用于混凝土內(nèi)養(yǎng)護(hù)的再生細(xì)集料的制備方法及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，涉及一種用于混凝土內(nèi)養(yǎng)護(hù)的再生細(xì)集料的其制備和 使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 混凝土是當(dāng)今社會(huì)使用量最大的建筑材料，而混凝土在使用過(guò)程中會(huì)消耗大量的 砂石資源，經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)采，我國(guó)天然集料資源已經(jīng)大為減少，部分地區(qū)甚至接近枯竭，而 砂石的開(kāi)采和運(yùn)輸會(huì)消耗大量的能源，對(duì)其周圍的生態(tài)環(huán)境的破壞也十分嚴(yán)重。
[0003] 與之形成鮮明對(duì)比的是，由于當(dāng)前城市建設(shè)的快速推進(jìn)以及舊城改造，我國(guó)每年 約產(chǎn)生大約6億噸的建筑垃圾，其中廢舊混凝土占到了其中的30 %~50 %。如此大量的廢舊 混凝土不僅占用了大量的土地資源，還引起了一系列環(huán)境和社會(huì)問(wèn)題，特別是在土地和空 間日益緊張的大城市更是如此?；炷猎偕系膽?yīng)用不僅能夠節(jié)省垃圾處理費(fèi)用，減少 填埋占用的耕地面積，減輕環(huán)境污染與破壞，還可以減少天然砂石的開(kāi)采，緩解天然砂石日 趨匱乏的壓力，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
[0004] 混凝土特別是高性能混凝土的早期開(kāi)裂問(wèn)題是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要因 素。因而，防止混凝土的早期收縮開(kāi)裂問(wèn)題已經(jīng)成為一個(gè)迫切需要解決的技術(shù)難題?；炷?早期收縮主要是由于其內(nèi)部水分散失造成的。目前控制混凝土早期收縮的重點(diǎn)在于控制早 期水分的損失以及增加內(nèi)部相隨濕度，在其內(nèi)部最需要濕度的區(qū)域及時(shí)增水養(yǎng)護(hù)。目前最 可行的方法是從混凝土內(nèi)部提供水源進(jìn)行內(nèi)養(yǎng)護(hù)，目前國(guó)內(nèi)外常用的內(nèi)養(yǎng)護(hù)方法包括飽水 輕集料和高吸水樹(shù)脂。再生混凝土細(xì)集料具有大孔隙率以及高吸水性等特點(diǎn)，飽水的再生 細(xì)集料在混凝土內(nèi)部可以看作是均勻分布的"蓄水池"，其所含的水分能夠在混凝土內(nèi)部濕 度降低的時(shí)候釋放出來(lái)，起到內(nèi)養(yǎng)護(hù)的作用，從而緩解混凝土內(nèi)部濕度下降引起的早期收 縮，減少其早期開(kāi)裂，提高其性能。飽水再生細(xì)集料的內(nèi)養(yǎng)護(hù)機(jī)理與飽水輕集料以及高吸水 樹(shù)脂類似，但顯然再生集料在環(huán)境保護(hù)以及節(jié)約資源方面的更具優(yōu)勢(shì)，且更為經(jīng)濟(jì)。
[0005] 再生混凝土細(xì)集料作為一種內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料可用于取代混凝土中的細(xì)集料，工程應(yīng)用 中可以全部取代也可按照一定比例部分取代或者取代某個(gè)粒徑范圍的細(xì)集料。既可以用于 高性能混凝土中，也可用于其余需要提供內(nèi)養(yǎng)護(hù)的水泥基材料。
[0006] 再生集料的常規(guī)使用方法一般是將其作為一種混凝土普通集料的替代品，且一般 再生粗集料作為替代品使用的較多，而將再生細(xì)集料作為一種替代品的情況較少。將再生 粗集料作為一種普通粗集料替代品的其缺陷在于:再生混凝土集料本身存在大量缺陷，其 強(qiáng)度較一般混凝土集料低，而混凝土中粗集料起著骨架的作用，用再生粗集料替代普通粗 集料無(wú)疑會(huì)降低混凝土的自身強(qiáng)度，影響混凝土結(jié)構(gòu)物的品質(zhì)。而將再生細(xì)集料作為一種 普通細(xì)集料替代品的優(yōu)勢(shì)在于能夠大大降低再生集料對(duì)混凝土強(qiáng)度的不利影響。
[0007] 再生集料具有較大的吸水率，常規(guī)的使用方法中一般將再生集料的這一特性作為 一種缺陷加以處理，而沒(méi)有意識(shí)到再生集料在混凝土內(nèi)養(yǎng)護(hù)方面的優(yōu)勢(shì)。將再生細(xì)集料進(jìn) 行預(yù)飽水，作為一種內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料使用，能夠明顯改善高性能混凝土的早期開(kāi)裂，提高其耐久 性。這一應(yīng)用將再生集料的劣勢(shì)轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)勢(shì)，給再生集料的使用提供了一種全新的思路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供一種用于混凝土內(nèi)養(yǎng)護(hù)的再生細(xì)集料及其制備和使用方法，本材料綠 色環(huán)保、制備簡(jiǎn)易、應(yīng)用范圍廣，對(duì)于減少高性能混凝土早期開(kāi)裂及提高其耐久性效果明 顯。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0010] 一種混凝土的再生內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料的制備方法，包括以下步驟：
[0011]步驟1:對(duì)回收的廢舊混凝土進(jìn)行篩選，去除不符合回收利用條件的廢舊混凝土； [0012]步驟2:將篩選好的廢舊混凝土進(jìn)行破碎，去除其中的雜質(zhì)；
[0013] 步驟3:測(cè)定其石粉含量、泥塊含量以及堅(jiān)固性，若不滿足使用條件則對(duì)其進(jìn)行調(diào) 整或者棄用，若滿足使用條件則進(jìn)行步驟4;
[0014] 步驟4:測(cè)定初步破碎好的再生細(xì)集料的級(jí)配以及細(xì)度模數(shù)，若不滿足使用條件則 對(duì)其進(jìn)行調(diào)整;若滿足使用條件則進(jìn)行步驟5;
[0015] 步驟5:測(cè)定再生細(xì)集料的含水率a、飽和吸水率b以及其余物理性質(zhì)；
[0016] 步驟6:將制取好的細(xì)集料封閉存儲(chǔ)，防止再生細(xì)集料水分散失和受環(huán)境破壞。
[0017] 步驟1中，所述回收利用條件是指回收的廢舊混凝土不能夠影響新制水泥基材料 的品質(zhì)，需質(zhì)地堅(jiān)固、無(wú)化學(xué)污染和無(wú)過(guò)多雜質(zhì)。
[0018] 步驟2中，所述廢舊混凝土的破碎可采用顎式破碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎也可采用其余 有效的方式進(jìn)行，只要能使得破碎的廢舊混凝土滿足使用要求即可。
[0019] 步驟2中，所述去除再生細(xì)集料雜質(zhì)是指在廢舊混凝土初步篩選中未能發(fā)現(xiàn)的少 量夾雜在再生細(xì)集料中的雜質(zhì)，如云母、輕物質(zhì)、有機(jī)物、硫化物、硫酸鹽、氯化物等。
[0020] 步驟3中，所述石粉含量是指再生細(xì)集料中粒徑小于75μπι的顆粒含量，其測(cè)定方法 以及應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)可參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建設(shè)用砂》中的相關(guān)規(guī)定。當(dāng)石粉含量不滿足要求時(shí)， 可對(duì)再生細(xì)集料過(guò)篩，篩除其中小于75μπι的部分。當(dāng)篩除成本較高時(shí)，可直接棄用。
[0021] 步驟3中，所述泥塊含量是指再生細(xì)集料中粒徑大于1.18mm，經(jīng)水浸洗、手捏后小 于600μπι的顆粒含量。其測(cè)定方法以及應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)可參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建設(shè)用砂》中的相關(guān) 規(guī)定。當(dāng)含泥量不滿足要求時(shí)，可對(duì)再生細(xì)集料中大于1.18mm的部分用水進(jìn)行浸洗和揉搓， 然后篩除經(jīng)處理后小于600μπι的部分。若處理成本較高，可直接棄用。
[0022] 步驟3中，所述堅(jiān)固性是指再生細(xì)集料在自然風(fēng)化和其他外界物理化學(xué)因素的作 用下抵抗破裂的能力。其測(cè)定方法以及應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)可參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建設(shè)用砂》中的相關(guān) 規(guī)定。當(dāng)堅(jiān)固性不滿足要求時(shí)，可對(duì)再生細(xì)集料進(jìn)行漿液浸泡、球磨等方法進(jìn)行改性增強(qiáng)。 若改性增強(qiáng)成本較高，可直接棄用。
[0023] 步驟4中，所述級(jí)配和細(xì)度模數(shù)可參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建設(shè)用砂》中所規(guī)定的測(cè)定和計(jì) 算方法進(jìn)行測(cè)定。
[0024] 步驟4中，所述使用條件可參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建設(shè)用砂》中關(guān)于細(xì)集料級(jí)配和細(xì)度模 數(shù)的相關(guān)規(guī)定，此外還需滿足實(shí)際中具體的設(shè)計(jì)使用要求。當(dāng)再生細(xì)集料的級(jí)配和細(xì)度模 數(shù)不滿足要求時(shí)，可通過(guò)重復(fù)破碎、篩分重配等方法進(jìn)行調(diào)整。
[0025] 步驟5中，所述再生細(xì)集料的含水率是指再生細(xì)集料在自然存放狀態(tài)下的含水率， 用百分比表示。
[0026] 步驟5中，所述再生細(xì)集料的飽和吸水率是指再生細(xì)集料在飽和面干狀態(tài)下的含 水率，用百分比表示。
[0027] 步驟5中，所述其余物理性質(zhì)是指再生細(xì)集料的表觀密度、毛體積密度、堆積密度 等物理性質(zhì)，可按照工程中具體要求選擇性地進(jìn)行測(cè)定。
[0028] 步驟6中，所述封閉保存是指將再生細(xì)集料進(jìn)行覆蓋或至于室內(nèi)環(huán)境中，防止再生 細(xì)集料內(nèi)部水分發(fā)生變化。
[0029] 一種混凝土的再生內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料的使用方法，包括以下步驟：
[0030]步驟1:按照設(shè)計(jì)用量稱取再生細(xì)集料nu，將稱取好的細(xì)集料在潔凈的水中浸泡， 直至吸水飽和；
[0031 ]步驟2:將飽水的再生細(xì)集料從水中取出，稱量其質(zhì)量m2,并計(jì)算其飽和吸水量m3以 及表面吸附水量Π 14。
[0032]步驟3:將飽水的再生細(xì)集料與其余混凝土原材料按照設(shè)計(jì)配比混合并攪拌均勻；
[0033] 步驟4:將混合攪拌均勻的混合料澆筑成型，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，最終得到所需的水泥基 材料制品。
[0034] 步驟1中，所述稱取再生細(xì)集料為稱取自然含水狀態(tài)下的再生細(xì)集料。
[0035]步驟1中，所述再生細(xì)集料在水中浸泡為24h。
[0036] 步驟2中，所述再生細(xì)集料飽和吸水量可按照下式進(jìn)行計(jì)算，此部分水在配合比設(shè) 計(jì)中不算在水泥水化所需的水量中。
[0037]
[0038] 步驟2中，所述再生細(xì)集料表面吸附水量可按照下式進(jìn)行計(jì)算，此部分水在配合比 設(shè)計(jì)中要筧在水泥水化所需要的7k量中：
[0039]
[0040]步驟3中，所述的其余混凝土原材料包括粗骨料、水泥、混凝土外加劑、混凝土外摻 料、水；
[0041] 其中：所述混凝土外加劑是指減水劑、早強(qiáng)劑、引氣劑等可以改善混凝土性能的化 學(xué)添加劑。
[0042] 所述混凝土外摻料是指粉煤灰、硅灰、高爐礦渣等可以節(jié)約水泥、改善混凝土性 能、調(diào)節(jié)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的礦物材料。
[0043]所述攪拌均勻是指攪拌后的混合料各部分須均勻統(tǒng)一，無(wú)泌水、離析等現(xiàn)象發(fā)生， 且能保證固化后的水泥基材料質(zhì)地均勻統(tǒng)一。
[0044] 步驟4中，所述水泥基材料的養(yǎng)護(hù)采用傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)方法即可。
[0045] 本發(fā)明的有益效果為：
[0046] 1、為廢舊混凝土的回收利用提供了一種新途徑，可緩解城市建筑垃圾帶來(lái)的環(huán)境 污染以及土地資源浪費(fèi)現(xiàn)狀；
[0047] 2、為當(dāng)前使用的細(xì)集料找到了一種替代品，可有效緩解我國(guó)砂石資源開(kāi)采的壓 力；
[0048] 2、為再生混凝土細(xì)集料的制備提供了一種較為完整的方法；
[0049] 3、為水泥基材料的內(nèi)養(yǎng)護(hù)提供了一種新材料，可減少水泥基材料早期開(kāi)裂，提搞 水泥基材料耐久性；
[0050] 4、再生混凝土細(xì)集料來(lái)源廣泛、制取簡(jiǎn)單、使用方便，大幅降低了水泥基材料的內(nèi) 養(yǎng)護(hù)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0051] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中