本發(fā)明涉及一種廢棄陶瓷細(xì)骨料混凝土及其制備方法，具體涉及一種利用廢棄陶瓷生產(chǎn)高品質(zhì)混凝土，降低成本改善混凝土性能的制備工藝。
背景技術(shù)：
國內(nèi)外許多學(xué)者對陶瓷細(xì)骨料混凝土進(jìn)行了初步研究。用廢棄陶瓷以不同比例取代天然河砂配制混凝土進(jìn)行試驗(yàn)，表明陶瓷細(xì)骨料混凝土抗壓強(qiáng)度比普通混凝土有適當(dāng)?shù)靥岣摺?/p>
國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2016年全國陶瓷磚產(chǎn)量達(dá)80億m3，衛(wèi)生陶瓷制品約1.8億件。在陶瓷生產(chǎn)過程中會(huì)伴隨產(chǎn)生大量廢陶瓷，另外，在陶瓷的運(yùn)輸、使用，建筑物的裝修、拆遷等過程中也會(huì)產(chǎn)生大量廢陶瓷。由于廢陶瓷經(jīng)高溫?zé)贫桑溆捕雀?、性能穩(wěn)定，無法自然消解，帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題。
陶制品為多孔結(jié)構(gòu)，通常吸水率大于9%，斷面粗糙無光，敲擊時(shí)聲音粗啞，又可分為粗陶和精陶。精陶一般經(jīng)素?zé)陀詿齼纱螣桑ǔ３拾咨蛳笱郎?，其氣孔很大且較多，大部分氣孔相互連通，因此吸水率較高，約為9%-12%。精陶不透水，表面光滑，不易玷污，產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性較高。瓷制品是由天然石料破碎后添加化學(xué)黏合劑壓合經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。燒結(jié)溫度高，密實(shí)度好，內(nèi)部呈現(xiàn)少量互不連通的極小氣孔，吸水率小于0.5%，吸濕膨脹極小，故其抗折強(qiáng)度高、耐磨損、耐酸堿、不變色、壽命長。在-15℃至-20℃凍融循環(huán)20次無可見缺陷。
建筑業(yè)作為陶瓷產(chǎn)品的消耗大戶，如果能把陶瓷廢料用于解決自身材料的短缺問題，一方面，可以節(jié)約陶瓷廢料的掩埋處理成本，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)；另一方面，陶瓷廢料取代天然砂，大大地緩解了混凝土細(xì)骨料資源短缺的壓力，實(shí)現(xiàn)了雙贏的局面。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種廢棄陶瓷細(xì)骨料混凝土及其制備方法，直接利用陶瓷產(chǎn)業(yè)的廢棄陶瓷，解決廢棄陶瓷對環(huán)境的污染問題，同時(shí)節(jié)約材料資源。通過高效減水劑的減水作用，提高混凝土的強(qiáng)度。生產(chǎn)過程中直接將粉碎篩分加工后的廢棄陶瓷顆粒作為混凝土的細(xì)骨料，基層由水泥、石子組成，在低頻率振實(shí)臺(tái)上振動(dòng)15s而后，養(yǎng)護(hù)到齡期后制成廢棄陶瓷細(xì)骨料高性能混凝土。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
一種廢棄陶瓷細(xì)骨料混凝土，包括以下重量份原材料：以水泥100重量份為基準(zhǔn)；150-250重量份的陶瓷細(xì)骨料；200-300重量份石子粗骨料，30-40重量份的水；1-3重量份的減水劑，10-25重量份礦物細(xì)摻料，0.1-1重量份纖維。
所述陶瓷細(xì)骨料是粒徑為0-5mm的陶瓷顆粒。
所述石子粗骨料的粒徑5-20mm，壓碎值小于15%，表觀密度2640kg/m3,含泥量＜1%。
所述礦物細(xì)摻料為粉煤灰，比表面積≥1000mm2/kg。
所述減水劑為聚羧酸系高性能減水劑、氨基磺酸鹽高效減水劑和萘系高效混凝土減水劑中的任一種。
所述纖維為玄武巖纖維。
所述水泥采用p.o42.5等級的水泥。
一種廢棄陶瓷細(xì)骨料混凝土的制備方法，包括以下步驟：
步驟一：根據(jù)設(shè)計(jì)好的混凝土配合比，稱取水泥、陶瓷細(xì)骨料、石子、礦物細(xì)摻料、減水劑、纖維和水，然后將減水劑溶于水中；
步驟二：依次按照石子、水泥、礦物細(xì)摻料、陶瓷細(xì)骨料和纖維的順序加入到攪拌機(jī)中預(yù)拌30s；
步驟三：加入減水劑和水再攪拌120s；
步驟四：將廢棄陶瓷細(xì)骨料混凝土裝進(jìn)模具，在低頻率振實(shí)臺(tái)上振動(dòng)15s成型，而后采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的方法制備廢棄陶瓷細(xì)骨料混凝土。
所述蒸汽養(yǎng)護(hù)的方法對廢棄陶瓷細(xì)骨料混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，混凝土的蒸汽養(yǎng)護(hù)分靜停、升溫、恒溫、降溫四個(gè)階段，混凝土的蒸汽養(yǎng)護(hù)應(yīng)分別符合下列規(guī)定：
（1）靜停期間應(yīng)保持環(huán)境溫度不低于5℃，澆筑結(jié)束4～6h且混凝土終凝后方可升溫；
（2）升溫速度不宜大于10℃/h；
（3）恒溫期間混凝土內(nèi)部溫度最大不得超過65℃，靜置后養(yǎng)護(hù)時(shí)間10~12h，其中恒溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間4~5h；
（4）降溫速度不宜大于10℃/h，到達(dá)養(yǎng)護(hù)時(shí)間后，制成廢棄陶瓷細(xì)骨料混凝土。
制備的廢棄陶瓷細(xì)骨料混凝土的抗壓強(qiáng)度≥50mpa，劈裂抗拉≥5mpa，抗?jié)B等級達(dá)到p10以上，抗凍等級為f300以上。
本發(fā)明中，水泥也可以使用同等級的其他水泥，如硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等。
玄武巖纖維是一種由火山噴發(fā)形成的玄武巖礦石經(jīng)高溫熔融、拉絲而成的無機(jī)纖維材料，它是典型的硅酸鹽纖維，具有天然的相容性，用它與水泥混凝土和砂漿拌和時(shí)很容易分散。在混凝土中合理地?fù)饺胄鋷r纖維，還可提高混凝土的抗沖擊性能，降低其脆性，改善混凝土的力學(xué)性能。玄武巖纖維混凝土還具有優(yōu)越的耐溫性、抗收縮性以及耐腐蝕性，這有利于提高混凝土的耐久性，擴(kuò)大混凝土的使用范圍。
混凝土抗壓強(qiáng)度是以150mm×150mm×150mm的立方體試件，采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法測試，并按規(guī)定計(jì)算方法得到的強(qiáng)度值。
上述方案中，混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度是以150mm×150mm×150mm的立方體試件，在蒸汽養(yǎng)護(hù)條件下達(dá)到規(guī)定養(yǎng)護(hù)時(shí)間后，將試件放在試驗(yàn)機(jī)下壓板的中心位置，劈裂承壓面和劈裂面與試件成型時(shí)的頂面垂直，在上、下壓板與試件之間墊以圓弧形墊塊及墊條各一條，墊塊與墊條應(yīng)與試件上、下面的中心線對準(zhǔn)并與成型時(shí)的頂面垂直。
上述方案中，混凝土抗?jié)B性采用逐級加壓法測得，實(shí)驗(yàn)時(shí)水壓從0.1mp開始，以后每隔8h增加0.1mp水壓，并隨時(shí)觀察試件表面滲水情況，當(dāng)6個(gè)試件中3個(gè)試件出現(xiàn)滲水時(shí)停止加壓，并記錄此時(shí)水壓力。
上述方案中，混凝土抗凍性一般以抗凍等級表示。上述方案中，混凝土抗凍性一般以抗凍等級表示，抗凍性能應(yīng)以凍融循環(huán)后相對動(dòng)彈性模量損失率和重量損失率兩項(xiàng)指標(biāo)作為評判標(biāo)準(zhǔn)，抗凍等級是將達(dá)到試驗(yàn)齡期后的試塊在吸水飽和后，承受反復(fù)凍融循環(huán)，以試件的相對動(dòng)彈性模量損失率不超過40％，而且質(zhì)量損失率不超過5％時(shí)所能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)來確定的。gbt50476-2008將混凝土劃分為以下抗凍等級：f10、f15、f25、f50、f100、f150、f200、f250、f300等九個(gè)等級。
這樣，本發(fā)明的廢棄陶瓷細(xì)骨料高性能混凝土成本低廉，經(jīng)濟(jì)效益顯著，物理性能優(yōu)良。與目前通用的普通混凝土相比，由于直接利用了廢棄陶瓷骨料，降低了混凝土的生產(chǎn)成本。0-4.75mm的廢棄陶瓷細(xì)骨料比較容易加工，成本僅為20元/噸。經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。本廢棄陶瓷細(xì)骨料高性能混凝土的抗壓強(qiáng)度≥50mpa，劈裂抗拉強(qiáng)度≥5mpa，抗?jié)B等級達(dá)到p10以上，抗凍等級為f300以上。直接利用陶瓷產(chǎn)業(yè)的廢棄陶瓷，解決了廢棄陶瓷對環(huán)境的污染問題，同時(shí)節(jié)約了材料資源。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1：
一種廢棄陶瓷細(xì)骨料混凝土，它的原料按重量份配合比如下：
石子粗骨料：259份
陶瓷細(xì)骨料179份
水37份
減水劑1.3份
水泥100份
礦物細(xì)摻料17份
纖維0.5份
陶瓷細(xì)骨料是粒徑為0-5mm的陶瓷顆粒。
石子粗骨料的粒徑5-20mm，壓碎值小于15%，表觀密度2640kg/m3,含泥量＜1%。
礦物細(xì)摻料為粉煤灰，比表面積≥1000mm2/kg。
減水劑為聚羧酸系高性能減水劑、氨基磺酸鹽高效減水劑和萘系高效混凝土減水劑中的任一種。
纖維為玄武巖纖維。
水泥采用p.o42.5等級的水泥。
廢棄陶瓷細(xì)骨料混凝土制備步驟如下：
將已稱量的陶瓷細(xì)骨料、水泥、礦物細(xì)摻料、陶瓷粗骨料和纖維加入攪拌機(jī)后干拌30s，然后加入減水劑和水再攪拌120s。
將攪拌均勻的陶瓷粗骨料混凝土裝入模具，在低頻率振實(shí)臺(tái)上振動(dòng)15s成型，采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，達(dá)到規(guī)定的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。
蒸汽養(yǎng)護(hù)的方法對廢棄陶瓷細(xì)骨料高性能混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，混凝土的蒸汽養(yǎng)護(hù)可分靜停、升溫、恒溫、降溫四個(gè)階段，混凝土的蒸汽養(yǎng)護(hù)應(yīng)分別符合下列規(guī)定：（1）靜停期間應(yīng)保持環(huán)境溫度不低于5℃，澆筑結(jié)束4～6h且混凝土終凝后方可升溫。（2）升溫速度不宜大于10℃/h。（3）恒溫期間混凝土內(nèi)部溫度不宜超過60℃，最大不得超過65℃，靜置后養(yǎng)護(hù)時(shí)間10~12h，其中恒溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間4~5h。（4）降溫速度不宜大于10℃/h。到達(dá)養(yǎng)護(hù)時(shí)間后，制成廢棄陶瓷全骨料混凝土植草磚。
按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測定。本實(shí)施例的廢棄陶瓷細(xì)骨料高性能混凝土性能指標(biāo)如下：
實(shí)施例2：
廢棄陶瓷細(xì)骨料混凝土，它的原料按重量份配合比如下：
石子粗骨料：275份
陶瓷細(xì)骨料245份
水35份
減水劑2.3份
水泥100份
礦物細(xì)摻料18份
纖維0.4份
陶瓷細(xì)骨料是粒徑為0-5mm的陶瓷顆粒。
石子粗骨料的粒徑5-20mm，壓碎值小于15%，表觀密度2640kg/m3,含泥量＜1%。
礦物細(xì)摻料為粉煤灰，比表面積≥1000mm2/kg。
減水劑為聚羧酸系高性能減水劑、氨基磺酸鹽高效減水劑和萘系高效混凝土減水劑中的任一種。
纖維為玄武巖纖維。
水泥采用p.o42.5等級的水泥。
廢棄陶瓷細(xì)骨料高性能混凝土制備步驟如下：
將已稱量的陶瓷細(xì)骨料、水泥、礦物細(xì)摻料、陶瓷粗骨料和纖維加入攪拌機(jī)后干拌30s，然后加入減水劑和水再攪拌120s。
將攪拌均勻的陶瓷粗骨料混凝土裝入模具，在低頻率振實(shí)臺(tái)上振動(dòng)15s成型，采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，達(dá)到規(guī)定的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。
蒸汽養(yǎng)護(hù)的方法對廢棄陶瓷細(xì)骨料高性能混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，混凝土的蒸汽養(yǎng)護(hù)可分靜停、升溫、恒溫、降溫四個(gè)階段，混凝土的蒸汽養(yǎng)護(hù)應(yīng)分別符合下列規(guī)定：（1）靜停期間應(yīng)保持環(huán)境溫度不低于5℃，澆筑結(jié)束4～6h且混凝土終凝后方可升溫。（2）升溫速度不宜大于10℃/h。（3）恒溫期間混凝土內(nèi)部溫度不宜超過60℃，最大不得超過65℃，靜置后養(yǎng)護(hù)時(shí)間10~12h，其中恒溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間4~5h。（4）降溫速度不宜大于10℃/h。到達(dá)養(yǎng)護(hù)時(shí)間后，制成廢棄陶瓷全骨料混凝土植草磚。
按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測定。本實(shí)施例的廢棄陶瓷細(xì)骨料高性能混凝土性能指標(biāo)如下：
實(shí)施例3：
一種廢棄陶瓷細(xì)骨料混凝土，它的原料按重量份配合比如下：
石子粗骨料：200份
陶瓷細(xì)骨料150份
水30份
減水劑1份
水泥100份
礦物細(xì)摻料10份
纖維0.1份
陶瓷細(xì)骨料是粒徑為0-5mm的陶瓷顆粒。
石子粗骨料的粒徑5-20mm，壓碎值小于15%，表觀密度2640kg/m3,含泥量＜1%。
礦物細(xì)摻料為粉煤灰，比表面積≥1000mm2/kg。
減水劑為聚羧酸系高性能減水劑、氨基磺酸鹽高效減水劑和萘系高效混凝土減水劑中的任一種。
纖維為玄武巖纖維。
水泥采用p.o42.5等級的水泥。
廢棄陶瓷細(xì)骨料高性能混凝土制備步驟如下：
將已稱量的陶瓷細(xì)骨料、水泥、礦物細(xì)摻料、陶瓷粗骨料和纖維加入攪拌機(jī)后干拌30s，然后加入減水劑和水再攪拌120s。
將攪拌均勻的陶瓷粗骨料混凝土裝入模具，在低頻率振實(shí)臺(tái)上振動(dòng)15s成型，采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，達(dá)到規(guī)定的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。
蒸汽養(yǎng)護(hù)的方法對廢棄陶瓷細(xì)骨料高性能混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，混凝土的蒸汽養(yǎng)護(hù)可分靜停、升溫、恒溫、降溫四個(gè)階段，混凝土的蒸汽養(yǎng)護(hù)應(yīng)分別符合下列規(guī)定：（1）靜停期間應(yīng)保持環(huán)境溫度不低于5℃，澆筑結(jié)束4～6h且混凝土終凝后方可升溫。（2）升溫速度不宜大于10℃/h。（3）恒溫期間混凝土內(nèi)部溫度不宜超過60℃，最大不得超過65℃，靜置后養(yǎng)護(hù)時(shí)間10~12h，其中恒溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間4~5h。（4）降溫速度不宜大于10℃/h。到達(dá)養(yǎng)護(hù)時(shí)間后，制成廢棄陶瓷全骨料混凝土植草磚。
實(shí)施例4：
一種廢棄陶瓷細(xì)骨料混凝土，它的原料按重量份配合比如下：
石子粗骨料：300份
陶瓷細(xì)骨料250份
水40份
減水劑3份
水泥100份
礦物細(xì)摻料25份
纖維1份
陶瓷細(xì)骨料是粒徑為0-5mm的陶瓷顆粒。
石子粗骨料的粒徑5-20mm，壓碎值小于15%，表觀密度2640kg/m3,含泥量＜1%。
礦物細(xì)摻料為粉煤灰，比表面積≥1000mm2/kg。
減水劑為聚羧酸系高性能減水劑、氨基磺酸鹽高效減水劑和萘系高效混凝土減水劑中的任一種。
纖維為玄武巖纖維。
水泥采用p.o42.5等級的水泥。
廢棄陶瓷細(xì)骨料高性能混凝土制備步驟如下：
將已稱量的陶瓷細(xì)骨料、水泥、礦物細(xì)摻料、陶瓷粗骨料和纖維加入攪拌機(jī)后干拌30s，然后加入減水劑和水再攪拌120s。
將攪拌均勻的陶瓷粗骨料混凝土裝入模具，在低頻率振實(shí)臺(tái)上振動(dòng)15s成型，采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，達(dá)到規(guī)定的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。
蒸汽養(yǎng)護(hù)的方法對廢棄陶瓷細(xì)骨料高性能混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，混凝土的蒸汽養(yǎng)護(hù)可分靜停、升溫、恒溫、降溫四個(gè)階段，混凝土的蒸汽養(yǎng)護(hù)應(yīng)分別符合下列規(guī)定：（1）靜停期間應(yīng)保持環(huán)境溫度不低于5℃，澆筑結(jié)束4～6h且混凝土終凝后方可升溫。（2）升溫速度不宜大于10℃/h。（3）恒溫期間混凝土內(nèi)部溫度不宜超過60℃，最大不得超過65℃，靜置后養(yǎng)護(hù)時(shí)間10~12h，其中恒溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間4~5h。（4）降溫速度不宜大于10℃/h。到達(dá)養(yǎng)護(hù)時(shí)間后，制成廢棄陶瓷全骨料混凝土植草磚。
上述雖然對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。