一種以貝殼類動(dòng)物殼體為粗集料的混凝土磚體及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種以貝殼類動(dòng)物殼體為粗集料的混凝土磚體，所述的混凝土磚體主要是由下述重量份的原料加入適量水混合制得：殼體集料28-32份，漁網(wǎng)20-25份，砂405-412份，粉煤灰120-128份，硅酸鹽水泥370-375份；所述的殼體集料為尺寸不一的天然螺殼混合集料，所述的漁網(wǎng)為廢棄漁網(wǎng)經(jīng)破碎處理得到的最大寬度不大于1cm的碎塊。本發(fā)明的混凝土磚體產(chǎn)品強(qiáng)度高、自重輕，施工適應(yīng)性強(qiáng)，由于加入了殼體集料，使其同時(shí)具有隔音、保溫等優(yōu)點(diǎn)。部分海島遠(yuǎn)離大陸，很難獲取優(yōu)質(zhì)建設(shè)材料與施工團(tuán)隊(duì)。因此此種就地取材的將建設(shè)材料獲取方式，大受歡迎。并且能夠充分體現(xiàn)海島地方特色。
【專利說明】一種以貝殼類動(dòng)物殼體為粗集料的混凝土磚體及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，確切地說是一種以貝殼類動(dòng)物殼體為粗集料的混凝土磚體及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]混凝土磚體是常用的建筑材料，眾所周知，水泥混凝土是由水泥、粗集料(卵石、碎石)、細(xì)集料(砂)、外加劑(可摻或不摻)、摻合料(可摻或不摻)與水等組成的。工業(yè)和生活廢棄物在水泥生產(chǎn)中利用途徑有:(I)作水泥混合材，如粒化高爐礦渣、鋼渣、粉煤灰、火山灰等；(2)作水泥原料，如頁巖、污泥、生活垃圾等；(3)作燃料，如煤矸石、廢棄的玻璃纖維增強(qiáng)塑料等。
[0003]目前，我國砂石用量已達(dá)94億t，天然砂石自然資源日漸枯竭。因此，充分利用廢棄物作為混凝土的粗、細(xì)集料有利于節(jié)省自然資源、廢物利用與資源再生。而工業(yè)廢棄物又存在二次污染、品種單一等問題。某些生活產(chǎn)生的自然貝殼類殼體廢棄物在沿?；蚝u一帶由于大規(guī)模養(yǎng)殖加工和食用產(chǎn)生了殼體廢棄物的特殊污染形式。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種強(qiáng)度高、保溫、隔音、節(jié)能性能好，并有利于海島廢棄物處理等優(yōu)點(diǎn)的以貝殼類動(dòng)物殼體為粗集料的混凝土磚體。
[0005]本發(fā)明還提供上述以貝殼類動(dòng)物殼體為粗集料的混凝土磚體的制備方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種以貝殼類動(dòng)物殼體為粗集料的混凝土磚體，所述的混凝土磚體主要是由下述重量份的原料加入適量水混合制得:殼體集料28-32份，漁網(wǎng)20-25份，砂405-412份，粉煤灰120-128份，硅酸鹽水泥370-375份；所述的殼體集料為尺寸不一的天然螺殼混合集料，所述的漁網(wǎng)為廢棄漁網(wǎng)經(jīng)破碎處理得到的最大寬度不大于Icm的碎塊。
[0007]作為優(yōu)選，所述的殼體集料主要由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分拌攪均勻烘干而得:螺螄殼40%±5%，波部東風(fēng)螺殼20%±2%，疣荔枝螺殼20%±2%，芝麻螺殼20%±2%。
[0008]作為優(yōu)選，殼體集料的粒徑為10 mm -25 mm,砂為中砂。
[0009]一種所述以貝殼類動(dòng)物殼體為粗集料的混凝土磚體的制備方法，該方法包括如下步驟:
(1)配料:根據(jù)配比取殼體集料、漁網(wǎng)、硅酸鹽水泥和粉煤灰充分混合，然后加入砂進(jìn)行攪拌，最后加適量水和外加劑攪拌均勻得漿料；
(2)成型:漿料通過模具車對(duì)模具澆注成型；
(3)靜養(yǎng):澆注入模開始計(jì)時(shí)，1.5-3.0分鐘之內(nèi)模具車移到靜養(yǎng)室停頓到位；此后在60min之內(nèi)靜止不動(dòng)而且避免振動(dòng)；燒注入模開始計(jì)時(shí),成型品靜養(yǎng)85 min?10min后開始切割； (4)硬化養(yǎng)護(hù):待初步固化后，將切割好的殼體混凝土磚體坯體，合理放置自然硬化養(yǎng)護(hù)，既得。
[0010]新拌貝殼殼體混凝土如果制備方法不當(dāng)，容易產(chǎn)生離析、泌水和易性差及坍損較難控制的現(xiàn)象，因此制備過程需要嚴(yán)格參考本發(fā)明的方法。本發(fā)明方法中使用的外加劑即混凝土外加劑，為本領(lǐng)域常用試劑，非本發(fā)明研究重點(diǎn)，因此不做詳述。外加劑的加入量不大于水泥質(zhì)量的5%。
[0011]作為優(yōu)選，步驟(3)中的切割速度為60mm / S。
[0012]作為優(yōu)選，步驟(I)配料:根據(jù)配比取殼體集料、漁網(wǎng)、硅酸鹽水泥和粉煤灰在攪拌轉(zhuǎn)速為60-80r/min下混合20-30分鐘，然后加入砂在攪拌轉(zhuǎn)速為80_90r/min下混合10-20分鐘，最后加適量水在攪拌轉(zhuǎn)速為150-180r/min下混合20-30分鐘得漿料。該加料方式和速度的控制，有利于殼體集料與其他組分充分混合，不易因?yàn)闅んw集料的形狀和大小不均一而產(chǎn)生離析、泌水和易性差等現(xiàn)象。成品混合度好，部分細(xì)集料可混入較大的殼體內(nèi)部，增強(qiáng)了產(chǎn)品整體的穩(wěn)定性，不易開裂。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:多種殼體來源于一種淡水螺和三種海水螺，都是濱海與海島上餐飲常見螺，具有豐富的原料來源。以各種螺殼為原料的殼體集料成本低廉，來源廣泛，可以作為砂石粗集料的替代品。這些螺食用后的殼體是一種難以處理的特殊垃圾，占用海島與濱海環(huán)境。尤其是在小型海島上，此種食螺習(xí)慣與島嶼垃圾處理的矛盾更為突出。
[0014]現(xiàn)代漁網(wǎng)主要采用聚乙烯，尼龍等原料進(jìn)行加工。該材料不易生物降解，每年累積的廢棄物數(shù)目巨大，是目前較難處理的廢棄材料。本發(fā)明將其變廢為寶應(yīng)用到建筑領(lǐng)域，與殼體集料混搭制成混凝土磚體，減輕了混凝土磚體本身的自重，節(jié)約建筑物施工的成本，同時(shí)使各組分有機(jī)融合、纏結(jié)，增大了各組分互相之間的粘結(jié)性，從而使產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度得到提高，耐久性也增大。漁網(wǎng)的加入量也需要精細(xì)控制，過多則影響產(chǎn)品各組分的凝聚力和粘結(jié)性，使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低，產(chǎn)生崩析；而使用量過低則抗壓強(qiáng)度和支撐度會(huì)降低。
[0015]本發(fā)明的混凝土磚體產(chǎn)品強(qiáng)度高、自重輕，施工適應(yīng)性強(qiáng)，由于加入了殼體集料，使其同時(shí)具有隔音、保溫等優(yōu)點(diǎn)。部分海島遠(yuǎn)離大陸，很難獲取優(yōu)質(zhì)建設(shè)材料與施工團(tuán)隊(duì)。因此此種就地取材的將建設(shè)材料獲取方式,大受歡迎。并且能夠充分體現(xiàn)海島地方特色。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施并不局限于下面的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0017]在本發(fā)明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所采用的設(shè)備和原料等均可從市場購得或是本領(lǐng)域常用的。下述實(shí)施例中的方法，如無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
[0018]實(shí)施例1
1、確定原料質(zhì)量基準(zhǔn)和控制指標(biāo):
(I)殼體集料:本發(fā)明的殼體集料本身是種混合集料，由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分拌攪均勻烘干而得:方形環(huán)棱螺殼(俗稱螺螄)40%±5%，波部東風(fēng)螺殼(俗稱黃螺)20%±2%，疣荔枝螺殼(俗稱辣螺、苦螺)20%±2%，單齒螺殼(俗稱芝麻螺)20%±2%。
[0019]在殼體混凝土磚體中，采用較大粒徑的殼體顆粒時(shí)會(huì)使混凝土磚體的強(qiáng)度降低。通過試驗(yàn)表明，殼體最大粒徑應(yīng)限制在25 _以下，考慮到工程設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)及多種殼體混合集料的特性，盡量選擇最大粒徑16 mm的混合殼體集料最為適宜。
[0020]不同殼體集料配比多少除了符合混凝土磚體強(qiáng)度所需的不同粒徑大小；也符合不同螺種類的產(chǎn)量與價(jià)值大小一一淡水螺獅相較于其它三種海水螺更為常見、更易獲取，也正好承擔(dān)了最多的配比份。
[0021](2)砂:普通砂應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》(JGJ52)的要求。在此，應(yīng)盡量選用顆粒級(jí)配為II區(qū)的中砂，且含泥量不大于3%，泥塊含量不大于2%，另外砂中大于10 mm顆粒含量應(yīng)不大于10%。
[0022](3)膠凝材料:普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)32.5，初凝時(shí)間I h 50 min,終凝時(shí)間 3 hlO min, 28 d 抗壓強(qiáng)度 55.8 MPa，密度 3100 kg/m3。
[0023](4)摻和料:磨細(xì)粉煤灰，80目篩篩余16.2 %，燒失量1.0 %，需水比99 %，SO3含量0.2 %，表觀密度2200 kg/m3。
[0024](5)水:自來水。
[0025](6)漁網(wǎng):廢棄漁網(wǎng)經(jīng)破碎處理得到的最大寬度不大于Icm的碎塊。
[0026]2、生產(chǎn)工藝技術(shù)參數(shù)匹配調(diào)整步驟及方法；
(I)材料配比
一種以貝殼類動(dòng)物殼體為粗集料的混凝土磚體，由下述配比混合制得:殼體集料28kg，漁網(wǎng)25 kg，砂405kg，粉煤灰125 kg，硅酸鹽水泥372 kg，水148 kg。
[0027]殼體集料本身是種混合集料，由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分拌攪均勻烘干而得:方形環(huán)棱螺殼(俗稱螺螄)40%，波部東風(fēng)螺殼(俗稱黃螺)20%，疣荔枝螺殼(俗稱辣螺、苦螺)20%，單齒螺殼(俗稱芝麻螺)20%。
[0028](2)下料順序
加殼體集料、漁網(wǎng)——加硅酸鹽水泥、粉煤灰——加砂——加水、外加劑；
(3)攪拌時(shí)間要求
根據(jù)配比取殼體集料、漁網(wǎng)、硅酸鹽水泥和粉煤灰在攪拌轉(zhuǎn)速為60r/min下混合30分鐘，然后加入砂在攪拌轉(zhuǎn)速為90r/min下混合15分鐘，最后加適量水和外加劑在攪拌轉(zhuǎn)速為180r/min下混合20分鐘得漿料。
[0029](4)澆注要求
通過模具車對(duì)模具澆注，模具車下料口開始澆注時(shí)距離模具底部高度200mm，以每秒澆注50_高度的速度進(jìn)行澆注，一邊澆注一邊提升下料口，直到澆注完成為止；
(5)靜養(yǎng)
①澆注入模開始計(jì)時(shí)，1.5-3.0分鐘之內(nèi)模具車移到靜養(yǎng)室停頓到位；
②此后在60min之內(nèi)靜止不動(dòng)而且避免振動(dòng)；
③燒注入模開始計(jì)時(shí)，靜養(yǎng)85min?10min后開始切割，切割速度:60mm / s ；
(6)養(yǎng)護(hù)待初步固化后，將切割好的殼體混凝土磚體坯體，合理放置自然硬化養(yǎng)護(hù)，既得。
[0030]實(shí)施例2
具體方案同實(shí)施例1，不同之處為: 一種以貝殼類動(dòng)物殼體為粗集料的混凝土磚體，由下述配比混合制得:殼體集料32kg，漁網(wǎng)20 kg，砂412kg，粉煤灰128 kg，硅酸鹽水泥375 kg，水151 kg。殼體集料的組成:方形環(huán)棱螺殼45%，波部東風(fēng)螺殼18%，疣荔枝螺殼18%，單齒螺殼19%。
[0031]根據(jù)配比取殼體集料、漁網(wǎng)、硅酸鹽水泥和粉煤灰在攪拌轉(zhuǎn)速為80r/min下混合20分鐘，然后加入砂在攪拌轉(zhuǎn)速為80r/min下混合10分鐘，最后加適量水在攪拌轉(zhuǎn)速為160r/min下混合30分鐘得衆(zhòng)料。
[0032]實(shí)施例3
具體方案同實(shí)施例1，不同之處為:
一種以貝殼類動(dòng)物殼體為粗集料的混凝土磚體，由下述配比混合制得:殼體集料30kg，漁網(wǎng)25 kg，砂410 kg，粉煤灰120 kg，硅酸鹽水泥370 kg，水146 kg。殼體集料的組成:方形環(huán)棱螺殼35%，波部東風(fēng)螺殼18%，疣荔枝螺殼18%，單齒螺殼19%。
[0033]根據(jù)配比取殼體集料、漁網(wǎng)、硅酸鹽水泥和粉煤灰在攪拌轉(zhuǎn)速為65r/min下混合20分鐘，然后加入砂在攪拌轉(zhuǎn)速為80r/min下混合10分鐘，最后加適量水在攪拌轉(zhuǎn)速為150r/min下混合30分鐘得衆(zhòng)料。
[0034]上述實(shí)施例制得的殼體集料混凝土磚體產(chǎn)品經(jīng)檢測,具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)殼體集料混凝土磚體強(qiáng)度高、重量輕，其抗壓強(qiáng)度在35— 81kg/cm2之間，容重不大于1800kg/m3,可減少基礎(chǔ)荷載,因而可使整個(gè)建筑物自重減輕；
(2)殼體集料混凝土磚體保溫性能好,熱損失小。殼體集料混凝土磚體導(dǎo)熱系數(shù)一般為0.27—0.81 W/m.K之間，比普通混凝土低一半以上，因此可減薄墻體厚度，相應(yīng)地增加室內(nèi)寬闊度，在等同墻厚條件下，可大大改善房間保溫隔熱性能；
(3)殼體集料混凝土磚體隔音性好。各種殼體集料表面比碎石粗糙，具有一定吸水能力，所以殼體集料與水泥砂漿之間的粘結(jié)能力較強(qiáng)，因而殼體集料混凝土磚體具有較高的抗?jié)B能力和耐久性；
(4)殼體集料混凝土磚體具有施工適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，它不僅可根據(jù)建筑物的不同用途和功能，配制出不同性質(zhì)的砌塊材料，也可以根據(jù)不同的殼體原材料來源來配置不同性質(zhì)的砌塊，而且施工簡便，適應(yīng)于海島偏遠(yuǎn)地區(qū)各種施工方法進(jìn)行生產(chǎn)。
[0035](5)現(xiàn)代漁網(wǎng)主要采用聚乙烯，尼龍等原料進(jìn)行加工。該材料不易生物降解，每年累積的廢棄物數(shù)目巨大，是目前較難處理的廢棄材料。本發(fā)明將其變廢為寶應(yīng)用到建筑領(lǐng)域，與殼體集料混搭制成混凝土磚體，減輕了混凝土磚體本身的自重，節(jié)約建筑物施工的成本，同時(shí)使各組分有機(jī)融合、纏結(jié)，增大了各組分互相之間的粘結(jié)性，從而使產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度得到提高，耐久性也增大。
[0036](6)經(jīng)濟(jì)效益2013年舟山市偏遠(yuǎn)海島鄉(xiāng)鎮(zhèn)混凝土磚體使用量為約3萬立方米?？梢允褂帽景l(fā)明砌塊的小型建設(shè)工程與景觀工程的使用量為5千立方米。加貝殼集料砌塊的生產(chǎn)合格率為95%以上，按照生產(chǎn)成本85元/m3，島內(nèi)物流費(fèi)用2元/m3。對(duì)比從大陸運(yùn)送的加氣混凝土磚體價(jià)格300元/m3,節(jié)約成本212元/m3,該項(xiàng)專利貢獻(xiàn)系數(shù)為0.7計(jì)算。
[0037]經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算:5000m3X 0.7 X 212元/m3=74.2萬元。74.2萬元為一年下來由本發(fā)明的殼體集料混凝土磚體代替混凝土磚體節(jié)約的成本，這還不包含給當(dāng)?shù)氐胤浇ㄖ幕L(fēng)貌的提升帶來相關(guān)的旅游業(yè)等產(chǎn)業(yè)增收收益及減少相應(yīng)垃圾處理收益。
[0038]以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
【權(quán)利要求】
1.一種以貝殼類動(dòng)物殼體為粗集料的混凝土磚體，其特征在于所述的混凝土磚體主要是由下述重量份的原料加入適量水混合制得:殼體集料28-32份，漁網(wǎng)20-25份，砂405-412份，粉煤灰120-128份，硅酸鹽水泥370-375份；所述的殼體集料為尺寸不一的天然螺殼混合集料，所述的漁網(wǎng)為廢棄漁網(wǎng)經(jīng)破碎處理得到的最大寬度不大于Icm的碎塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土磚體，其特征在于:所述的殼體集料主要由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分拌攪均勻烘干而得:螺_殼40%±5%，波部東風(fēng)螺殼20%±2%，撫蒸枝螺殼20%± 2%，芝麻螺殼 20%± 2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混凝土磚體，其特征在于:殼體集料的粒徑為10mm -25mm，砂為中砂。
4.一種權(quán)利要求1所述以貝殼類動(dòng)物殼體為粗集料的混凝土磚體的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟: (1)配料:根據(jù)配比取殼體集料、漁網(wǎng)、硅酸鹽水泥和粉煤灰充分混合，然后加入砂進(jìn)行攪拌，最后加適量水和外加劑攪拌均勻得漿料； (2)成型:漿料通過模具車對(duì)模具澆注成型； (3)靜養(yǎng):澆注入模開始計(jì)時(shí)，1.5-3.0分鐘之內(nèi)模具車移到靜養(yǎng)室停頓到位；此后在60min之內(nèi)靜止不動(dòng)而且避免振動(dòng)；燒注入模開始計(jì)時(shí),成型品靜養(yǎng)85 min?10min后開始切割; (4)硬化養(yǎng)護(hù):待初步固化后，將切割好的殼體混凝土磚體坯體，合理放置自然硬化養(yǎng)護(hù)，既得。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混凝土磚體，其特征在于:步驟(3)中的切割速度為60_/S。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混凝土磚體，其特征在于:步驟(I)配料:根據(jù)配比取殼體集料、漁網(wǎng)、硅酸鹽水泥和粉煤灰在攪拌轉(zhuǎn)速為60-80r/min下混合20-30分鐘，然后加入砂在攪拌轉(zhuǎn)速為80-90r/min下混合10-20分鐘，最后加適量水在攪拌轉(zhuǎn)速為150_180r/min下混合20-30分鐘得漿料。
【文檔編號(hào)】C04B18/04GK104496340SQ201410621685
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】張 煥, 嚴(yán)湘琦, 張子琪, 魏春雨 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)