一种新型再生砌筑砂浆及其制备方法
阅读：1发布：2022-07-22
专利汇可以提供一种新型再生砌筑砂浆及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种新型再生砌筑 砂浆 及其制备方法。它以建筑 破碎 而成的再生细集料为主要原料，加入天然砂、 水 泥、 粉 煤 灰 、 铝 渣、 石墨 烯、水和复合外加剂（ 减水剂 和 水泥 增强剂）搅拌而成。本发明利用 石墨烯 这种 纳米材料 ，填充水泥基 复合材料 的微孔隙，达到增强增韧、减少收缩效果。本发明采用 电解 铝生产过程产生的铝渣为掺合料，铝渣中铝粉遇水会膨胀，可以起到补偿收缩的作用。该种砂浆具有工作性能和耐久性能好、强度较高、收缩低等特点，可替代普通砂浆而广泛应用于 土木工程 中。，下面是一种新型再生砌筑砂浆及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种新型再生砌筑砂浆，其特征在于：各成分所占重量百分比为：再生细集料
40-70%，水泥5-30%；粉煤灰0-20%；铝渣0.5-5%；氧化石墨烯0.01-0.5%；复合外加剂：
0-3%；水10-30%。
2.根据权利要求1所述的再生砌筑砂浆，其特征在于：各成分所占质量百分比如下：再生细集料45-60 %；水泥10-25 %；粉煤灰0-5%；铝渣1-3%；氧化石墨烯0.02-0.3%；复合外加剂0.5-2%；水：10-25%。
3.根据权利要求1所述的再生砌筑砂浆，其特征在于再生细集料由建筑垃圾破碎得到，其性能指标应满足《混凝土和砂浆用再生细骨料》 (GB/T25176-2010)的规定。
4.根据权利要求1所述的再生砌筑砂浆，其特征在于水泥采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，等级为32.5或42.5。
5.根据权利要求1所述的再生砌筑砂浆，其特征在于所述石墨烯为氧化石墨烯粉末，厚度为1< nm，大小< 1mm。
6.根据权利要求1所述的再生砌筑砂浆，其特征在于所述复合外加剂为由保水增稠材料和减水剂按1:10-1:25比例混合，搅拌均匀后得到复合外加剂。
7.制备如权利要求1所述的再生砌筑砂浆的方法，其特征在于具体步骤如下：用计量设备按质量比依次称取再生细集料、天然砂、水泥、粉煤灰和铝渣等各组份材料，并依次倒入搅拌机中搅拌，然后称取复合外加剂和石墨烯和水，并将复合外加剂和石墨烯加入水中，最后将水倒入搅拌机中，搅拌时间不少于2min。
一种新型再生砌筑砂浆及其制备方法
技术领域
背景技术
[0002] 将建筑垃圾破碎后作为再生集料不但能解决天然集料资源紧张问题，利于集料产地环境保护，而且可以减少城市建筑垃圾的堆放、占地以及由此带来的环境污染问题，实现建筑垃圾的循环再生利用，保证建筑业的可持续发展。
[0003] 本发明研究将建筑垃圾破碎、筛分后得到的细骨料，全部取代天然砂用来生产砂浆，对永久节省天然砂资源、全资源利用建筑垃圾、减轻固体废弃物对环境的污染、提高建筑砂浆的绿色化程度、发展循环经济具有非常积极重大的意义。
[0004] 目前，提高砂浆的力学性能的主要方法是在水泥砂浆中添加钢筋、钢纤维、碳纤维、聚合物纤维、矿物纤维、超细石灰岩粉末、纳米SiO2、超细粉煤灰粉末等。这些增强材料虽然提高了砂浆的整体强度和韧性，但这种韧性来源于增强材料的自身，而水泥浆体的结构及韧性没有改变，砂浆的脆性及裂缝问题依然存在。而纳米氧化石墨烯改变了水泥水化产物的微观结构，提高了水泥水化产物形成浆体的韧性，对于提高砂浆韧性、减少脆性裂缝及延长使用寿命具有积极意义。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提出一种具有较高工作性能、耐久性能和强度的新型砂浆及其制备方法，该种产品具有良好的工作性能和耐久性能，可配制建筑工程中常用的砌筑砂浆。
[0006] 本发明提出的新型再生砌筑砂浆，以建筑垃圾破碎成的再生细集料，加入天然砂、水泥、粉煤灰、铝渣、石墨烯、水和复合外加剂（减水剂和水泥增强剂）搅拌而成。其按质量的配方如下：再生细集料40-70%，水泥5-30%；粉煤灰0-20%；铝渣0.5-5%；氧化石墨烯0.01-0.5%；复合外加剂：0-3%；水10-30%。
[0007] 上述砂浆混合料，各组份较为优选的配方为：再生细集料：45-60 %
水泥：10-25 %
粉煤灰：0-5%
铝渣：1-3%
氧化石墨烯：0.02-0.3%
复合外加剂：0.5-2%
水：10-25%
以上材料按质量百分比计算其总和应满足100%。
水泥：10-25 %
粉煤灰：0-5%
铝渣：1-3%
氧化石墨烯：0.02-0.3%
复合外加剂：0.5-2%
水：10-25%
以上材料按质量百分比计算其总和应满足100%。
[0010] 石墨烯：氧化石墨烯粉末，厚度为1< nm，大小< 1mm。
[0011] 复合外加剂：由保水增稠材料和减水剂按1:10-1:20比例混合，搅拌均匀后得到复合外加剂。
[0012] 铝渣：电解铝生产过程中的固体废弃物，铝渣中铝粉遇水会膨胀，可以起到补偿收缩的作用。
[0015] 本发明的砂浆混合料的制备步骤如下：用计量设备按质量比依次称取再生细集料、天然砂、水泥、粉煤灰和铝渣等各组份材料，并依次倒入搅拌机中搅拌，然后称取复合外加剂（保水增稠材料和减水剂按（1:20比例混合）和石墨烯和水，并将复合外加剂和石墨烯加入水中，最后将水倒入搅拌机中，搅拌时间不少于2min。
[0017] 本发明具有以下优点：1)本发明利用废混凝土破碎成的再生细集料为主要原料，可以大量回收和高效利用废混凝土，减少堆放建筑垃圾占用的土地面积和对天然砂石的开采量。
[0018] 2）本发明采用工业废渣加工制成的矿物掺合料为主要原料，可以节约水泥用量，减少堆放工业废渣占用的土地面积。
[0020] 4）本发明采用电解铝生产过程产生的铝渣为掺合料，铝渣中铝粉遇水会膨胀，可以起到补偿收缩的作用。
[0021] 5)具有工作性能好、耐久性能高、收缩低等特点可广泛应用于土木工程中。
[0022] 6)本发明的应用，是把城市建设成为资源节约型、环保型的重要途径之一，具有明显的环境、经济和社会综合效益。
具体实施方式
[0023] 实施例1：砂浆的各组分配比如下：
水泥：13.2%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：3.4%；
铝渣：1.6%
水：17.1%；
再生细集料：64.517%；
石墨烯： 0.003%；
复合外加剂：0.18%。
水泥：13.2%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：3.4%；
铝渣：1.6%
水：17.1%；
再生细集料：64.517%；
石墨烯： 0.003%；
复合外加剂：0.18%。
[0024] 用计量设备按质量比依次称取再生细集料、天然砂、水泥、粉煤灰和铝渣等各组份材料，并依次倒入搅拌机中搅拌，然后称取复合外加剂（保水增稠材料和减水剂按（1:20比例混合）和石墨烯和水，并将复合外加剂和石墨烯加入水中，最后将水倒入搅拌机中，搅拌时间不少于2min。
[0025] 按上所述比例配置材料并按照《建筑砂浆基本性能试验方法》（JGJ70-90-2002）测试其性能，结果如下：沉入度：87mm；
分层度：20mm；
28d抗压强度：16.3MPa；
收缩率：0.009%。
分层度：20mm；
28d抗压强度：16.3MPa；
收缩率：0.009%。
[0026] 实施例2：砂浆的各组分配比如下：
水泥：11.2%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：1.4%；
铝渣：1.4%；
水：18.0%；
再生细集料：67.897%；
石墨烯：0.003%；
复合外加剂：0.10%。
水泥：11.2%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：1.4%；
铝渣：1.4%；
水：18.0%；
再生细集料：67.897%；
石墨烯：0.003%；
复合外加剂：0.10%。
[0027] 用计量设备按质量比依次称取再生细集料、天然砂、水泥、粉煤灰和铝渣等各组份材料，并依次倒入搅拌机中搅拌，然后称取复合外加剂（保水增稠材料和减水剂按（1:15比例混合）和石墨烯和水，并将复合外加剂和石墨烯加入水中，最后将水倒入搅拌机中，搅拌时间不少于2min。
[0028] 按上所述比例配置材料并按照《建筑砂浆基本性能试验方法》（JGJ70-90-2002）测试其性能，结果如下：沉入度：87mm；
分层度：18mm；
28d抗压强度：11.6MPa；
收缩率：0.008%。
分层度：18mm；
28d抗压强度：11.6MPa；
收缩率：0.008%。
[0029] 实施例3：砂浆的各组分配比如下：
水泥：14.6%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：3.6%；
铝渣：1.8%；
水：15.9%；
再生细集料：63.886%；
石墨烯：0.004%；
复合外加剂：0.21%。
水泥：14.6%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：3.6%；
铝渣：1.8%；
水：15.9%；
再生细集料：63.886%；
石墨烯：0.004%；
复合外加剂：0.21%。
[0030] 用计量设备按质量比依次称取再生细集料、天然砂、水泥、粉煤灰和铝渣等各组份材料，并依次倒入搅拌机中搅拌，然后称取复合外加剂（保水增稠材料和减水剂按（1:25比例混合）和石墨烯和水，并将复合外加剂和石墨烯加入水中，最后将水倒入搅拌机中，搅拌时间不少于2min。
[0031] 按上所述比例配置材料并按照《建筑砂浆基本性能试验方法》（JGJ70-90-2002）测试其性能，结果如下：沉入度：94mm；
分层度：19mm；
28d抗压强度：22.6MPa；
收缩率：0.010%。
分层度：19mm；
28d抗压强度：22.6MPa；
收缩率：0.010%。
[0032] 实施例4：砂浆的各组分配比如下：
水泥：12.8%；
粉煤灰：2.4%；
铝渣：0%；
水：17.7%；
再生细集料：66.927%；
石墨烯：0.003%；
复合外加剂：0.17%；
用计量设备按质量比依次称取再生细集料、天然砂、水泥、粉煤灰和铝渣等各组份材料，并依次倒入搅拌机中搅拌，然后称取复合外加剂（保水增稠材料和减水剂按（1:20比例混合）和石墨烯和水，并将复合外加剂和石墨烯加入水中，最后将水倒入搅拌机中，搅拌时间不少于2min。
水泥：12.8%；
粉煤灰：2.4%；
铝渣：0%；
水：17.7%；
再生细集料：66.927%；
石墨烯：0.003%；
复合外加剂：0.17%；
用计量设备按质量比依次称取再生细集料、天然砂、水泥、粉煤灰和铝渣等各组份材料，并依次倒入搅拌机中搅拌，然后称取复合外加剂（保水增稠材料和减水剂按（1:20比例混合）和石墨烯和水，并将复合外加剂和石墨烯加入水中，最后将水倒入搅拌机中，搅拌时间不少于2min。
[0033] 按上所述比例配置材料并按照《建筑砂浆基本性能试验方法》（JGJ70-90-2002）测试其性能，结果如下：沉入度：84mm；
分层度：18mm；
28d抗压强度：14.7MPa；
收缩率：0.007%。
分层度：18mm；
28d抗压强度：14.7MPa；
收缩率：0.007%。
[0034] 实施例5：砂浆的各组分配比如下：
水泥：13.8%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：2.3%；
铝渣：0%；
水：17.5%；
再生细集料：66.197%；
石墨烯：0.003% ；
复合外加剂：0.20%。
水泥：13.8%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：2.3%；
铝渣：0%；
水：17.5%；
再生细集料：66.197%；
石墨烯：0.003% ；
复合外加剂：0.20%。
[0035] 用计量设备按质量比依次称取再生细集料、天然砂、水泥、粉煤灰和铝渣等各组份材料，并依次倒入搅拌机中搅拌，然后称取复合外加剂（保水增稠材料和减水剂按（1:20比例混合）和石墨烯和水，并将复合外加剂和石墨烯加入水中，最后将水倒入搅拌机中，搅拌时间不少于2min。
[0036] 按上所述比例配置材料并按照《建筑砂浆基本性能试验方法》（JGJ70-90-2002）测试其性能，结果如下：沉入度：92mm
分层度：19mm
28d抗压强度：15.1MPa
收缩率：0.008%。
分层度：19mm
28d抗压强度：15.1MPa
收缩率：0.008%。
[0037] 实施例6：砂浆的各组分配比如下：
水泥：26.797%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：2.3%；
铝渣：2.0%；
水：28.7%；
再生细集料：40%；
石墨烯：0.003% ；
复合外加剂：0.20%。
水泥：26.797%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：2.3%；
铝渣：2.0%；
水：28.7%；
再生细集料：40%；
石墨烯：0.003% ；
复合外加剂：0.20%。
[0038] 实施例7：砂浆的各组分配比如下：
水泥：7.7%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：1.3%；
铝渣：2.0%；
水：17.7%；
再生细集料：70%；
石墨烯：0.5% ；
复合外加剂：0.80%。
水泥：7.7%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：1.3%；
铝渣：2.0%；
水：17.7%；
再生细集料：70%；
石墨烯：0.5% ；
复合外加剂：0.80%。
[0039] 实施例8：砂浆的各组分配比如下：
水泥：22%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：7.7%；
铝渣：1.5%；
水：22.5%；
再生细集料：45%；
石墨烯：0.5% ；
复合外加剂：0.80%。
水泥：22%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：7.7%；
铝渣：1.5%；
水：22.5%；
再生细集料：45%；
石墨烯：0.5% ；
复合外加剂：0.80%。
[0040] 实施例9：砂浆的各组分配比如下：
水泥：15%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：5.8%；
铝渣：1.5%；
水：17.17%；
再生细集料：60%；
石墨烯：0.03% ；
复合外加剂：0.50%。
水泥：15%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：5.8%；
铝渣：1.5%；
水：17.17%；
再生细集料：60%；
石墨烯：0.03% ；
复合外加剂：0.50%。
[0041] 实施例10：砂浆的各组分配比如下：
水泥：5%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：8%；
铝渣：2.0%；
水：29.4%；
再生细集料：55 %；
石墨烯：0.1% ；
复合外加剂：0.50%。
水泥：5%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：8%；
铝渣：2.0%；
水：29.4%；
再生细集料：55 %；
石墨烯：0.1% ；
复合外加剂：0.50%。
[0042] 实施例11：砂浆的各组分配比如下：
水泥：10%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：5.5%；
铝渣：2.0%；
水：24%；
再生细集料：58 %；
石墨烯：0.1% ；
复合外加剂：0.40%。
水泥：10%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：5.5%；
铝渣：2.0%；
水：24%；
再生细集料：58 %；
石墨烯：0.1% ；
复合外加剂：0.40%。
[0043] 实施例12：砂浆的各组分配比如下：
水泥：25%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：6.3 %；
铝渣：2.0%；
水：23.17%；
再生细集料：43 %；
石墨烯：0.03% ；
复合外加剂：0.50%。
水泥：25%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：6.3 %；
铝渣：2.0%；
水：23.17%；
再生细集料：43 %；
石墨烯：0.03% ；
复合外加剂：0.50%。
[0044] 实施例13：砂浆的各组分配比如下：
水泥：30%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：3.0 %；
铝渣：2.0%；
水：20.97%；
再生细集料：43.5 %；
石墨烯：0.03% ；
复合外加剂：0.50%。
水泥：30%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：3.0 %；
铝渣：2.0%；
水：20.97%；
再生细集料：43.5 %；
石墨烯：0.03% ；
复合外加剂：0.50%。
[0045] 实施例14：砂浆的各组分配比如下：
水泥：25%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：0 %；
铝渣：2.0%；
水：19.03%；
再生细集料：53.0 %；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.95%。
水泥：25%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：0 %；
铝渣：2.0%；
水：19.03%；
再生细集料：53.0 %；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.95%。
[0046] 实施例15：砂浆的各组分配比如下：
水泥：26.5%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：5 %；
铝渣：1.5%；
水：21%；
再生细集料：45.03 %；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.95%。
水泥：26.5%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：5 %；
铝渣：1.5%；
水：21%；
再生细集料：45.03 %；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.95%。
[0047] 实施例16：砂浆的各组分配比如下：
水泥：13.6%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：20%；
铝渣：1.5%；
水：16.8%；
再生细集料：47.58 %；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.5%。
水泥：13.6%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：20%；
铝渣：1.5%；
水：16.8%；
再生细集料：47.58 %；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.5%。
[0048] 实施例17：砂浆的各组分配比如下：
水泥：21.3%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：16.9%；
铝渣：0.5%；
水：15.9%；
再生细集料：44.88 %；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.5%。
水泥：21.3%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：16.9%；
铝渣：0.5%；
水：15.9%；
再生细集料：44.88 %；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.5%。
[0049] 实施例18：砂浆的各组分配比如下：
水泥：21.3%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：16.9%；
铝渣：1.0%；
水：15.9%；
再生细集料：44.38 %；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.5%。
水泥：21.3%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：16.9%；
铝渣：1.0%；
水：15.9%；
再生细集料：44.38 %；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.5%。
[0050] 实施例19：砂浆的各组分配比如下：
水泥：22.88%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：8.5%；
铝渣：3.0%；
水：16.6%；
再生细集料：48.5%；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.5%。
水泥：22.88%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：8.5%；
铝渣：3.0%；
水：16.6%；
再生细集料：48.5%；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.5%。
[0051] 实施例20：砂浆的各组分配比如下：
水泥：21.88%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：8.5%；
铝渣：5.0%；
水：16.6%；
再生细集料：47.5%；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.5%。
水泥：21.88%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：8.5%；
铝渣：5.0%；
水：16.6%；
再生细集料：47.5%；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0.5%。
[0052] 实施例21：砂浆的各组分配比如下：
水泥：29.5%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：5.5%；
铝渣：2.8%；
水：19.0%；
再生细集料：42.39%；
石墨烯：0.01% ；
复合外加剂：0.8%。
水泥：29.5%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：5.5%；
铝渣：2.8%；
水：19.0%；
再生细集料：42.39%；
石墨烯：0.01% ；
复合外加剂：0.8%。
[0053] 实施例22：砂浆的各组分配比如下：
水泥：29.21%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：5.5%；
铝渣：2.8%；
水：19.0%；
再生细集料：42.39%；
石墨烯：0.3% ；
复合外加剂：0.8%。
水泥：29.21%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：5.5%；
铝渣：2.8%；
水：19.0%；
再生细集料：42.39%；
石墨烯：0.3% ；
复合外加剂：0.8%。
[0054] 实施例23：砂浆的各组分配比如下：
水泥：29.21%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：5.5%；
铝渣：2.8%；
水：19.0%；
再生细集料：42.19%；
石墨烯：0.5% ；
复合外加剂：0.8%。
水泥：29.21%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：5.5%；
铝渣：2.8%；
水：19.0%；
再生细集料：42.19%；
石墨烯：0.5% ；
复合外加剂：0.8%。
[0055] 实施例24：砂浆的各组分配比如下：
水泥：25.8%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：2.5%；
铝渣：2.0%；
水：22.3%；
再生细集料：47.38%；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0%。
水泥：25.8%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：2.5%；
铝渣：2.0%；
水：22.3%；
再生细集料：47.38%；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：0%。
[0056] 实施例25：砂浆的各组分配比如下：
水泥：24.8%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：2.5%；
铝渣：2.0%；
水：22.3%；
再生细集料：46.38%；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：2.0%。
水泥：24.8%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：2.5%；
铝渣：2.0%；
水：22.3%；
再生细集料：46.38%；
石墨烯：0.02% ；
复合外加剂：2.0%。
[0057] 实施例26：砂浆的各组分配比如下：
水泥：24.8%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：2.5%；
铝渣：2.0%；
水：21.8%；
水泥：24.8%（32.5硅酸盐水泥）；
粉煤灰：2.5%；
铝渣：2.0%；
水：21.8%；
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