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CN100542986C - 一种用于建材中的掺合料及其制备方法 - Google Patents

一种用于建材中的掺合料及其制备方法 Download PDF

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CN100542986C
CN100542986C CNB2007101901325A CN200710190132A CN100542986C CN 100542986 C CN100542986 C CN 100542986C CN B2007101901325 A CNB2007101901325 A CN B2007101901325A CN 200710190132 A CN200710190132 A CN 200710190132A CN 100542986 C CN100542986 C CN 100542986C
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Abstract

本发明公开了一种用于建材中的掺合料及其制备方法，它由大部分的建筑固体废弃物，通过物理均化，经特殊生产工艺加工而成的一种绿色建材。本掺合料中的建筑固体废弃物是城市建筑垃圾的主要组成部分，即建造或拆除建筑物时，产生的巨量固体废弃物，经过回收再利用，可大量使用到商品混凝土、商品砂浆、水泥与水泥预制等建材领域中，等量取代现有的粉煤灰或矿粉或部分水泥，节约成本，有效地保护了环境，符合国家循环经济，废物再利用政策。

Description

一种用于建材中的掺合料及其制备方法
一、技术领域
本发明涉及一种掺合料及制备方法，此掺合料适用于商品混凝土、商品砂浆、水泥与水泥预制等建材领域中。
二、背景技术
我国城市化建设进程的加快，每年都要产生大量的城市建筑垃圾，而建筑固体废弃物则是城市建筑垃圾的主要组成部分，约占到60％～70％。在建造或拆除建筑物时，会产生巨量的固体废弃物，包括废混凝土块、施工过程中散落的砂浆和混凝土、碎砖渣、金属、木材、装饰装修产生的废料和其它废弃物等。
虽然我国早在1990年就颁布了《城市固体垃圾处理法》，为建筑垃圾处理提供了依据。但处理办法单一，即到指定地方填埋或回填，这样不但占用大量土地空间资源，还严重污染环境，造成资源浪费，不利于可持续发展。近些年，国内外研究人员在建筑垃圾利用技术上，一般对废混凝土中的石子进行回收，作为再生骨料，和天然骨料混合使用到混凝土中。但由于再生骨料附着不等量的砂浆，导致这样再生骨料的压碎指标和吸水率等物理指标不稳定，严重影响所配制混凝土的物理与力学性能。
三、发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种掺合料，该掺合料可以像粉煤灰或矿粉一样，掺加到商品混凝土、商品砂浆、水泥与水泥预制等领域中，而对所配制的混凝土的物理与力学性能不会有任何不良影响，不仅充分利用了建筑固体废弃物，保护了环境，而且大大降低了成本。此外，本发明还提供了该掺合料的制备方法。
一种用于建材中的掺合料，其特征在于掺合料的组分和重量百分比为：烧失量6.15％，SiO2 38.67％，CaO 24.86％，MgO 5.68％，Fe2O3 3.12％，Al2O3 17.16％，K2O 0.76％，Na2O 0.69％，SO3 0.41％，TiO2 1.05％，fCaO 0.3％，碱含量1.19％，Mn00.4％，Cl-0.009％，CaF2 0.52％。
此外，本发明还提供了上述掺合料的制备方法：首先收集建筑垃圾，再通过人工或机械剔除建筑垃圾中的金属、木材、塑料等杂物，把废混凝土块、黏土砖或瓦片等按80％～90％重量比废混凝土和10～20％重量比黏土砖或瓦片混合起来，先破碎至最大粒径不超过20mm的颗粒，进行碾磨，碾磨出的材料表面积控制在400m2/kg～450m2/kg。
本发明与现有技术相比具有以下特点：
(1)综合利用了建筑固体废弃物中的绝大部分原材料，与回收废弃混凝土中的石子相比，具有工艺简单，操作方便等优点，而且节省了大量土地资源，降低了环境污染，保护了生态环境，有利于国家的可持续发展；
(2)掺合料的技术指标接近甚至超过粉煤灰的技术指标，所以可完全替代粉煤灰，部分替代矿粉应用于建筑领域中，而不会对成品有任何不良影响。
在实验室，人工剔除建筑垃圾中金属、木材、塑料等杂物，把废混凝土块、黏土砖、瓦片、废瓷砖、墙体装修材料按上述比例混合起来，先破碎至最大粒径不超过20mm的颗粒，再进行碾磨，碾磨出的材料细度控制在400cm2/g～450cm2/g左右。其材料物理指标见表1，由表1可见，其性能接近或超过矿粉技术指标。
表1 S95矿粉与本发明掺合料技术指标比较表
最后用碾磨的材料进行混凝土性能对比试验，结果见表2。由表2结果可见，其等量取代粉煤灰或矿粉，基本不影响混凝土的物理与力学性能。
表2 混凝土性能对比表
Figure C200710190132D00042
注：1、混凝土强度等级为C30；
2、C—南京青龙山P.042.5；
3、KF—南京梅宝S95矿粉；
4、FA—南京华能电厂II级灰；
5、S—中粗砂(天然)，FM＝2.6；
6、G—5~31.5mm碎石(天然)；
7、Ad—缓凝减水剂；
8、SP＝42％；
9、W/B＝0.44；
10、拆模后混凝土外观颜色一致。
上述试验数据是在实验室比较理想情况下做出的，离实际情况还是有一定的差距，尤其是碾磨出材料的均匀性、稳定性是关键，不过这完全可通过生产工艺与生产配方的调整，克服这方面的不足。
五、最佳实施方式
实施例1：
先收集建筑垃圾，再通过人工或机械剔除建筑垃圾中的金属、木材、塑料等杂物，把废混凝土块、黏土砖或瓦片等按80％重量比废混凝土和20％重量比黏土砖或瓦片混合起来，先破碎至最大粒径不超过20mm的颗粒，进行碾磨，碾磨出的材料表面积控制在450m2/kg。
实施例2：
先收集建筑垃圾，再通过人工或机械剔除建筑垃圾中的金属、木材、塑料等杂物，把废混凝土块、黏土砖或瓦片等按90％重量比废混凝土和10％重量比黏土砖或瓦片混合起来，先破碎至最大粒径不超过20mm的颗粒，进行碾磨，碾磨出的材料表面积控制在400m2/kg。
实施例3：
先收集建筑垃圾，再通过人工或机械剔除建筑垃圾中的金属、木材、塑料等杂物，把废混凝土块、黏土砖或瓦片等按85％重量比废混凝土和15％重量比黏土砖或瓦片混合起来，先破碎至最大粒径不超过20mm的颗粒，进行碾磨，碾磨出的材料表面积控制在425m2/kg。
表3是以C30泵送混凝土为例做矿粉与以上三个实施例掺合料的对比试验，其中NO.1中没有采用本发明的掺合料，完全采用南京梅宝S95矿粉，NO.2、3是采用的实施例1的掺合料，NO.4、5、6是采用的实施例2的掺合料，NO.7、8、9是采用的实施例3的掺合料。由9个对比实验可以看出，本发明完全可以替代部分甚至全部矿粉。
表3：以C30泵送混凝土为例做矿粉与掺合料对比试验
Figure C200710190132D00061
注：1、C—南京龙潭P.O42.5水泥；FA—南京华能电厂II级灰；KF—南京梅宝S95矿粉；G—5-31.5mm连续级配碎石；S—中粗河砂；W—自来水；Ad—外加剂；Ad-泵送剂；SL—混凝土坍落度。
2、成型温度为26-31℃，试块养护为标养。

Claims (1)

1、一种用于建材中的掺合料的制备方法，其特征在于掺合料的化学组成和重量百分比为：烧失量6.15％，SiO2 38.67％，CaO2 4.86％，MgO 5.68％，Fe2O3 3.12％，Al2O3 17.16％，K2O 0.76％，Na2O 0.69％，SO3 0.41％，TiO21.05％，fCaO 0.3％，碱含量1.19％，MnO 0.4％，Cl-0.009％，CaF20.52％；制备步骤为：首先收集建筑垃圾，再通过人工或机械剔除建筑垃圾中的金属、木材、塑料等杂物，把废混凝土块，黏土砖或瓦片等按80％～90％重量比废混凝土和10～20％重量比黏土砖或瓦片混合起来，先破碎至最大粒径不超过20mm的颗粒，进行碾磨，碾磨出的材料表面积控制在400m2/kg～450m2/kg。
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磨细矿渣和粉煤灰掺量对混凝土弯曲疲劳性能的影响. 郭丽萍等.东南大学学报(自然科学版)，第36卷第1期. 2006
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