專利名稱：預拌環(huán)保節(jié)能型混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于混凝土材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以廢混凝土破碎成的再生 粗集料和工業(yè)廢渣加工成的礦物摻合料等為主要原料的預拌環(huán)保節(jié)能型混凝土 及其制備方法。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計，我國每年產(chǎn)生的廢混凝土總量(混凝土生產(chǎn)過程、建筑施工過程以及建筑拆除過程中的廢混凝土之和)將達12000萬噸以上。隨著我國經(jīng)濟建 設(shè)步伐的進一步加快，廢混凝土的總量還將增加。將廢混凝土破碎后作為再生 集料不但能解決天然集料資源緊張問題，利于集料產(chǎn)地環(huán)境保護，而且可以減 少城市廢混凝土的堆放、占地以及由此帶來的環(huán)境污染問題，實現(xiàn)混凝土生產(chǎn) 的再生與循環(huán)利用，保證建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。美國、日本和歐洲等發(fā)達國家和地區(qū)對建筑垃圾尤其是廢混凝土等的再生 循環(huán)利用研究開展得較早，目前廢混凝土的再生利用率均在90%以上。而我國 目前建筑垃圾資源化再生循環(huán)利用步伐緩慢，綜合高效利用率尚不足5%。為此， 將再生粗集料應(yīng)用于商品混凝土，開發(fā)預拌環(huán)保節(jié)能型混凝土，可極大地推廣 預拌環(huán)保節(jié)能型混凝土在工程中的應(yīng)用，提高廢混凝土作為一種資源循環(huán)再生 利用的效率。硅酸鹽水泥混凝土在本世紀仍然將會是最主要的建筑材料。近年來我國國 民經(jīng)濟穩(wěn)步快速增長，社會經(jīng)濟發(fā)展需要巨量的水泥混凝土。我國水泥用量在 未來幾年里很有可能超過12億噸/年，水泥消耗量將超過世界總量的1/2。利用 工業(yè)廢渣加工成的礦物慘合料部分取代水泥用于生產(chǎn)混凝土，可以減輕工業(yè)廢 渣，如粉煤灰、礦渣和鋼渣等的占用土地及環(huán)境污染問題，減少水泥用量及水 泥生產(chǎn)過程中的能源、資源消耗和污染氣體排放量，還可以提高水泥混凝土的 耐久性能。因而，充分利用工業(yè)廢渣用于生產(chǎn)水泥混凝土，是水泥混凝土行業(yè) 可持續(xù)發(fā)展中的重要方向。同天然粗集料相比，再生粗集料的吸水率大、表觀密度小，而且廢混凝土 來源不同時，再生粗集料的性能差異較大。普通混凝土的配合比設(shè)計方法不再 適用于預拌環(huán)保節(jié)能型混凝土。而且在配制預拌環(huán)保節(jié)能型混凝土時，往往需 要加入各種礦物摻合料、外加劑，同時對攪拌工藝和計量設(shè)備要求也較高。由 此可見，開發(fā)預拌環(huán)保節(jié)能型混凝土技術(shù)也是預拌環(huán)保節(jié)能型混凝土這種材料的制備技術(shù)的特點所決定的。 發(fā)明內(nèi)容現(xiàn)有技術(shù)中已有采用再生粗集料制備混凝土的方法，但是其廢料(包括再 生粗集料和工業(yè)廢渣)利用率未能達到單位體積混凝土質(zhì)量的30%，且因未達 到高工作性能和高耐久性能等要求，而未能實現(xiàn)預拌方式和大面積推廣的目的。本發(fā)明的目的是提出一種具有較高工作性能、耐久性能和強度的預拌環(huán)保節(jié)能型混凝土及其制備方法，利用廢料在單位體積混凝土質(zhì)量的30%以上，且 該種產(chǎn)品具有良好的工作性能和耐久性能，強度較高，適合攪拌車運輸、泵送 方式，可廣泛用于道路工程和結(jié)構(gòu)工程等中。本發(fā)明提出的預拌環(huán)保節(jié)能型混凝土，以廢混凝土破碎成的再生粗集料、 工業(yè)廢渣加工成的礦物摻合料以及水泥等為主要成分，同時使用天然石子、砂子加水和外加劑攪拌而成，其按質(zhì)量的配方如下水泥5_20%;礦物摻合料5—20%;水5—20%;砂25_45%;天然石子0_20°/。；再生粗集料25 —50%; 外加劑0.01_1%，百分比總和滿足100%。上述預拌環(huán)保節(jié)能型混凝土混合料，各組份較為優(yōu)選的配方為 水泥5 — 15% 礦物摻合料5 — 15% 水5 — 15%砂25_40%天然石子0 — 20%再生粗集料25_45% 外加劑0.05—0.5%以上材料按質(zhì)量百分比計算其總和應(yīng)滿足100%。其中對各組成份材料的品質(zhì)要求如下水泥普通硅酸鹽水泥，硅酸鹽水泥，等級32.5或42.5為宜。 再生粗集料再生粗集料的粒徑分布在5-31.5mm之間，其表觀密度》2200 kg/m3，吸水率《10%，磚類含量《10%，同時其針片狀顆粒含量、壓碎指標等 質(zhì)量指標均滿足上海市《再生混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(DJ/TJ08-2018-2007)。 其中對攪拌機、泵車的要求如下攪拌設(shè)備優(yōu)先選用雙臥軸強制式攪拌機。 泵送設(shè)備優(yōu)先選用S閥混凝土汽車泵。 本發(fā)明的混凝土混合料的制備步驟如下先在原材料堆場對再生粗集料噴水至飽和面干，然后待其表層的水分晾干 后，再用計量設(shè)備按質(zhì)量比依次稱取天然細集料，天然粗集料，再生粗集料和 水泥、礦物摻合料各組份材料，并依次倒入攪拌機中攪拌，最后加水和外加劑(外加劑溶入水中)，攪拌時間不少于2min。本發(fā)明利用廢混凝土破碎成的再生粗集料和工業(yè)廢渣加工成的礦物摻合料 為主要原料制成。該種商品混凝土具有工作性能和耐久性能好、強度較高等特 點，可替代普通商品混凝土而廣泛應(yīng)用于道路工程、結(jié)構(gòu)工程和其他工程中。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1) 本發(fā)明利用廢混凝土破碎成的再生粗集料為主要原料，可以大量回收和 高效利用廢混凝土，減少堆放建筑垃圾占用的土地面積和對天然砂石的開采量。2) 本發(fā)明采用工業(yè)廢渣加工制成的礦物摻合料為主要原料，可以節(jié)約水泥 用量，減少堆放工業(yè)廢渣占用的土地面積。3) 本發(fā)明綜合利用廢料在單位體積混凝土質(zhì)量的30%以上，可以顯著降低 生產(chǎn)混凝土的能量消耗和資源消耗。4) 具有工作性能和耐久性能好、強度較高等特點，適合于泵送方式，可廣 泛應(yīng)用于道路工程、結(jié)構(gòu)工程和其他工程中。5) 本發(fā)明的應(yīng)用，是把城市建設(shè)成為資源節(jié)約型、環(huán)保型的重要途徑之一， 具有明顯的環(huán)境、經(jīng)濟和社會綜合效益。
具體實施方式
實施例1:混凝土的各組分配比如下 水泥223kg (42.5硅酸鹽水泥) 水192kg粉煤灰65 kg (按國家現(xiàn)行標準《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB 1596-2005)為C類II級)礦粉65 kg (按國家現(xiàn)行標準《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》(GB/T 18046-2000)為S95級)。 黃砂785 kg (中砂) 天然石子0kg再生粗集料924kg (粒徑5 25mm，滿足權(quán)利要求3)外加劑2.13kg (木鈣類普通減水劑，滿足《混凝土泵送劑》(JC473—2001) 要求)按上所述比例配置材料并按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》(GB/T 50081-2002)和《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》(GBJ82-85)測試 其性能，結(jié)果如下坍落度170m半小時坍落度損失20mm28d抗壓強度38.4 MPa28d抗折強度4.5MPa 抗?jié)B等級S12 實施例2:混凝土的各組分配比如下水泥223kg (42.5硅酸鹽水泥) 水192kg粉煤灰65 kg (按國家現(xiàn)行標準《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB 1596-2005)為C類II級)礦粉65 kg (按國家現(xiàn)行標準《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》(GB/T 18046-2000)為S95級)。 黃砂785 kg (中砂) 天然石子271kg (粒徑5 25mm) 再生粗集料631kg (粒徑5 25mm，滿足權(quán)利要求3) 外加劑1.76 kg (木鈣類普通減水劑，滿足《混凝土泵送劑》(JC473—2001) 要求)按上所述比例配置材料并按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》(GB/T 50081-2002)和《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》(GBJ82-85)測試 其性能，結(jié)果如下坍落度175mm半小時坍落度損失15mm28d抗壓強度39.5MPa28d抗折強度4.8MPa抗?jié)B等級S12實施例3:混凝土的各組分配比如下水泥200kg (42.5硅酸鹽水泥) 水192kg粉煤灰65 kg (按國家現(xiàn)行標準《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB 1596-2005)為C類n級)礦粉88 kg (按國家現(xiàn)行標準《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》(GB/T 18046-2000)為S95級)。 黃砂785 kg (中砂)天然石子354 kg (粒徑5 25mm)再生粗集料570kg (粒徑5 25mm，滿足權(quán)利要求3)外加劑1.76 kg (木鈣類普通減水劑，滿足《混凝土泵送劑》(JC473—2001)要求)按上所述比例配置材料并按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》(GB/T 50081-2002)和《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》(GBJ82-85)測試 其性能，結(jié)果如下-坍落度190mm半小時坍落度損失20mm28d抗壓強度40.2MPa28d抗折強度5.2MPa抗?jié)B等級S1權(quán)利要求
1、一種預拌環(huán)保節(jié)能型混凝土，其特征在于包括再生粗集料、天然粗集料、砂、水泥、礦物摻合料，并加水和外加劑攪拌而成，其質(zhì)量比配方如下水泥5-20％；礦物摻合料5-20％；水5-20％；砂25-45％；天然石子0-20％；再生粗集料25-50％；外加劑0.01-1％，百分比總和滿足100％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預拌環(huán)保節(jié)能型混凝土，其特征在于其優(yōu)選的質(zhì)量比配方如下水泥5 — 15%;礦物摻合料5 — 15%;水5—15%;砂25一40%;天然石子0—20%;再生粗集料25—45%;外加劑0.01_1%，百 分比總和滿足100%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預拌環(huán)保節(jié)能型混凝土，其特征在于水泥采用 普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，等級為32.5或42.5。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預拌環(huán)保節(jié)能型混凝土，其特征在于外加劑包 括各類普通減水劑和高效減水劑，其質(zhì)量指標滿足《混凝土外加劑》 (GB8076-1997)和《混凝土泵送劑》(JC473—2001)
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預拌環(huán)保節(jié)能型混凝土，其特征在于再生粗集 料由廢混凝土破碎得到，其粒徑在5-31.5mm之間，其質(zhì)量指標滿足上海市《再生混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》DJ/TJ08-2018-2007。
6、 制備如權(quán)利要求1所述的預拌環(huán)保節(jié)能型混凝土的方法，其特征在于 具體步驟如下先在原材料堆場對再生粗集料噴水至飽和面干，再用計量 設(shè)備按質(zhì)量比依次稱取砂、天然石子、再生粗集料和水泥、礦物摻合料各 組份材料，并依次倒入攪拌機中攪拌，最后加水和預先溶于水的外加劑， 攪拌時間不少于2min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種預拌環(huán)保節(jié)能型混凝土及其制備方法。它以廢混凝土破碎而成的再生粗集料和工業(yè)廢渣加工成的礦物摻合料為主要原料，加入天然石子、砂、水泥、外加劑和水攪拌而成。該種混凝土具有良好的工作性能和耐久性能，強度較高，適合攪拌車運輸、泵送方式，可廣泛用于道路工程和結(jié)構(gòu)工程等中。
文檔編號C04B28/02GK101215132SQ20081003266
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月15日
發(fā)明者徐亞玲, 肖建莊, 斌 雷, 民 魏, 黃迎春 申請人:同濟大學;上海建工物資公司