一种改变搅拌工艺强化再生骨料混凝土的方法

摘要

一种改变搅拌工艺强化再生骨料混凝土的方法属建筑材料领域。按照以下步骤进行：（1）将固体废弃物用颚式破碎机破碎、再经过筛分组配而成符合4.75~25mm连续级配要求的再生粗骨料；（2）将水泥和总用水量的50%水混合，搅拌30~60s,加入再生粗骨料，搅拌30~60s，再加入天然粗、细骨料搅拌30~60s，最后加剩余50%的水搅拌30~60s，出料测坍落度，制成试块；本发明采用的搅拌工艺与常规搅拌相比，能够在再生粗骨料表面包裹形成一层低水灰比的水泥浆体，对再生粗骨料表面薄弱的区域起到了修复增强的作用，强化了再生粗骨料与天然骨料和水泥砂浆间的界面过渡区，从而使得再生混凝土抗压强度得到提高。

说明书

技术领域

本发明属建筑材料领域，具体涉及一种改变搅拌工艺强化再生骨料混凝土的方法。 

背景技术

在我国，随着我国经济的发展，废弃混凝土发生量也日益增多，废弃混凝土的产生与处理已经对环境造成了很大的负荷。具体表现为大、中、小城市的旧房改造，废旧建筑物的拆除，新建筑物的兴建，都不可避免地产生建筑废弃物。无论是从废旧建筑物上拆下的废弃混凝土，还是在新建筑物在兴建过程中所产生的废渣，都属于城市建筑垃圾。这些建筑垃圾既影响了城市生活环境，又造成了环境污染。 

目前，我国处理建筑垃圾主要是把建筑垃圾运送到郊外进行掩埋，这不仅要花费大量的运费，还会给城市郊区造成二次污染。其次，堆放和掩埋这些建筑垃圾又要占用大量宝贵的土地资源，还将污染地下水和土壤。因此，废弃混凝土的产生与处理已经对环境造成了很大的负荷。有效利用建筑固体废弃物（主要指废弃混凝土块），使它成为循环性可利用再生资源，也就变得非常紧迫且越来越重要。 

目前的研究结果表明，影响再生骨料混凝土强度的因素很多，如再生骨料的物理力学特性（堆积密度和表观密度、压碎指标 和吸水率、杂质含量等） 、再生骨料破碎和加工方法、再生骨料的内部损伤积累和微裂纹以及再生混凝土中新旧界面的粘结力等。这些因素不仅影响再生混凝土的强度，也会影响其耐久性能。 

    再生混凝土的细观结构由于再生骨料的加入而变得比普通混凝土更为复杂。再生骨料混凝土这种复杂的微观结构给分析再生骨料混凝土的耐久性机理带来较大的困难，实际工程应用少之甚少。 

发明内容

针对上述问题，本发明使用混凝土固体废弃物再生骨料配置再生骨料混凝土，探索了低品质再生骨料的一种有效高效处理方法，通过改变搅拌工艺强化C20、C30再生骨料混凝土。 

本发明一种改变搅拌工艺强化再生骨料混凝土的方法，按照以下步骤进行： 

（1）将固体废弃物用颚式破碎机破碎、在经过筛分组配而成符合4.75~25mm连续级配要求的再生粗骨料；

（2）将水泥和总用水量的50%水混合，搅拌30~60s,加入再生粗骨料，搅拌30~60s，再加入天然粗、细骨料搅拌30~60s，最后加剩余50%的水搅拌30~60s，出料测坍落度，制成试块；整个过程中各种用料的质量比为水泥：水：细骨料：粗骨料=1：（0.4～0.7）：（1.05～3.76）：（1.81～3.98），所述粗骨料为天然粗骨料和再生粗骨料之和，其中天然粗骨料与再生粗骨料的质量比为1：（0～1）。

所述水泥为为32.5-52.5的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥或复合水泥。 

所述固体废弃物为废弃水泥基混凝土 、废旧砂浆块、自然或未燃废弃煤矸石中的一种或两种。 

采用常规搅拌和人工强化再生骨料搅拌方法，再生混凝土设计强度等级为C20、C30混凝土，C20、C30强度等级混凝土骨料的组配方式是粗骨料为再生粗骨料和天然粗骨料，细骨料为天然河砂混凝土（简称RN），再生粗骨料取代天然粗骨料以质量比例分别25%、50%、100%，分别简称RN-25、RN-50、RN-100混凝土。 

常规搅拌和人工强化再生骨料搅拌方法工艺流程如下所示： 

常规搅拌：

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人工强化再生骨料搅拌方法： 

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采用上述方法，试件尺寸为150mm×150mm×150mm的立方体，试件成型用强制式搅拌机拌料、振动台振实，试件成型经24h脱模后在标养条件下养护至28d后进行抗压强度试验。再生混凝土的力学性能按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行测试。 

当再生粗骨料取代率为分别为25%、50%、100%時，人工强化再生骨料搅拌方法比常规搅拌的C20、C30再生骨料混凝土28天强度分别提高11.86%、12.75%、10.96%|和10.88%、9.78%、9.33%。随着再生粗骨料取代率的增大，对配置C20、C30中低强度等级再生混凝土强度有利，其原因是配制C20、C30再生混凝土时水灰比相对较高，再生粗骨料取代率增大使得实际水灰比下降，在保证再生混凝土密实度的前提下，使得强度反而增长，但当取代率过大，达到100%时，再生粗骨料自身的缺陷带来的负面效应大于实际水灰比降低带来的正面效应，使得强度下降。对于C20和C30中低强度等级再生混凝土，再生粗骨料取代率分别为50%时强度最大，很可能达到了正负效应的临界点，使得强度达到最大。 

本发明采用的搅拌工艺与常规搅拌相比，能够在再生粗骨料表面包裹形成一层低水灰比的水泥浆体，对再生粗骨料表面薄弱的区域起到了修复增强的作用，强化了再生粗骨料与天然骨料和水泥砂浆间的界面过渡区，从而使得再生混凝土抗压强度得到提高。 

具体实施方式

本发明实施例中的水泥采用唐山产P·C32.5冀东水泥； 

天然细骨料为粒径＜4.75mm的普通河砂，细度模数为2.57的中砂；

天然粗骨料为连续级配的碎石，粒径范围为4.75-25mm；

再生粗骨料为固体废弃物用颚式破碎机破碎、在经过筛分组配而成符合4.75~25mm连续级配的要求的；原生混凝土的抗压强度在C20~C30之间；

再生混凝土拌合与养护用水为普通自来水。

使用粗骨料的有关技术指标见表1。 

表1  粗骨料技术指标 

试件试验室制作，试件尺寸为150mm×150mm×150mm的立方体，试件成型用强制式搅拌机拌料、振动台振实，试件成型经24h脱模后在标养条件下养护至28d后进行抗压强度试验。再生混凝土的力学性能按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行测试。

实施例1

一种改变搅拌工艺强化再生骨料混凝土的方法，按照以下步骤进行：

（1）将固体废弃物用颚式破碎机破碎、在经过筛分组配而成符合4.75~25mm连续级配的要求的再生粗骨料；

（2）将水泥和50%水混合，搅拌30s,加入再生粗骨料，搅拌30s，再加入天然粗、细骨料搅拌30s，最后加50%水搅拌30s，整个过程中各种用料为水泥327Kg/m³,水180 Kg/m³，粗骨料1208 Kg/m³，细骨料651 Kg/m³，其中天然粗骨料为906 Kg/m³，再生粗骨料为302 Kg/m³；出料测坍落度，制成试块。

所制备的C20-RN25混凝土与相同物料常规搅拌方法制备的混凝土的性能对比见表2所示。由表2看出，本发明所制备的C20-RN25混凝土抗压强度明显高于常规搅拌方法所制备的C20-RN25。 

表2  再生混凝土的配合比设计及强度 

实施例2

一种改变搅拌工艺强化再生骨料混凝土的方法，按照以下步骤进行：

（1）将固体废弃物用颚式破碎机破碎、在经过筛分组配而成符合4.75~25mm连续级配的要求的再生粗骨料；

（2）将水泥和50%水混合，搅拌30s,加入再生粗骨料，搅拌30s，再加入天然粗细骨料搅拌30s，最后加50%水搅拌30s，整个过程中各种用料为水泥327Kg/m³,水180 Kg/m³，粗骨料1208 Kg/m³，细骨料651 Kg/m³，其中天然粗骨料为604Kg/m³，再生粗骨料为604 Kg/m³；出料测坍落度，制成试块。

所制备的C20-RN50混凝土与相同物料常规搅拌方法制备的混凝土的性能对比见表2所示。由表2看出，本发明所制备C20-RN50的混凝土抗压强度明显高于常规搅拌方法所制备的C20-RN50。 

实施例3

一种改变搅拌工艺强化再生骨料混凝土的方法，按照以下步骤进行：

（1）将固体废弃物用颚式破碎机破碎、在经过筛分组配而成符合4.75~25mm连续级配的要求的再生粗骨料；

（2）将水泥和50%水混合，搅拌30s,加入再生粗骨料，搅拌30s，再加入天然粗细骨料搅拌30s，最后加50%水搅拌30s，整个过程中各种用料为水泥327Kg/m³,水180 Kg/m³，粗骨料1208 Kg/m³，细骨料651 Kg/m³，其中天然粗骨料为0Kg/m³，再生粗骨料为1208 Kg/m³；出料测坍落度，制成试块。

所制备的C20-RN100混凝土与相同物料常规搅拌方法制备的混凝土的性能对比见表2所示。由表2看出，本发明所制备C20-RN100的混凝土抗压强度明显高于常规搅拌方法所制备的C20-RN100。 

实施例4

一种改变搅拌工艺强化再生骨料混凝土的方法，按照以下步骤进行：

（1）将固体废弃物用颚式破碎机破碎、在经过筛分组配而成符合4.75~25mm连续级配的要求的再生粗骨料；

（2）将水泥和50%水混合，搅拌30s,加入再生粗骨料，搅拌30s，再加入天然粗细骨料搅拌30s，最后加50%水搅拌30s，整个过程中各种用料为水泥439Kg/m³,水180 Kg/m³，粗骨料1147Kg/m³，细骨料617 Kg/m³，其中天然粗骨料为860Kg/m³，再生粗骨料为287Kg/m³；出料测坍落度，制成试块。

所制备的C30-RN25混凝土与相同物料常规搅拌方法制备的混凝土的性能对比见表2所示。由表2看出，本发明所制备C30-RN25的混凝土抗压强度明显高于常规搅拌方法所制备的C30-RN25。 

实施例5

一种改变搅拌工艺强化再生骨料混凝土的方法，按照以下步骤进行：

（1）将固体废弃物用颚式破碎机破碎、在经过筛分组配而成符合4.75~25mm连续级配的要求的再生粗骨料；

（2）将水泥和50%水混合，搅拌30s,加入再生粗骨料，搅拌30s，再加入天然粗细骨料搅拌30s，最后加50%水搅拌30s，整个过程中各种用料为水泥439Kg/m³,水180 Kg/m³，粗骨料1130Kg/m³，细骨料617 Kg/m³，其中天然粗骨料为573Kg/m³，再生粗骨料为573 Kg/m³；出料测坍落度，制成试块。

所制备的C30-RN50混凝土与相同物料常规搅拌方法制备的混凝土的性能对比见表2所示。由表2看出，本发明所制备C30-RN50的混凝土抗压强度明显高于常规搅拌方法所制备的C30-RN50。 

实施例6

一种改变搅拌工艺强化再生骨料混凝土的方法，按照以下步骤进行：

（1）将固体废弃物用颚式破碎机破碎、在经过筛分组配而成符合4.75~25mm连续级配的要求的再生粗骨料；

（2）将水泥和50%水混合，搅拌30s,加入再生粗骨料，搅拌30s，再加入天然粗细骨料搅拌30s，最后加50%水搅拌30s，整个过程中各种用料为水泥439Kg/m³,水180 Kg/m³，粗骨料1146Kg/m³，细骨料617 Kg/m³，其中天然粗骨料为0Kg/m³，再生粗骨料为1146 Kg/m³；出料测坍落度，制成试块。

所制备的C30-RN100混凝土与相同物料常规搅拌方法制备的混凝土的性能对比见表2所示。由表2看出，本发明所制备C30-RN100的混凝土抗压强度明显高于常规搅拌方法所制备的C30-RN100。 

实施例7

一种改变搅拌工艺强化再生骨料混凝土的方法，按照以下步骤进行：

（1）将固体废弃物用颚式破碎机破碎、在经过筛分组配而成符合4.75~25mm连续级配的要求的再生粗骨料；

（2）将水泥和50%水混合，搅拌60s,加入再生粗骨料，搅拌60s，再加入天然粗细骨料搅拌60s，最后加50%水搅拌60s， 整个过程中各种用料的质量比为水泥：水：细骨料：粗骨料=1：0.4： 1.05：1.81，其中天然粗骨料：再生粗骨料的质量比为1：1；出料测坍落度，制成试块。

经检测本发明所制备的混凝土抗压强度明显高于常规搅拌方法所制备的。 

实施例8

一种改变搅拌工艺强化再生骨料混凝土的方法，按照以下步骤进行：

（1）将固体废弃物用颚式破碎机破碎、在经过筛分组配而成符合4.75~25mm连续级配的要求的再生粗骨料；

（2）将水泥和50%水混合，搅拌45s,加入再生粗骨料，搅拌45s，再加入天然粗细骨料搅拌45s，最后加50%水搅拌45s， 整个过程中各种用料的质量比为水泥：水：细骨料：粗骨料=1： 0.7： 3.76： 3.98，其中天然粗骨料：再生粗骨料的质量比为1：1；出料测坍落度，制成试块。

经检测本发明所制备的混凝土抗压强度明显高于常规搅拌方法所制备的。