粉45kg/m3，粉煤灰55kg/m3,氟娃酸鈉0. 32kg/m3,聚苯乙烯磺酸鈉2. 24kg/m3,其中所述低 品質(zhì)再生輕細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)為2. 7,堆積密度1100kg/m3,低品質(zhì)再生輕粗骨料的粒徑為 5_16mm，堆積密度 800kg/m3。
[0041] 實(shí)施例3
[0042] -種含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土，其原料組成包括，水泥250kg/m3,水 160kg/m 3,附加水163kg/m3,低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料516kg/m3,低品質(zhì)再生輕粗骨料579kg/m 3, 礦粉50kg/m3,粉煤灰50kg/m3,多聚磷酸鈉3. 50kg/m3,聚苯乙烯磺酸鈉2. 8kg/m3,其中所述 低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)為2. 8,堆積密度1100kg/m3,低品質(zhì)再生輕粗骨料的粒徑 為 5_16mm，堆積密度 900kg/m3。
[0043] 實(shí)施例4
[0044] 一種含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土，其原料組成包括，水泥280kg/m3,水 155kg/m 3,附加水160kg/m3,低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料498kg/m3,低品質(zhì)再生輕粗骨料586kg/m 3, 礦粉55kg/m3,粉煤灰45kg/m3,多聚磷酸鈉4. 56kg/m3,聚苯乙烯磺酸鈉3. 42kg/m3,其中所述 低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)為2. 9,堆積密度1100kg/m3,低品質(zhì)再生輕粗骨料的粒徑 為 5_16mm，堆積密度 900kg/m3。
[0045] 實(shí)施例5
[0046] -種含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土，其原料組成包括，水泥300kg/m3,水 150kg/m 3，附加水158kg/m3，低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料480kg/m3，低品質(zhì)再生輕粗骨料595kg/ m3,礦粉60kg/m3,粉煤灰40kg/m3,氟娃酸鈉0. 8kg/m3,聚苯乙烯磺酸鈉4. Okg/m3,其中所述 低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)為3. 1，堆積密度1000kg/m3,低品質(zhì)再生輕粗骨料的粒徑 為 5_16mm，堆積密度 900kg/m3。
[0047] 實(shí)施例6
[0048] 一種含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土，其原料組成包括，水泥250kg/m3,水 170kg/m 3,附加水163kg/m3,低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料516kg/m3,低品質(zhì)再生輕粗骨料579kg/ m3,礦粉50kg/m3,粉煤灰50kg/m3,硼砂2. 10kg/m3,聚苯乙烯磺酸鈉2. 80kg/m3,其中所述低 品質(zhì)再生輕細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)為2. 8,堆積密度1100kg/m3,低品質(zhì)再生輕粗骨料的粒徑為 5_16mm，堆積密度 900kg/m3。
[0049] 實(shí)施例7
[0050] -種含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土，其原料組成包括，水泥250kg/m3,水 170kg/m 3,附加水163kg/m3,低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料516kg/m3,低品質(zhì)再生輕粗骨料579kg/ m3,礦粉50kg/m3,粉煤灰50kg/m3,硼砂1. 05kg/m3,多聚磷酸鈉2. 10kg/m3,聚苯乙烯磺酸鈉 2. 80kg/m3,其中所述低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)為2. 8,堆積密度1100kg/m3,低品質(zhì) 再生輕粗骨料的粒徑為5-16mm，堆積密度900kg/m 3。
[0051] 對(duì)比例1
[0052] -種含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土，其原料組成包括，水泥250kg/m3,水 170kg/m 3,低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料516kg/m3,低品質(zhì)再生輕粗骨料579kg/m3,礦粉50kg/m 3,粉 煤灰50kg/m3,硼砂2. 10kg/m3,聚苯乙烯磺酸鈉2. 80kg/m3,其中所述低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料 的細(xì)度模數(shù)為2. 8,堆積密度1100kg/m3,低品質(zhì)再生輕粗骨料的粒徑為5-16mm，堆積密度 900kg/m 3。
[0053] 對(duì)比例2
【權(quán)利要求】
1. 一種含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土，以每立方米體積計(jì)，其原料組成包 括，水泥200-300kg，粉煤灰40-60kg，礦粉40-60kg，水150-170kg，低品質(zhì)再生輕細(xì)骨 料480-551kg，低品質(zhì)再生輕粗骨料563-595kg，無(wú)機(jī)鹽0. 32-4. 56kg，聚苯乙烯磺酸鹽 1. 5-4. 0kg，其中所述低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)為2. 6-3. 1，堆積密度1000-1200kg/ m3,低品質(zhì)再生輕粗骨料的粒徑為5-16mm，堆積密度700-900kg/m3 ; 其原料組成還包括附加水，所述附加水用量按下式進(jìn)行計(jì)算 Δ W = msr X wsr+mgr X wgr 式中，Λ W-輕骨料混凝土的附加水用量，kg/m3 ; nw-低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料的用量，kg/m3 ; -低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料的飽和面干吸水率，％ ; IV-低品質(zhì)再生輕粗骨料的用量，kg/m3 ; w#-低品質(zhì)再生輕粗骨料的lh吸水率，％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土，其特征在于， 所述低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料為由磚混結(jié)構(gòu)建筑物形成的低品質(zhì)再生細(xì)骨料； 所述低品質(zhì)再生輕粗骨料為由磚混結(jié)構(gòu)建筑物形成的低品質(zhì)再生粗骨料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土，其特征在于， 所述無(wú)機(jī)鹽為多聚磷酸鈉、硼砂、氟硅酸鈉中的一種或幾種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土，其特征在于， 所述聚苯乙烯磺酸鹽的分子量為13000-20000。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土，其特征在于， 所述水泥為P · 042. 5,比表面積不小于300m2/kg。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土，其特征在于， 所述粉煤灰為II級(jí)，45 μ m篩余不大于25%，所述礦粉為S95級(jí)，比表面積不小于 400m2/kg。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土，其特征在于， 以每立方米體積計(jì)，其原料組成包括，水泥250kg，粉煤灰50kg，礦粉50kg，水160kg， 低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料516kg，低品質(zhì)再生輕粗骨料579kg，無(wú)機(jī)鹽2. 98kg，聚苯乙烯磺酸鹽 2. 8kg〇
8. -種制備權(quán)利要求1-7任一所述的含有低品質(zhì)再生骨料的輕骨料混凝土的方法，包 括， (1) 向所述低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料中，加入2/3的附加水用量，攪拌均勻后靜置，得到低 品質(zhì)再生輕細(xì)骨料備用料； (2) 向低品質(zhì)再生輕粗骨料中，加入剩余的1/3的附加水用量，攪拌均勻后靜置，得到 低品質(zhì)再生輕粗骨料備用料； (3) 將所述水泥、所述粉煤灰和所述礦粉混合并攪拌均勻，得到膠凝材料備用料； (4) 將所述水、所述無(wú)機(jī)鹽及所述聚苯乙烯磺酸鹽混合并攪拌均勻，得到外加劑備用 料； (5) 將所述低品質(zhì)再生輕細(xì)骨料備用料、低品質(zhì)再生輕粗骨料備用料、所述膠凝材料備 用料和所述外加劑備用料相混合，得到所述輕骨料混凝土。
【文檔編號(hào)】C04B28/00GK104058673SQ201410318142
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】段遵莉, 武俊宇, 王安嶺, 趙玉芳, 張欣, 李習(xí)章 申請(qǐng)人:北京東方建宇混凝土科學(xué)技術(shù)研究院有限公司