專利名稱：一種復(fù)合混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混凝土技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合混凝土及其制備方法。
背景技術(shù)：
由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、房地產(chǎn)業(yè)的興起，社會(huì)對(duì)各類石板材的需求急劇擴(kuò)大，在沿海及內(nèi)地礦石資源豐富的地方，石材企業(yè)向集群化，規(guī)?；较虬l(fā)展，同樣，由于粗放的資源利用方式和資本的逐利性，石材企業(yè)放任大量石材廢渣(主要為切割和粉碎的下角料廢渣，以及打磨產(chǎn)生的石漿)的排放，從而造成大面積的土壤沙化、生態(tài)破壞，以及更多風(fēng)沙揚(yáng)塵、環(huán)境污染等，嚴(yán)重影響生產(chǎn)、生活以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。另一方面，混凝土中大水泥的生產(chǎn)，以作為混凝土為主要原料的水泥工業(yè)以后是不可持續(xù)發(fā)展的“夕陽工業(yè)”，我國是世界水泥第一生產(chǎn)大國，水泥生產(chǎn)排放的CO2對(duì)環(huán)境造成很大的影響，“溫室氣體”減排壓力很大，現(xiàn)有世界各國紛紛制定了綠色建材的性能指標(biāo)，綠色高性能混凝土(GHPC)這一全新概念被提了出來。所謂“綠色”就是在混凝土材料中盡可能地用其他材料來代替水泥，生產(chǎn)出性能更好、能耗更低、環(huán)境污染更小的新型混凝土。中國專利申請(qǐng)?zhí)?00910020713.3公開了一種空心纖維混凝土夾心秸桿壓縮磚砌塊，纖維混凝土砌塊為空心，秸桿壓縮磚填充于纖維混凝土空心砌塊之中，空心纖維混凝土砌塊的材料組成及重量配比是:水泥:粉煤灰:砂:碎石:水:聚丙烯纖維=1:0.6:2.4:
0.57:0.0032。該空心纖維混凝土夾心秸桿壓縮磚砌塊具有良好的保溫、隔熱和隔音等性能，但其抗裂性、強(qiáng)度、抗折性、看腐蝕性能均不高。`

發(fā)明內(nèi)容
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因此，針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種強(qiáng)度高、抗裂效果好、抗折性能佳、抗凍性強(qiáng)、耐腐蝕、成本低的復(fù)合混凝土，另外，本發(fā)明還提供一種制備工藝簡單的復(fù)合混凝土的制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種復(fù)合混凝土，由以下原料組成，所述原料的各組分及各組分的含量為:水70 80重量份、水泥150 160重量份、粒徑為5 40mm的再生粗骨料490 500重量份、粒徑為0.15 4.75mm的再生細(xì)骨料180 190重量份、石漿粉65 75重量份、流化劑I 3重量份、水玻璃5 15重量份、聚丙乙烯單絲纖維3 7重量份。進(jìn)一步的改進(jìn)是:水75重量份、水泥155重量份、粒徑為20mm的再生粗骨料495重量份、粒徑為3_的再生細(xì)骨料185重量份、石漿粉70重量份、流化劑2重量份、水玻璃10重量份、聚丙乙烯單絲纖維5重量份。進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述再生粗骨料為石粉、爐渣、碎石、廢棄陶瓷、建筑固體廢棄物中的任意一種或兩種以上的任意重量比混合物。進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述再生細(xì)骨料為石粉、爐渣、碎石、廢棄陶瓷、粉煤灰、建筑固體廢棄物中的任意一種或兩種以上的任意重量比混合物。一種復(fù)合混凝土的制備方法，包括以下步驟:
(1)再生粗骨料、再生細(xì)骨料的制備:將石材廠廢渣或其他硬質(zhì)建筑固體廢棄物集中收集，選出生活垃圾，清潔處理后，破碎至0.15-40_，并經(jīng)篩選分類作為再生粗骨料、再生細(xì)骨料備用；
(2)石漿粉的制備:收集廢石漿，對(duì)廢石漿進(jìn)行沉淀處理，接著浙干水分、晾曬、干化處理，完全干化后送入磨粉機(jī)進(jìn)一步細(xì)化，模數(shù)控制在300-600目；
(3)按照權(quán)利要求1所述的原料的任一配比，將水、水泥以及步驟(I)制得的再生粗骨料、再生細(xì)骨料、步驟(2)制得的石漿粉、聚丙乙烯單絲纖維進(jìn)行攪拌2 3分鐘，最后加入水玻璃、流化劑，再次拌合2 5分鐘，即生成復(fù)合混凝土。通過采用前述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:第一，質(zhì)量穩(wěn)定、價(jià)格低廉。本發(fā)明采用的再生粗骨料、再生細(xì)骨料、石漿粉的來源均為廢棄物的可再生利用，將這些材料回收利用，不僅避免了丟棄產(chǎn)生的環(huán)境污染，還節(jié)省了成本的投入。第二，本發(fā)明的石漿粉主要成分為鈣、硅及其他金屬礦物的氧化物，本身粒徑小，質(zhì)重，經(jīng)過簡單磨粉處理，細(xì)度可達(dá)到300-600目，且呈粉狀，其滲透性強(qiáng)，分散性好，用于復(fù)合混凝土之中，可增加混凝土的和易性，并有效控制混凝土的孔洞的產(chǎn)生，減少混凝土氣孔，降低混凝土吸水率，提高混凝土的密實(shí)性，增加混凝土強(qiáng)度，提升混凝土品質(zhì)。第三，本發(fā)明采用的水玻璃綠色環(huán)保，成本低，加入少量的水玻璃可與水泥水化產(chǎn)生的硅氟酸鈉、硅氟酸鎂等氟化物發(fā)生反應(yīng)，能促使硅凝膠加速產(chǎn)生，硅凝膠具有較高的粘結(jié)力，可強(qiáng)化對(duì)骨料的握裹力。其與均勻分散在混凝土中的石漿粉結(jié)合，生成具有一定強(qiáng)度的硅酸鈣膠體，膠體的粘結(jié)性起到水泥的膠結(jié)作用，使水泥石的強(qiáng)度相應(yīng)增大，從而保證混凝土品質(zhì)的前提下降低了水泥用量。第四，本發(fā)明中加入的聚乙丙烯單絲纖維，可起到物理加筋、抗裂補(bǔ)強(qiáng)之作用，還可以避免混凝土在預(yù)制構(gòu)件、砌塊早期凝結(jié)收縮 過程中出現(xiàn)開裂，彌補(bǔ)水玻璃混凝土因?yàn)橄鄬?duì)密度大，干燥收縮時(shí)變形易造成混凝土開裂、起殼和脫皮的短板，延長了混凝土制品的使用壽命，進(jìn)一步提高了建筑工程的品質(zhì)。第五，纖維、水玻璃與石漿共同使用，通過石漿粉、硅凝膠兩者比表面積的增力口，增大水泥水化反應(yīng)接觸面積，提高水化反應(yīng)效率。水化反應(yīng)的增加形成更加有利于水泥石成長的堿性環(huán)境，良好的堿性環(huán)境使工程纖維在混凝土中有更好的和易性，加之石漿粉的高滲透性，可使纖維更易呈立體三維狀均勻分布于混凝土之中。少量流化劑能降低表面張力和界面張力，并把網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的水分釋放出來，可以使水泥粒子、石漿粉、纖維容易被水濕潤，并產(chǎn)生定向吸附，表面形成吸附膜，阻止其凝聚形成滑動(dòng)層，從而增大混凝土的流動(dòng)性，在使水泥、石漿粉、水玻璃充分分散的同時(shí)，也避免工程纖維在混凝土中繞團(tuán)，聚集。在水泥、石漿粉、水玻璃以及纖維、流化劑共同作用下，避免了混凝土中任一材料的相對(duì)缺陷，提高了材料的利用效率，改善了材料作用效果，復(fù)合混凝土不但具有強(qiáng)度高，良好的抗折性，還可以通過調(diào)節(jié)水玻璃的含量使該混凝土形成良好的保護(hù)層，該保護(hù)層可有效阻止含有腐蝕性物質(zhì)或氧化能量侵入混凝土，使混凝土具有較好的耐酸性、耐腐蝕、抗疲勞性和抗凍性。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。本發(fā)明的實(shí)施例為:
一種復(fù)合混凝土，由以下原料組成，所述原料的各組分及各組分的含量為:水75重量份、水泥155重量份、粒徑為25mm的碎石495重量份、粒徑為IOmm的石粉185重量份、石漿粉70重量份、水玻璃10重量份、長度為IOmm的聚丙乙烯單絲纖維5重量份、流化劑2重量份。其制備方法，包括以下步驟:
(O再生粗骨料、再生細(xì)骨料的制備:將廢棄的碎石集中收集，清潔處理后破碎至25mm，作為再生粗骨料備用，將廢棄的石粉集中收集，清潔處理后破碎至10mm，作為再生細(xì)骨料備用；
(2)將石板材企業(yè)的打磨產(chǎn)生的石漿采用沉淀法，浙干水分，裝袋晾曬，進(jìn)一步干化，完全干化后送入磨粉機(jī)進(jìn)一步細(xì)化，模數(shù)控制在400目；
(3)按上述所述的比例，將水、普通硅酸鹽水泥、以及備用的再生粗骨料、再生細(xì)骨料、石漿粉、聚丙乙烯單絲 纖維進(jìn)行拌合2分鐘，然后加入水玻璃、流化劑，達(dá)到設(shè)計(jì)的水灰比與骨膠比再次拌合3分鐘以上，即生成復(fù)合混凝土。本實(shí)施例的復(fù)合混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為Cc42，抗折強(qiáng)度為Cf4.5，吸水率低于6%，成本為普通砂石混凝土的80%，本發(fā)明具有良好的抗折性能和耐腐蝕性能，可用于城市內(nèi)河的砌筑，污水管道、預(yù)制構(gòu)件以及用于市政道路、水利交通、工民建工程項(xiàng)目之中，應(yīng)用非常廣泛。其中，所述原料的各組分含量控制在以下范圍內(nèi)皆可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的:水70 80重量份、水泥150 160重量份、再生粗骨料490 500重量份、再生細(xì)骨料180 190重量份、石漿粉65 75重量份、水玻璃5 15重量份、聚丙乙烯單絲纖維3 7重量份、流化劑I 3重量份。所述再生粗骨料為石粉、爐渣、碎石、廢棄陶瓷、建筑固體廢棄物中的任意一種或兩種以上的任意重量比混合物，所述再生粗骨料粒徑在5 40mm，所述再生細(xì)骨料為石粉、爐渣、碎石、粉煤灰、石漿粉、廢棄陶瓷、建筑固體廢棄物中的任意一種或兩種以上的任意重量比混合物，所述細(xì)骨料的粒徑為0.15 4.75mm,皆可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):第一，質(zhì)量穩(wěn)定、價(jià)格低廉。本發(fā)明采用的再生粗骨料、再生細(xì)骨料、石漿粉的來源均為廢棄物的可再生利用，將這些材料回收利用，不僅避免了丟棄產(chǎn)生的環(huán)境污染，還節(jié)省了成本的投入。第二，本發(fā)明的石漿粉主要成分為鈣、硅及其他金屬礦物的氧化物，本身粒徑小，質(zhì)重，經(jīng)過簡單磨粉處理，細(xì)度可達(dá)到300-600目，且呈粉狀，其滲透性強(qiáng)，分散性好，用于復(fù)合混凝土之中，可增加混凝土的和易性，并有效控制混凝土的孔洞的產(chǎn)生，減少混凝土氣孔，降低混凝土吸水率，提高混凝土的密實(shí)性，增加混凝土強(qiáng)度，提升混凝土品質(zhì)。第三，本發(fā)明采用的水玻璃綠色環(huán)保，成本低，加入少量的水玻璃可與水泥水化產(chǎn)生的硅氟酸鈉、硅氟酸鎂等氟化物發(fā)生反應(yīng)，能促使硅凝膠加速產(chǎn)生，硅凝膠具有較高的粘結(jié)力，可強(qiáng)化對(duì)骨料的握裹力。其與均勻分散在混凝土中的石漿粉結(jié)合，生成具有一定強(qiáng)度的硅酸鈣膠體，膠體的粘結(jié)性起到水泥的膠結(jié)作用，使水泥石的強(qiáng)度相應(yīng)增大，從而保證混凝土品質(zhì)的前提下降低了水泥用量。第四，本發(fā)明中加入的聚乙丙烯單絲纖維，可起到物理加筋、抗裂補(bǔ)強(qiáng)之作用，還可以避免混凝土在預(yù)制構(gòu)件、砌塊早期凝結(jié)收縮過程中出現(xiàn)開裂，彌補(bǔ)水玻璃混凝土因?yàn)橄鄬?duì)密度大，干燥收縮時(shí)變形易造成混凝土開裂、起殼和脫皮的短板，延長了混凝土制品的使用壽命，進(jìn)一步提高了建筑工程的品質(zhì)。第五，纖維、水玻璃與石漿共同使用，通過石漿粉、硅凝膠兩者比表面積的增加，增大水泥水化反應(yīng)接觸面積，提高水化反應(yīng)效率。水化反應(yīng)的增加形成更加有利于水泥石成長的堿性環(huán)境，良好的堿性環(huán)境使工程纖維在混凝土中有更好的和易性，加之石漿粉的高滲透性，可使纖維更易呈立體三維狀均勻分布于混凝土之中。少量流化劑能降低表面張力和界面張力，并把網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的水分釋放出來，可以使水泥粒子、石漿粉、纖維容易被水濕潤，并產(chǎn)生定向吸附，表面形成吸附膜，阻止其凝聚形成滑動(dòng)層，從而增大混凝土的流動(dòng)性，在使水泥、石漿粉、水玻璃充分分散的同時(shí)，也避免工程纖維在混凝土中繞團(tuán)，聚集。在水泥、石漿粉、水玻璃以及纖維、流化劑共同作用下，避免了混凝土中任一材料的相對(duì)缺陷，提高了材料的利用效率，改善了材料作用效果，復(fù)合混凝土不但具有強(qiáng)度高，良好的抗折性，還可以通過調(diào)節(jié)水玻璃的含量使該混凝土形成良好的保護(hù)層，該保護(hù)層可有效阻止含有腐蝕性物質(zhì)或氧化能量侵入混凝土，使混凝土具有較好的耐酸性、耐腐蝕、抗疲勞性和抗凍性。

盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合混凝土，其特征在于:由以下原料組成，所述原料的各組分及各組分的含量為:水70 80重量份、水泥150 160重量份、粒徑為5 40mm的再生粗骨料490 500重量份、粒徑為0.15 4.75mm的再生細(xì)骨料180 190重量份、石漿粉65 75重量份、流化劑I 3重量份、水玻璃5 15重量份、聚丙乙烯單絲纖維3 7重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合混凝土，其特征在于:所述原料的各組分及各組分的含量為:水75重量份、水泥155重量份、粒徑為20mm的再生粗骨料495重量份、粒徑為3mm的再生細(xì)骨料185重量份、石漿粉70重量份、流化劑2重量份、水玻璃10重量份、聚丙乙烯單絲纖維5重量份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合混凝土，其特征在于:所述再生粗骨料為石粉、石屑、爐渣、碎石、廢棄陶瓷、建筑固體廢棄物中的任意一種或兩種以上的任意重量比混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合混凝土，其特征在于:所述再生細(xì)骨料為石粉、爐渣、碎石、廢棄陶瓷、粉煤灰、建筑固體廢棄物中的任意一種或兩種以上的任意重量比混合物。
5.一種復(fù)合混凝土的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)再生粗骨料、再生細(xì)骨料的制備:將石材廠廢渣或其他硬質(zhì)建筑固體廢棄物集中收集，選出生活垃圾，清潔處理后，破碎至0.15-40_，并經(jīng)篩選分類作為再生粗骨料、再生細(xì)骨料備用； (2)石漿粉的制備:收集廢石漿，對(duì)廢石漿進(jìn)行沉淀處理，接著浙干水分、晾曬、干化處理，完全干化后送入磨粉機(jī)進(jìn)一步細(xì)化，模數(shù)控制在300-600目； (3)按照權(quán)利要求1所述的原料的任一配比，將水、水泥以及步驟(I)制得的再生粗骨料、再生細(xì)骨料、步驟(2)制得的 石漿粉、聚丙乙烯單絲纖維進(jìn)行攪拌2 3分鐘，最后加入水玻璃、流化劑，再次拌合2 5分鐘，即生成復(fù)合混凝土。
全文摘要
本發(fā)明涉及混凝土技術(shù)領(lǐng)域，提供一種強(qiáng)度高、抗裂效果好、抗折性能佳、抗凍性強(qiáng)、耐腐蝕、成本低的復(fù)合混凝土及其制備方法，所述復(fù)合混凝土由以下原料組成，所述原料的各組分及各組分的含量為水70～80重量份、水泥150～160重量份、粒徑為5～40mm的再生粗骨料490～500重量份、粒徑為0.15～4.75mm的再生細(xì)骨料180～190重量份、石漿粉65～75重量份、流化劑1～3重量份、水玻璃5～15重量份、聚丙乙烯單絲纖維3～7重量份。所述復(fù)合混凝土的制備方法包括(1)再生粗骨料、再生細(xì)骨料的制備；(2)石漿粉的制備；(3)攪拌混合原料。
文檔編號(hào)C04B28/00GK103172312SQ20131008954
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者蔡進(jìn)強(qiáng), 董發(fā)達(dá), 董再發(fā), 李火金 申請(qǐng)人:董發(fā)達(dá)