利用再生粘土磚粉製備自密實混凝土及其製造方法與流程
2023-10-06 17:15:59
本發明屬於建築材料混凝土類，涉及一種使用建築廢棄物粘土磚分作填料和粘度劑製造自密實混凝土的方法。(C04B 18/00)
背景技術：
混凝土產業百年發展的技術路線是其在澆注時須要振動密實，否則就會產生氣泡、空穴等問題。但是有時因為結構(例如鋼筋布置太密)、形狀(例如混凝土成品的外形曲折)等原因而無法完美地進行振動密實。八十年代年初，人們提出了不須振搗密實的自密實混凝土概念。
目前，自密實混凝土在歐洲應用廣泛，在預攪拌混凝土市場中佔據12％的份額，且此用量仍在增加。由於自密實混凝土能使有限範圍的廠房內的噪音降低，很多預製件廠也開始大量採用。自密實混凝土具有明顯的技術、環境、經濟等優勢，可以肯定它將在短期內由特種產品發展成正常產品。可以預計，社會對其的需求量也是很可觀的。
採用原有的自密實混凝土技術製造自密實混凝土，使用水泥、骨料和水配製施工料時要加入粘度劑或石灰粉等其它填料作添加劑，以保證自密實混凝土施工料具有在自重作用下的良好流動性和長程流動時的抗分離性。如果不使用粘動劑，一般來說在一立方米的自密實混凝土中粉末原料就須要達到500-600公斤(一般把尺寸小於125微米者稱為粉末)，因此，除了水泥以外在每1立方米的混凝土中還需有100-200公斤粉末狀的填料。原有自密實混凝土技術中傳統的填料是石灰石粉末。但由於使用石灰石粉末，必然會增加自密實混凝土的生產成本，所以沒有廣泛地被使用。
我國建築廢棄物的排量每年已經達到12億噸，這些建築廢棄物中粘土磚的含量達到了40％-60％。由於粘土磚強度低，吸水率高，目前採用的處置方法是堆填區填埋或用作路基。該方法不僅需要佔據大量寶貴的土地資源，嚴重汙染環境，而且成本高、產品沒有附加值。因此，研究開發高附加值資源化利用粘土磚的新技術迫在眉睫。
技術實現要素：
本發明將提供一種自密實混凝土及其製造方法，由於使用了粘土磚粉，既給自密實混凝土的生產找到了廉價的填充料和粘度劑，又實現了建築廢棄物粘土磚的高附加值資源化利用
本發明提供得自密實混凝土的製造方法是：
首先將建築廢棄物粘土磚經過破碎-粉磨-篩分製造出平均粒徑為75微米的粘土磚粉；
然後將水泥，粘土磚粉，砂或石子等骨料，水和高效減水劑按照一定比例配合，攪拌成型即可製造出本發明技術提供的自密實混凝土。
其原材料用量範圍為:
水泥200～500kg/m3；
粘土磚粉100～400kg/m3；
高效減水劑6～12L/m3。
並且，沙或石子等骨料以及水的用量根據實際使用需要確定。
所述的水泥為混凝土技術中通常採用的水泥，包括矽酸鹽水泥，普通矽酸鹽水泥，石灰石矽酸鹽水泥，白色矽酸鹽水泥等。
所述的粘土磚粉為平均粒徑為75微米的建築廢棄物粉磨粘土磚。
高效減水劑的選擇為本領域的技術人員所熟知，例如:UNF-II減水劑，NF減水劑，SN-2減水劑等。
本發明方法中所使用的石子,砂和水與製造普通水泥混凝土的相同，無須特別說明。
本發明的最佳實施方案中，
所述水泥的用量優選為330～420kg/m3；
所述粘土磚粉用量優選為180～270kg/m3；而
所述高效鹼水劑的用量優選為8.5L/m3。
本發明方法所提供的自密實混凝土，不需要使用昂貴的化學粘度劑、石灰石粉、粉煤灰等礦物添加劑，只須使用建築廢物粘土磚粉。
本發明在實施過程中首先經反覆實驗得出一個用粘土磚粉取代原有自密實混凝土技術要求的傳統添加劑和化學粘度劑，粘土磚粉的的優選範圍約為(150-250kg/m3)，再優選出一個最佳值(200kg/m3)，在此基礎上適當地改變其它物料的配比，可使粘土磚粉的添加範圍擴大到100～400kg/m3，使本發明技術製造的自密實混凝土的成本比原有技術生產的自密實混凝土明顯降低，而質量相等或略有提高。
具體實施方式
下面，結合具體實施例，對本發明作進一步詳細說明。
實施例1:
按照表1所列的配比所生產的混凝土特性列於表2。從表2的配方1,3,4可以看出，由於粘土磚粉用量的增加，在減水劑用量用量減少的情況下，混凝土的塌落度流動也完全達到要求>700mm。而在水泥的用量減少的情況下(配方1,2,3)，混凝土的強度仍然達到60Mpa以上。而當水泥用量減少至為280kg/m3(配方4)時，混凝土的強度仍達到49.8Mpa,可見大量使用粘土磚粉,可以製造低強度的自密實混凝土。且在整個攪拌過程中沒有發現離析和泌水現象。
表1混凝土的配比
表2新鮮混凝土和硬化混凝土的特性
實施例2
按照表3的配比製造的混凝土的特性列於表4。由表4可以看出，隨著粘土磚粉用量的增加，自密實混凝土的強度有所增加，最佳廢棄煤灰用量為200～300kg/m3。
表3混凝土的配比
表4新鮮混凝土和硬化混凝土的特性
實施例3:
表5所示本實施例中對本發明製造的自密實混凝土和使用原有方法製造的自密實混凝土性能比較。
表5本發明方法製造的自密實混凝土和原有方法製造的自密實混凝土性能比較
在表5中列出了兩組(共四種)混凝土。1-原是表示第一組的使用原有技術方法調製的自密實混凝土，1-粘是表示第一組的使用本發明的粘土磚粉代替原有技術中的粘度劑製造的自密實混凝土。可見本發明的第一種混凝土(1-粘)的配方和原有技術(1-原)配方相比，用粘土磚粉代替了原有技術中的粘度劑和精選粉煤灰，所得的自密實混凝土的各項性能全部優於原有技術。
由表5中的第二組看，本發明的第二種自密實混凝土(2-粘)配方比原有技術(2-原)的配方多用了30公斤水泥，用粘土磚取代粘度劑和精選粉煤灰，雖在彈性模量(E)上略為低於原有技術，但在強度上還是略為高於原有技術，而且塌落度擴展直徑大過原有技術，流動時間短過原有技術。
以上實例中雖然用了普通水泥，但在實際使用中可以使用任何水泥，因為自密實混凝土的概念只在於混凝土的不須振動密實,而是依靠自身的重力自動填充密實，並不涉及使用何種水泥。
使用本發明技術製造的自密實混凝土，一方面保持了混凝土具有優良的流動性，無需振動密實；而且使用粘土磚粉代替傳統添加劑和化學粘度劑，降低了製造成本，解決了建築廢棄物粘土磚的處置問題，且使其在自密實混凝土中實現高附加值利用，一舉多得。