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一种C30再生骨料混凝土及其制备方法

阅读:582发布:2023-03-03

专利汇可以提供一种C30再生骨料混凝土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 公开了一种C30再生 骨料 混凝土 及其制备方法。C30再生骨料混凝土包括以下组分: 水 泥、矿粉、 粉 煤 灰 、砂子、石子、水、外加剂、再生骨料;再生骨料包括 质量 比为1:0.3-0.6的活化 铁 尾矿 和废浆水;活化铁尾矿的制备方法如下:(1)将铁尾矿砂和赤泥在100-110℃下烘干2-2.5h;(2)向步骤(1)制得的铁尾矿砂和赤泥中加入 硅 酸钠和 硅藻土 ,湿磨10-20min,湿磨后烘干,再在600-700℃下 煅烧 1-2h,再干磨10-15min,过200目筛,制得活化铁尾矿。本发明的C30再生骨料混凝土具有抗压强度高,降低铁尾矿和混凝土废浆水对环境的污染,节约资源,保护环境的优点。,下面是一种C30再生骨料混凝土及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种C30再生骨料混凝土,其特征在于,包括以下重量份的组分:230-270份泥、80-
100份矿粉、50-70份灰、770-810份砂子、925-965份石子、155-195份水、8.2-10.2份外加剂、30-60份再生骨料;
所述再生骨料包括质量比为1:0.3-0.6的活化尾矿和废浆水;
所述活化铁尾矿的制备方法如下:(1)将铁尾矿砂和赤泥在100-110℃下烘干2-2.5h;
(2)向步骤(1)制得的铁尾矿砂和赤泥中加入酸钠和硅藻土,在67-70%浓度下湿磨10-
20min,湿磨后经100-120℃下烘干,再在600-700℃下煅烧1-2h,再干磨10-15min,过200目筛,制得活化铁尾矿,铁尾矿砂和赤泥的质量比为2:0.9-1.1,铁尾矿砂与硅酸钠和硅藻土的质量比为1:(0.3-0.5):(0.5-0.8)。
2.根据权利要求1所述的C30再生骨料混凝土,其特征在于,所述组分的重量份为:24-
260份水泥、85-95份矿粉、55-65份粉煤灰、780-800份砂子、935-955份石子、165-185份水、
8.7-9.7份外加剂、40-50份再生骨料;
所述再生骨料包括质量比为1:0.4的活化铁尾矿和废浆水。
3.根据权利要求1-2任一项所述的C30再生骨料混凝土,其特征在于,所述废浆水浓度超过8%时需经过以下处理:(1)将废浆水通过砂石分离设备,砂石分离设备中筛网孔径为
0.15-0.2mm,向分离后的废浆水中加入其总量2-4倍的清水,混合均匀;
(2)将丙烯酸、二甲基丙烯酸乙二醇酯和丙烯酰胺混合,制得混合液1,将连二亚硫酸钠和3-巯基丙酸混合,制得混合液2,将异戊烯醇聚乙烯醚、水、丙烯酸和双氧水混合,加入混合液1和混合液2,在80-100℃下搅拌1-2h,制得混合液3,以重量份计,原料用量为:丙烯酸3.5-4份,二甲基丙烯酸乙二醇酯2-2.5份、丙烯酰胺1-1.2份、连二亚硫酸钠1-1.2份、3-巯基丙酸0.3-0.5份、异戊烯醇聚氧乙烯醚1-1.2份,双氧水3-4份,水2-4份;
(3)用浓度为32%的氢氧化钠溶液将混合液3的pH调节至为6-7后,将所得混合液3加入到步骤(1)制备的废浆水中,加入桐油酸、2BaO·SiO2和同成微珠,混合均匀,即完成处理,以重量份计,原料用量为:1.2-1.5份混合液3、4-6份废浆水、1.8-2.2份桐油酸、1.4-1.8份
2BaO·SiO2和2.5-3份同成微珠。
4.根据权利要求1-2任一项所述的C30再生骨料混凝土,其特征在于,所述外加剂由以下方法制成:
(1)将煤矸石料经破碎、粉磨后过120目方孔筛,使筛余量为3-5%,在500-700℃下恒温煅烧1.5-2h,制得活化煤矸石粉;
(2)将活化煤矸石粉与三乙醇胺、尿素、聚丙烯酰胺、减水剂混合均匀,制得外加剂,以重量份计,活化煤矸石粉3-5份、三乙醇胺0.4-0.6份、尿素0.5-0.7份、聚丙烯酰胺1.1-1.5份、减水剂0.8-1.4份。
5.根据权利要求4所述的C30再生骨料混凝土,其特征在于,所述减水剂为聚羧酸高效减水剂和磺酸盐缩甲系列高效减水剂中的一种或两种的组合物。
6.根据权利要求1-2任一项所述的C30再生骨料混凝土,其特征在于,原料还包括再生建筑微粉,再生建筑微粉与水泥的质量比为1:0.3-0.5,再生建筑微粉包括质量比为(1-3):
(0.2-0.4):(0.6-0.8)的建筑垃圾微粉、二水石膏水泥熟料
7.根据权利要求6所述的C30再生骨料混凝土,其特征在于,所述再生建筑微粉的制备方法如下:将建筑垃圾经破碎为30-40mm的颗粒,在400-600℃下煅烧1-2h,升温至800-900℃,保温2-2.5h,冷却至室温后,与二水石膏和水泥熟料混合,研磨,制得平均粒径为40-60μm的再生建筑微粉。
8.根据权利要求1-2任一项所述的C30再生骨料混凝土,其特征在于,所述砂子为II区河砂,细度模数为3.0-2.3,含泥量为2.3-2.5%;所述石子的粒径为5-31.5mm连续级配,含泥量为0.3-0.5%。
9.根据权利要求1-2任一项所述的C30再生骨料混凝土,其特征在于,所述粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰,细度(45μm方孔筛筛余量)为≤12%,需水量比为95-98%,烧失量为≤4.5%;
所述矿粉为S95级矿粉,矿粉的比表面积为400-450m2/kg,28天活性指数为95%,流动度比为99%。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的C30再生骨料混凝土的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将水泥、粉煤灰、砂子、石子和矿粉充分混合均匀,制得预混料;
S2、将再生骨料和再生建筑微粉混合均匀,再将与外加剂充分混合后的水加入到再生骨料和再生建筑微粉的混合物中,搅拌均匀后,加入预混料,混合均匀,制得C30再生骨料混凝土。

说明书全文

一种C30再生骨料混凝土及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑材料技术领域,更具体地说,它涉及一种C30再生骨料混凝土及其制备方法。

背景技术

[0002] 混凝土是当代最主要的土木工程材料之一,具有原料丰富、价格低廉、生产工艺简单等特点,因而其用量越来越大,同时,混凝土还具备抗压强度高、耐久性好、强度等级范围宽等特点,因此混凝土在造船业、机械工业、海洋的开发、地热工程等领域内也是重要的材料。
[0003] 尾矿是选矿后的废弃物,是工业固体废弃物的主要组成部分,大量的尾矿砂不仅占用土地,而且产生的扬尘会污染环境,目前,我国的尾矿综合利用率只有7%,因此,尾矿的综合回收利用问题已经受到全社会的广泛关注。
[0004] 现有技术中,申请号为CN201410193087.9的中国发明专利申请文件中公开了一种大掺量尾矿砂高强度混凝土及其制备方法,它是由下述组分的原料制成的:混合砂、泥、灰、矿粉、碎石、水、复合外加剂,混合砂为铁尾矿砂、天然河砂,铁尾矿砂取代天然河砂的重量百分比即铁尾矿砂占混合砂总重量的百分比为60%-70%,铁尾矿砂的细度模数为1.9-2.6。
[0005] 现有的这种混凝土中掺入大量的铁尾矿,因为铁尾矿的吸水率较大,表面粗糙,孔隙率较大,所以掺量较大时,铁尾矿易吸收混凝土内较多的自由水,造成混凝土的坍落度损失较大,和易性较差,容易分散,强度较低。
[0006] 混凝土搅拌站在生产商品混凝土时,会产生大量的废浆水,这些废浆水主要来源于搅拌车、车等混凝土设备的清洗排放物,如果将浆水中的剩料进行分离,直接沉淀成硬作为垃圾处理掉,不仅造成了极大的浪费,也对环境造成了很大的污染。
[0007] 因此,研发一种合理回收利用铁尾矿和高浓度混凝土浆水,并制备出强度等级达到C30以上的混凝土是需要解决的问题。

发明内容

[0008] 针对现有技术存在的不足,本发明的第一个目的在于提供一种C30再生骨料混凝土,其具有抗压强度高,合理利用了铁尾矿和混凝土浆水,降低铁尾矿和混凝土废浆水对环境的污染,增加了铁尾矿和高浓度混凝土浆水的利用率,节约资源,保护环境的优点。
[0009] 本发明的第二个目的在于提供一种C30再生骨料混凝土的制备方法,其具有工艺易调控,制作简单方便的优点。
[0010] 为实现上述第一个目的,本发明提供了如下技术方案:一种C30再生骨料混凝土,包括以下重量份的组分:230-270份水泥、80-100份矿粉、50-70份粉煤灰、770-810份砂子、925-965份石子、155-195份水、8.2-10.2份外加剂、30-60份再生骨料;
所述再生骨料包括质量比为1:0.3-0.6的活化铁尾矿和废浆水;
所述活化铁尾矿的制备方法如下:(1)将铁尾矿砂和赤泥在100-110℃下烘干2-2.5h;
(2)向步骤(1)制得的铁尾矿砂和赤泥中加入酸钠和硅藻土,在67-70%浓度下湿磨10-
20min,湿磨后经100-120℃下烘干,再在600-700℃下煅烧1-2h,再干磨10-15min,过200目筛,制得活化铁尾矿,铁尾矿砂和赤泥的质量比为2:0.9-1.1,铁尾矿砂与硅酸钠和硅藻土的质量比为1:(0.3-0.5):(0.5-0.8)。
[0011] 通过采用上述技术方案,由于采用活化铁尾矿和废浆水作为再生骨料制备混凝土,并使用赤泥、硅酸钠和硅藻土对铁尾矿进行活化,对废浆水和铁尾矿进行合理利用,降低了铁尾矿和废浆水对环境的污染,节约了资源,保护环境;因为赤泥与铁尾矿一样属于工业废弃物,含有8-9%的结构水,结构水在煅烧脱除时使赤泥和铁尾矿处于介稳状态,高温下还可发生固相反应生成高活性的介稳物质,从而提升物料的活性,将赤泥、铁尾矿与硅酸钠和硅藻土混合湿磨后,赤泥加热脱水时对混合料中的矿物产生了一定的蚀变作用,使矿物结构畸变度增大,从而提升了整个物料体系的活性,且使用湿磨操作,使颗粒变小的同时,使物料的接触更加紧密,有利于强化煅烧中物料间的相互作用,使赤泥和铁尾矿混合料的活性进一步提高,失去自由水的赤泥和铁尾矿能降低混凝土的坍落度损失,从而提升混凝土的和易性和抗压强度。
[0012] 进一步地,所述组分的重量份为:24-260份水泥、85-95份矿粉、55-65份粉煤灰、780-800份砂子、935-955份石子、165-185份水、8.7-9.7份外加剂、40-50份再生骨料;
所述再生骨料包括质量比为1:0.4的活化铁尾矿和废浆水。
[0013] 通过采用上述技术方案,混凝土中各原料的用量更加精确,用量优化,使制备的混凝土抗压强度更加优越。
[0014] 进一步地,所述废浆水浓度超过8%时需经过以下处理:(1)将废浆水通过砂石分离设备,砂石分离设备中筛网孔径为0.15-0.2mm,向分离后的废浆水中加入其总量2-4倍的清水,混合均匀;(2)将丙烯酸、二甲基丙烯酸乙二醇酯和丙烯酰胺混合,制得混合液1,将连二亚硫酸钠和3-巯基丙酸混合,制得混合液2,将异戊烯醇聚乙烯醚、水、丙烯酸和双氧水混合,加入混合液1和混合液2,在80-100℃下搅拌1-2h,制得混合液3,以重量份计,原料用量为:丙烯酸3.5-4份,二甲基丙烯酸乙二醇酯2-2.5份、丙烯酰胺1-1.2份、连二亚硫酸钠1-1.2份、3-巯基丙酸0.3-0.5份、异戊烯醇聚氧乙烯醚1-1.2份,双氧水3-4份,水2-4份;
(3)用浓度为32%的氢氧化钠溶液将混合液3的pH调节至为6-7后,将所得混合液3加入到步骤(1)制备的废浆水中,加入桐油酸、2BaO·SiO2和同成微珠,混合均匀,即完成处理,以重量份计,原料用量为:1.2-1.5份混合液3、4-6份废浆水、1.8-2.2份桐油酸、1.4-1.8份
2BaO·SiO2和2.5-3份同成微珠。
[0015] 通过采用上述技术方案,当混凝土废浆水的浓度高于8%时,其中所含的细骨料增多,致使其对外加剂的吸附增强,从而导致部分外加剂失效,同时使砂率显的变大,混凝土发粘,使用水量增加,从而导致由此制备的混凝土强度不合格,坍落度损失过快,到工地后无法施工严重影响混凝土的性能,且混凝土废浆水含有细小水泥颗粒等所带入的粘土或淤泥颗粒、可溶性的无机盐、外加剂离子等,其中影响混凝土性能的有害离子主要为钠离子、离子、硫离子和硫酸根离子,硫酸根会影响混凝土的耐久性,硫化物会造成筋脆断;首先过滤去除颗粒较大的骨料,降低骨料的吸附力,通过异戊烯醇聚氧乙烯醚链中引入较短的聚氧乙烯侧链和阳离子单体丙烯酰胺,能有效降低废浆水的粘度,而二甲基丙烯酸乙二醇酯的引入,能使混凝土具有较好的坍落度保持性,与具有滚珠润滑效果的同成微珠协同作用,能减少废浆水中细骨料质检的相互作用力,释放自由水,填充于混凝土颗粒之间,增大堆积密度,进一步降低粘度,增大混凝土密实度;同时掺入的桐油酸具有防水、耐酸、防腐防锈的作用,能延缓2BaO·SiO2的水化速度,避免石膏与Ba0反应,影响水泥的正常凝结,Ba0与渗入混凝土中的硫酸根离子反应,生成几乎不可溶的混合物-硫酸钡,使水泥结构更加致密,同时也避免了生成矾石的反应,从而提升混凝土的抗硫酸盐腐蚀的能力,增强了混凝土的耐磨性
[0016] 进一步地,所述外加剂由以下方法制成:(1)将煤矸石料经破碎、粉磨后过120目方孔筛,使筛余量为3-5%,在500-700℃下恒温煅烧1.5-2h,制得活化煤矸石粉;
(2)将活化煤矸石粉与三乙醇胺、尿素、聚丙烯酰胺、减水剂混合均匀,制得外加剂,以重量份计,活化煤矸石粉3-5份、三乙醇胺0.4-0.6份、尿素0.5-0.7份、聚丙烯酰胺1.1-1.5份、减水剂0.8-1.4份。
[0017] 通过采用上述技术方案,煤矸石在500-700℃下煅烧后,内部的高岭土母类矿物中部分结构水脱除,生成了无定形的二氧化硅,使得煅烧后煤矸石中二氧化硅含量相对提高,具有活血的二氧化硅和氧化能明显改善煤矸石的物相组成和微结构,提升煤矸石的活性,二氧化硅能与氢氧化钙反应生成硅酸钙凝胶,从而提升混凝土的抗压强度,且三乙醇胺、尿素等能提升混凝土的抗冻、早强等性能。
[0018] 进一步地,所述减水剂为聚羧酸高效减水剂和磺酸盐缩甲系列高效减水剂中的一种或两种的组合物。
[0019] 通过采用上述技术方案,高效减水剂对水泥的水化有一定的促进作用,萘磺酸盐缩甲醛系列高效减水剂能吸附于颗粒表面,增大颗粒间的相互排斥作用,促使水泥颗粒分散,从而释放絮凝体包裹的水,达到减水的目的,使水泥浆体的粘度下降,流动性提高。
[0020] 进一步地,原料还包括再生建筑微粉,再生建筑微粉与水泥的质量比为1:0.3-0.5,再生建筑微粉包括质量比为(1-3):(0.2-0.4):(0.6-0.8)的建筑垃圾微粉、二水石膏和水泥熟料
[0021] 通过采用上述技术方案,适量的石膏水熟料的水化由促进作用,在混凝土凝结后,硬化强度、耐磨性和耐水性得到提升,混凝土的体积密度大、显气孔率小和强度大,耐磨性能好。
[0022] 进一步地,所述再生建筑微粉的制备方法如下:将建筑垃圾经破碎为30-40mm的颗粒,在400-600℃下煅烧1-2h,升温至800-900℃,保温2-2.5h,冷却至室温后,与二水石膏和水泥熟料混合,研磨,制得平均粒径为40-60μm的再生建筑微粉。
[0023] 进一步地,所述砂子为II区河砂,细度模数为3.0-2.3,含泥量为2.3-2.5%;所述石子的粒径为5-31.5mm连续级配,含泥量为0.3-0.5%。
[0024] 通过采用上述技术方案,河砂的硬度高、耐磨性好,黏土等有害杂质含量少,使混凝土的耐冲刷性好,细度模数适宜,使混凝土有较好的工作性,施工和易性好,易搅拌,能填充于粗骨料之间的孔隙内,提高混凝土的密实度和强度,降低混凝土中孔隙率,减少混凝土离析泌水,提高混凝土强度;石子中含泥量适宜,能够有效提高混凝土的强度,避免颗粒较大,使得骨料之间的孔隙较大,造成混凝土强度较低,与河砂、粉煤灰和矿粉形成合理级配,可提高混凝土的密实度,从而提高混凝土的强度和耐磨性能。
[0025] 进一步地,所述粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰,细度(45μm方孔筛筛余量)为≤12%,需水量比为95-98%,烧失量为≤4.5%;所述矿粉为S95级矿粉,矿粉的比表面积为400-450m2/kg,28天活性指数为95%,流动度比为99%。
[0026] 通过采用上述技术方案,通过采用上述技术方案,粉煤灰的活性成分为二氧化硅和三氧化二铝,与水泥和水混合后,能够生成较为稳定的胶凝材料,从而使混凝土具有较高的强度,同时粉煤灰中70%以上的颗粒是无定型的球形玻璃体,主要起到滚珠轴承作用,在混凝土拌合物中发挥润滑作用,改善混凝土拌合物的和易性,且粉煤灰与碎石等构成合理级配,使彼此之间互相填充,能有效增加混凝土密实度,进一步提高混凝土的抗压强度;矿粉矿物掺和料具有“活性效应”、“界面效应”、“微填效应”和“减水效应”等诸多综合效应,矿粉等矿物掺和料不仅可以改善流变性能,降低水化热,降低坍落度损失,减少离析和泌水,还可以改善混凝土结构的孔结构和力学性能,提高后期强度和耐久性。
[0027] 为实现上述第二个目的,本发明提供了如下技术方案:一种C30再生骨料混凝土的制备方法,包括以下步骤:S1、将水泥、粉煤灰、砂子、石子和矿粉充分混合均匀,制得预混料;
S2、将再生骨料和再生建筑微粉混合均匀,再将与外加剂充分混合后的水加入到再生骨料和再生建筑微粉的混合物中,搅拌均匀后,加入预混料,混合均匀,制得C30再生骨料混凝土。
[0028] 综上所述,本发明具有以下有益效果:第一、由于本发明采用混凝土废浆水和活化后的铁尾矿作为再生骨料掺入混凝土中,由于与赤泥混合煅烧,再与硅酸钠和硅藻土混合进行湿磨,使铁尾矿和赤泥失去了内部的自由水,内部的矿物受到蚀变作用,活性得到提升,废浆水循环利用,即可利废,又节约成本,有利于促进商铺混凝土生产的“环保化”和“绿色化”,具有较好的技术、经济和环境效益。
[0029] 第二、本发明中优选采用异戊烯醇聚氧乙烯醚与丙烯酰胺等对浓度大于8%的废浆水进行处理,并掺入桐油酸、2BaO·SiO2和同成微珠,由于同成微珠的颗粒较细,能吸附在细骨料表面,减少颗粒之间的相互作用力,释放自由水,达到“滚珠润滑”效应,并配合二甲基丙烯酸乙二醇酯等使混凝土较大浓度废浆水掺入混凝土中,混凝土的粘度降低,坍落度损失减小,和易性提升。
[0030] 第三、本发明中优选向浓度大于8%的废浆水中掺入桐油酸和2BaO·SiO2,能增强混凝土的抗硫酸根和氯离子侵蚀能力,并增大混凝土的致密度,防止浓度较大的废浆水中硫酸根会影响混凝土的耐久性,硫化物会造成钢筋脆断。
[0031] 第四、本发明中优选向混凝土中掺入由建筑垃圾微粉和二水石膏、水泥熟料混合制成的再生建筑微粉,适量的石膏水熟料的水化由促进作用,在混凝土凝结后,硬化强度、耐磨性和耐水性得到提升,混凝土的体积密度大、显气孔率小和强度大。

具体实施方式

[0032] 以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
[0033] 活化铁尾矿的制备例1-3制备例1:(1)将铁尾矿砂和赤泥在100℃下烘干2.5h,铁尾矿砂和赤泥的成分分析如表
1所示;(2)向步骤(1)制得的铁尾矿砂和赤泥中加入硅酸钠和硅藻土,在67%浓度下湿磨
20min,湿磨后经100℃下烘干,再在600℃下煅烧2h,再干磨10min,过200目筛,制得活化铁尾矿,铁尾矿砂和赤泥的质量比为2:0.9,铁尾矿砂与硅酸钠和硅藻土的质量比为1:0.3:
0.5。
[0034] 表1制备例1-3中铁尾矿砂和赤泥的主要化学成分成分 Fe2O3 SiO2 CaO MgO Al2O3 Na2O K2O
铁尾矿砂w/% 13.82 63.07 8.18 0.23 5.6 / /
赤泥w/% 15.8 22.6 42.7 1.4 12.5 4.1 0.8
制备例2:(1)将铁尾矿砂和赤泥在105℃下烘干2.3h,铁尾矿砂和赤泥的成分分析如表
1所示;(2)向步骤(1)制得的铁尾矿砂和赤泥中加入硅酸钠和硅藻土,在68%浓度下湿磨
15min,湿磨后经110℃下烘干,再在650℃下煅烧1.5h,再干磨15min,过200目筛,制得活化铁尾矿,铁尾矿砂和赤泥的质量比为2:1,铁尾矿砂与硅酸钠和硅藻土的质量比为1:0.4:
0.6。
[0035] 制备例3:(1)将铁尾矿砂和赤泥在110℃下烘干2h,铁尾矿砂和赤泥的成分分析如表1所示;(2)向步骤(1)制得的铁尾矿砂和赤泥中加入硅酸钠和硅藻土,在70%浓度下湿磨10min,湿磨后经120℃下烘干,再在700℃下煅烧1h,再干磨20min,过200目筛,制得活化铁尾矿,铁尾矿砂和赤泥的质量比为2:1.1,铁尾矿砂与硅酸钠和硅藻土的质量比为1:0.5:
0.8。
[0036] 外加剂的制备例4-6制备例4:(1)将煤矸石料经破碎、粉磨后过120目方孔筛,使筛余量为3%,在500℃下恒温煅烧2h,制得活化煤矸石粉,煤矸石料的化学成分如表2所示;
(2)将活化煤矸石粉与三乙醇胺、尿素、聚丙烯酰胺、减水剂混合均匀,制得外加剂,以重量份计,各原料用料如下:活化煤矸石粉3kg、三乙醇胺0.4kg、尿素0.5kg、聚丙烯酰胺
1.1kg、减水剂0.8kg,减水剂为聚羧酸高效减水剂。
[0037] 表2制备例4-6中外加剂内煤矸石料的化学成分成分 SiO2 Al2O3 CaO MgO Na2O K2O Fe2O3 SO3 Loss
w/% 65.66 20.73 0.13 0.21 0.09 0.71 0.64 0.48 9.86
制备例5:(1)将煤矸石料经破碎、粉磨后过120目方孔筛,使筛余量为4%,在600℃下恒温煅烧1.8h,制得活化煤矸石粉,煤矸石料的化学成分如表2所示;
(2)将活化煤矸石粉与三乙醇胺、尿素、聚丙烯酰胺、减水剂混合均匀,制得外加剂,以重量份计,各原料用料如下:活化煤矸石粉4kg、三乙醇胺0.5kg、尿素0.6kg、聚丙烯酰胺
1.3kg、减水剂1.1kg,减水剂为萘磺酸盐缩甲醛系列高效减水剂。
[0038] 制备例6:(1)将煤矸石料经破碎、粉磨后过120目方孔筛,使筛余量为5%,在700℃下恒温煅烧1.5h,制得活化煤矸石粉,煤矸石料的化学成分如表2所示;(2)将活化煤矸石粉与三乙醇胺、尿素、聚丙烯酰胺、减水剂混合均匀,制得外加剂,以重量份计,各原料用料如下:活化煤矸石粉5kg、三乙醇胺0.6kg、尿素0.7kg、聚丙烯酰胺
1.5kg、减水剂1.4kg,减水剂为质量比为1:2的聚羧酸高效减水剂和萘磺酸盐缩甲醛系列高效减水剂。
[0039] 再生建筑微粉的制备例7-9制备例7:将建筑垃圾经破碎为30mm的颗粒,在400℃下煅烧1h,升温至800℃,保温
2.5h,冷却至室温后,与二水石膏和水泥熟料混合,研磨,制得平均粒径为40μm的再生建筑微粉,建筑垃圾微粉、二水石膏和水泥熟料的质量比为1:0.2:0.6,二水石膏和水泥熟料的化学成分如表3所示。
[0040] 表3制备例7-9中再生建筑微粉中二水石膏和水泥熟料的化学成分制备例8:将建筑垃圾经破碎为35mm的颗粒,在500℃下煅烧1.5h,升温至850℃,保温
2.3h,冷却至室温后,与二水石膏和水泥熟料混合,研磨,制得平均粒径为50μm的再生建筑微粉,建筑垃圾微粉、二水石膏和水泥熟料的质量比为2:0.3:0.7,二水石膏和水泥熟料的化学成分如表3所示。
[0041] 制备例9:将建筑垃圾经破碎为40mm的颗粒,在600℃下煅烧1h,升温至900℃,保温2h,冷却至室温后,与二水石膏和水泥熟料混合,研磨,制得平均粒径为60μm的再生建筑微粉,建筑垃圾微粉、二水石膏和水泥熟料的质量比为3:0.4:0.8,二水石膏和水泥熟料的化学成分如表3所示。
实施例
[0042] 以下实施例中萘磺酸盐缩甲醛系列高效减水剂选自淮南市科迪化工科技有限公司出售的型号为UNF-2的萘磺酸盐缩甲醛系列高效减水剂,聚羧酸减水剂选自郑州市承锐化工产品有限公司出售的型号为sy-1902的聚羧酸减水剂,桐油酸选自安徽省瑞芬得油脂深加工有限公司出售的型号为T155的桐油酸。
[0043] 实施例1:一种C30再生骨料混凝土,其原料配比如表4所示,该C30再生骨料混凝土的制备方法包括以下步骤:S1、将230kg/m3水泥、50kg/m3粉煤灰、770kg/m3砂子、965kg/m3石子和100kg/m3矿粉充分混合均匀,制得预混料;
其中水泥为硅酸盐水泥,粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰,细度(45μm方孔筛筛余量)为≤
12%,需水量比为95%,烧失量为≤4.5%,砂子为II区河砂,细度模数为3.0,含泥量为
2.3%,石子的粒径为5-31.5mm连续级配,含泥量为0.3%,矿粉为S95级矿粉,矿粉的比表面积为400m2/kg,28天活性指数为95%,流动度比为99%;
S2、将与8.2kg/m3外加剂充分混合后的195kg/m3水加入到30kg/m3再生骨料中,搅拌均匀后,加入预混料,混合均匀,制得C30再生骨料混凝土,外加剂由制备例4制成,再生骨料包括质量比为1:0.3的活化铁尾矿和废浆水,活化铁尾矿由制备例1制成,废浆水浓度为2%,废浆水的水质分析结果如表5所示,符合JGJ63-2006《混凝土用水标准》中钢筋砼的用水要求。
[0044] 表4实施例1-5中C30再生骨料混凝土的原料配比实施例2:一种C30再生骨料混凝土,其原料配比如表4所示,该C30再生骨料混凝土的制备方法包括以下步骤:
S1、将240kg/m3水泥、55kg/m3粉煤灰、780kg/m3砂子、955kg/m3石子和95kg/m3矿粉充分混合均匀,制得预混料;
其中水泥为硅酸盐水泥,粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰,细度(45μm方孔筛筛余量)为≤
12%,需水量比为97%,烧失量为≤4.5%,砂子为II区河砂,细度模数为2.7,含泥量为
2.4%,石子的粒径为5-31.5mm连续级配,含泥量为0.4%,矿粉为S95级矿粉,矿粉的比表面积为430m2/kg,28天活性指数为95%,流动度比为99%;
S2、将与8.7kg/m3外加剂充分混合后的185kg/m3水加入到40kg/m3再生骨料中,搅拌均匀后,加入预混料,混合均匀,制得C30再生骨料混凝土,外加剂由制备例5制成,再生骨料包括质量比为1:0.4的活化铁尾矿和废浆水,活化铁尾矿由制备例2制成,废浆水浓度为4%,废浆水的水质分析结果如表5所示,符合JGJ63-2006《混凝土用水标准》中钢筋砼的用水要求。
[0045] 实施例3:一种C30再生骨料混凝土,其原料配比如表4所示,该C30再生骨料混凝土的制备方法包括以下步骤:3 3 3 3 3
S1、将250kg/m水泥、60kg/m粉煤灰、790kg/m 砂子、945kg/m 石子和90kg/m矿粉充分混合均匀,制得预混料;
其中水泥为硅酸盐水泥,粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰,细度(45μm方孔筛筛余量)为≤
12%,需水量比为98%,烧失量为≤4.5%,砂子为II区河砂,细度模数为2.3,含泥量为
2.5%,石子的粒径为5-31.5mm连续级配,含泥量为0.5%,矿粉为S95级矿粉,矿粉的比表面积为450m2/kg,28天活性指数为95%,流动度比为99%;
S2、将与9.2kg/m3外加剂充分混合后的175kg/m3水加入到45kg/m3再生骨料中,搅拌均匀后,加入预混料,混合均匀,制得C30再生骨料混凝土,外加剂由制备例6制成,再生骨料包括质量比为1:0.6的活化铁尾矿和废浆水,活化铁尾矿由制备例3制成,废浆水浓度为6%,废浆水的水质分析结果如表6所示,符合JGJ63-2006《混凝土用水标准》中钢筋砼的用水要求。
[0046] 实施例4:一种C30再生骨料混凝土,与实施例1的区别在于,原料配比如表4所示,且废浆水的浓度为8%,废浆水的水质分析结果如表5所示,符合JGJ63-2006《混凝土用水标准》中钢筋砼的用水要求。
[0047] 表5实施例1-4中废浆水的水质分析结果检测项目 标准要求 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
废浆水浓度/% / 2 4 6 8
pH值 ≥4.5 7.7 8.9 10.1 11.7
不溶物含量 ≤2000 359 5320 10540 15630
可溶物含量 ≤5000 1175 1156 1745 2634
氯化物含量 ≤1000 134 152 163 173
硫酸盐含量 ≤2000 83 132 166 238
碱含量 ≤1500 246 1136 1562 2267
实施例5:一种C30再生骨料混凝土,与实施例1的区别在于,废浆水浓度为10%,废浆水经过以下处理:(1)将废浆水通过砂石分离设备,砂石分离设备中筛网孔径为0.15mm,向分离后的废浆水中加入其总量2倍的清水,混合均匀;
(2)将3.5kg丙烯酸、2kg二甲基丙烯酸乙二醇酯和丙烯酰胺混合,制得混合液1,将1kg连二亚硫酸钠和0.3kg 3-巯基丙酸混合,制得混合液2,将1kg异戊烯醇聚氧乙烯醚、2kg水、
3.5kg丙烯酸和3kg双氧水混合,加入混合液1和混合液2,在80℃下搅拌2h,制得混合液3;
(3)用浓度为32%的氢氧化钠溶液将混合液3的pH调节至为6后,将所得1.2kg混合液3加入到步骤(1)制备的4kg废浆水中,加入1.8kg桐油酸、1.4kg 2BaO·SiO2和2.5kg同成微珠,混合均匀,即完成处理,同成微珠的粒径为0.1μm,经处理后的废浆水成分分析结果如表6所示,符合JGJ63-2006《混凝土用水标准》中钢筋砼的用水要求。
[0048] 表6实施例5-7中经处理后的废浆水成分分析结果检测项目 标准要求 实施例5 实施例6 实施例7
废浆水浓度/% / 10 12 14
pH值 ≥4.5 10.2 10.5 10.6
不溶物含量 ≤2000 435 5614 8567
可溶物含量 ≤5000 1457 1683 1858
氯化物含量 ≤1000 152 168 179
硫酸盐含量 ≤2000 89 126 148
碱含量 ≤1500 256 1345 1782
实施例6:一种C30再生骨料混凝土,与实施例1的区别在于,废浆水浓度为12%,废浆水经过以下处理:(1)将废浆水通过砂石分离设备,砂石分离设备中筛网孔径为0.2mm,向分离后的废浆水中加入其总量3倍的清水,混合均匀;
(2)将3.8kg丙烯酸、2.3kg二甲基丙烯酸乙二醇酯和丙烯酰胺混合,制得混合液1,将
1.1kg连二亚硫酸钠和0.4kg 3-巯基丙酸混合,制得混合液2,将1.1kg异戊烯醇聚氧乙烯醚、3kg水、3.8kg丙烯酸和3.5kg双氧水混合,加入混合液1和混合液2,在90℃下搅拌1.5h,制得混合液3;
(3)用浓度为32%的氢氧化钠溶液将混合液3的pH调节至为6.5后,将所得1.4kg混合液
3加入到步骤(1)制备的5g废浆水中,加入2kg桐油酸、1.6kg 2BaO·SiO2和2.8kg同成微珠,混合均匀,即完成处理,同成微珠的粒径为0.3μm,经处理后的废浆水成分分析结果如表6所示,符合JGJ63-2006《混凝土用水标准》中钢筋砼的用水要求。
[0049] 实施例7:一种C30再生骨料混凝土,与实施例1的区别在于,废浆水浓度为14%,废浆水经过以下处理:(1)将废浆水通过砂石分离设备,砂石分离设备中筛网孔径为0.2mm,向分离后的废浆水中加入其总量4倍的清水,混合均匀;(2)将4kg丙烯酸、2.5kg二甲基丙烯酸乙二醇酯和丙烯酰胺混合,制得混合液1,将
1.2kg连二亚硫酸钠和0.5kg 3-巯基丙酸混合,制得混合液2,将1.2kg异戊烯醇聚氧乙烯醚、4kg水、4kg丙烯酸和4kg双氧水混合,加入混合液1和混合液2,在100℃下搅拌1h,制得混合液3;
(3)用浓度为32%的氢氧化钠溶液将混合液3的pH调节至为7后,将所得1.5kg混合液3加入到步骤(1)制备的6g废浆水中,加入2.2kg桐油酸、1.8kg 2BaO·SiO2和3kg同成微珠,混合均匀,即完成处理,同成微珠的粒径为0.5μm,经处理后的废浆水成分分析结果如表6所示,符合JGJ63-2006《混凝土用水标准》中钢筋砼的用水要求。
[0050] 实施例8:一种C30再生骨料混凝土,与实施例1的区别在于,混凝土原料中还包括再生建筑微粉,再生建筑微粉与水泥的质量比为1:0.3,再生建筑微粉由质量比7制成,该C30再生骨料混凝土的制备方法如下:S1、将230kg/m3水泥、50kg/m3粉煤灰、770kg/m3砂子、965kg/m3石子和100kg/m3矿粉充分混合均匀,制得预混料;
S2、将30kg/m3再生骨料和再生建筑微粉混合均匀,再将与8.2kg/m3外加剂充分混合后的195kg/m3水加入到再生骨料和再生建筑微粉的混合物中中,搅拌均匀后,加入预混料,混合均匀,制得C30再生骨料混凝土,外加剂由制备例4制成,再生骨料包括质量比为1:0.3的活化铁尾矿和废浆水,活化铁尾矿由制备例1制成,废浆水浓度为2%,废浆水的水质分析结果如表5所示,符合JGJ63-2006《混凝土用水标准》中钢筋砼的用水要求。
[0051] 实施例9:一种C30再生骨料混凝土,与实施例8的区别在于,混凝土原料中还包括再生建筑微粉,再生建筑微粉与水泥的质量比为1:0.4,再生建筑微粉由质量比8制成。
[0052] 实施例10:一种C30再生骨料混凝土,与实施例8的区别在于,混凝土原料中还包括再生建筑微粉,再生建筑微粉与水泥的质量比为1:0.5,再生建筑微粉由质量比9制成。
[0053] 对比例对比例1:一种C30再生骨料混凝土,与实施例1的区别在于,铁尾矿未经活化处理。
[0054] 对比例2:一种C30再生骨料混凝土,与实施例1的区别在于,外加剂选中上海云甘实业有限公司出售的型号为YG-8016的早强剂替代。
[0055] 对比例3:一种C30再生骨料混凝土,与实施例5的区别在于,未对浓度为10%的废浆水进行预先处理。
[0056] 对比例4:一种C30再生骨料混凝土,与实施例5的区别在于,处理浓度为10%的废浆水时,未添加桐油酸和2BaO·SiO2。
[0057] 对比例5:一种C30再生骨料混凝土,与实施例5的区别在于,处理浓度为10%的废浆水时未添加同成微珠。
[0058] 对比例6:一种C30再生骨料混凝土,与实施例8的区别在于,再生建筑微粉中未添加二水石膏和水泥熟料。
[0059] 对比例7;以申请号为201910518623.0的中国发明专利申请文件中实施例2制备的再生骨料混凝土作为对照,混凝土的组份及各组份的重量份数为再生粗骨料25份,再生细骨料7份,水45份,水泥60份,除臭剂15份,塑化剂7份,掺和剂7份,脱硫石膏7份,粉煤灰25份,凝胶材料30份,纳米二氧化硅30份。
[0060] 性能检测试验按照实施例1-10和对比例1-7中方法制备混凝土浆体,并按照以下方法检测混凝土的各项性能,将检测结果记录于表7中:
1、抗压强度:按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》进行测试;
2、坍落度:按照GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》测试;
3、抗硫酸盐侵蚀性能:按照GB/T749-2008《水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法》进行检测;
4、氯离子扩散系数:按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》中“混凝土氯离子迁移系数的非稳态迁移试验-氯离子扩散系数款速实验NT BUILD492”进行测试;
5、磨损质量:使用TMS-400水泥胶砂耐磨试验机进行耐磨性试验,试样尺寸为15cm×
15cm×3cm,试样成型后放入温度为20±3℃,相对湿度≥90%的预养室中养护24±2h,脱模后立即将试样放入20±2℃、湿度≥95%的养护室中养护到龄期后,从水中取出,在空气中自然干燥,在60℃以下的温度下充分干燥,将试验放在耐磨机上,在300N负荷下预磨30转后,取下试件扫净粉粒称量,该重量作为试件的原始重量g1,再磨40转,取下试件扫粉粒称重g2,试件的磨损量用每一试件上单位面积的磨损质量来表示,计算至0.01kg/m2,计算公式为G=(g1-g2)/0.0125。
[0061] 表7实施例1-10和对比例1-7制备的混凝土性能检测结果由表7中数据可以看出,按照实施例1-4中方法,使用活化铁尾矿和浓度≤8%的废浆水,制得的混凝土的抗压强度高,坍落度损失小,和易性好,不易分散,磨损量小,抗硫酸根离子和氯离子侵蚀效果好。
[0062] 实施例5-7中对浓度>8%的废浆水进行处理,将废浆水应用于混凝土中,由检测结果可以看出,混凝土的坍落度损失小,抗硫酸根侵蚀能力比实施例1-4相比明显增强,抗氯离子扩散效果提升,耐磨效果增强。
[0063] 实施例8-10中不仅使用处理后浓度>8%的废浆水,且掺入再生建筑微粉,由检测结果可以看出,混凝土的抗压强度比实施例1-7相比明显增大,耐磨效果得到进一步的提升,具有较高的抗压强度和较好的耐磨性。
[0064] 对比例1因未对铁尾矿进行活化处理,制备出的混凝土浆体与实施例1相比,抗压强度减小,坍落度损失增大,且抗氯离子和硫酸根离子侵蚀性能降低,耐磨性变差,说明对铁尾矿进行活化处理,能提升混凝土和易性,降低坍落度损失,提升混凝土的抗压强度、耐磨性和抗腐蚀性离子侵蚀的能力。
[0065] 对比例2因使用市售的外加剂替代本发明制备的外加剂,由检测结果可知,对比例2制备的混凝土,抗压强度和坍落度损失与实施例1相差不大,但混凝土的耐腐蚀性和耐磨性显著下降。
[0066] 对比例3因使用未处理的浓度为10%废浆水制备混凝土,与实施例5相比,混凝土的抗压强度、坍落度损失和耐磨性降低,耐腐蚀性下降,说明使用本发明中方法对浓度为8%以上的废浆水进行处理,能降低坍落度损失,提升混凝土强度,增强混凝土的抗腐蚀效果。
[0067] 对比例4因处理浓度为10%的废浆水时未添加桐油酸和2BaO·SiO2,与实施例5相比,混凝土的抗硫酸根离子和氯离子侵蚀的能力下降,耐磨性和抗压强度降低。
[0068] 对比例5因处理10%废浆水时未添加同成微珠,与实施例5相比,混凝土的粘度较大,混凝土的坍落度损失大,和易性较差,抗压强度减小。
[0069] 对比例6因处理完10%废浆水后,再生建筑微粉中未添加水泥熟料和二水石膏,混凝土的抗压强度下降,耐磨性降低。
[0070] 对比例7为现有技术制备的再生骨料混凝土,混凝土的抗压强度大,但耐腐蚀性和耐磨性较差。
[0071] 本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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