C20级单粒级自密实再生混凝土及其制备方法

摘要

本发明涉及一种C20级单粒级自密实再生混凝土及其制备方法，该混凝土包括的组份如下：水泥、再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水、附加水、粉煤灰、外加剂，其中水胶比为(0.42～0.45)；再生粗骨料占粗骨料总质量的30％～70％，是粒径为10mm～20mm、单粒级配的含有碎砖的废弃混凝土；制备方法是：筛取再生粗骨料；在搅拌机内壁涂相同配比的混凝土层；按照粒度由粗到细的顺序投料，干拌；加入水和附加水，继续搅拌1min～2min，即得。所得C20自密实混凝土具有良好的流动性、间隙通过性、抗离析性，满足强度要求。便于施工的同时降低了混凝土生产成本，制备方法简单，适合工业化生产。

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及的是一种采用建筑拆除物中含有碎砖的废弃混凝土作为单粒级再生粗骨料取代部分天然粗骨料制备再生自密实混凝土的方法。 

背景技术

拆迁以及建筑物本身使用寿命的缩短导致了大量的建筑废混凝土。而目前废弃混凝土的主要用途是加工成再生骨料制备普通混凝土。自密实混凝土是一种不同于普通混凝土的高性能混凝土，其性能评价标准见CCES 02-2004《自密实混凝土设计与施工指南》及JGJT 283-2012《自密实混凝土应用技术规程》。其具有很高的流动性并且在浇筑过程中不离析、不泌水，能够不经振捣而充满模版和包裹钢筋的混凝土，可以用于新建结构工程中非结构构件(如基础、填充墙、隔墙等)的浇筑、钢筋密集区无法振捣区域、修补加固工程、预制非结构构件等。因此利用建筑废混凝土配制自密实再生骨料混凝土不但可以有效解决建筑垃圾造成的环境和社会问题，绿色环保，还能产生可观的经济效益。 

已有的再生骨料制备自密实混凝土技术采用的都是连续级配的再生骨料，连续级配的再生骨料生产工序繁琐，如果采用单粒级配再生粗骨料不但能简化人工调整再生粗骨料级配的工序，而且节约生产成本。目前，尚无关于采用单粒级含碎砖的再生骨料制备高性能自密实混凝土的研究报道。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种C20级单粒级自密实再生混凝土，采用含有碎砖的废弃混凝土作为单粒级粗骨料取代部分天然粗骨料，充分利用建筑垃圾，节约资源，降低生产成本。 

本发明的另一个目的在于提供一种C20级单粒级自密实再生混凝土的制备方法，简化了加工工序。 

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下的技术方案： 

一种C20级单粒级自密实再生混凝土，各组份的重量比如下：水泥：再生粗骨料：天然粗骨料：细骨料：水：附加水：粉煤灰：外加剂＝1：(0.68～1.60)：(0.66～1.71)：(1.85～1.98)：(0.52～0.56)：(0.03～0.08)：(0.24～0.25)：(0.003～0.004)，其中水胶比为(0.42～0.45)。 

所述再生粗骨料为含有碎砖的废弃混凝土经破碎后、筛分而获得的粒径在10mm～20mm范围的单粒级配。粗骨料包括天然粗骨料和再生粗骨料，其中再生粗骨料占粗骨料的总质量的比例(即取代天然粗骨料的替代率)为30％～70％。 

所述细骨料为中砂； 

所述外加剂为聚羧酸高效减水剂； 

所述水泥为P·C32.5复合硅酸盐水泥； 

所述粉煤灰为I级粉煤灰。 

本发明还涉及一种C20级单粒级自密实再生混凝土制备方法，包括以下步骤: 

(1)将建筑垃圾中的废弃混凝土经过分拣、破碎和筛分，筛除小于9.50mm和大于20mm的颗粒后，以骨料粒径在10mm～20mm粒径段加工制成再生粗骨料； 

(2)为防止粘锅，先按比称取水泥、再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水、附加水、粉煤灰、外加剂，预拌制混凝土，用量是使搅拌机内壁均匀涂上一层水泥砂浆，待搅拌机内壁粘上水泥砂浆层后，取出剩余混凝土； 

(3)按配合比称取水泥、再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水、附加水、粉煤灰和外加剂，严格按照再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水泥、粉煤灰和外加剂的顺序投料然后启动搅拌机，干拌1min～2min；该步骤按照材料粒径由粗到细的加料顺序干拌有助于各原料拌合均匀； 

(4)加入已经称量好的水和附加水，继续搅拌1min～2min，即得。 

对于细粉含量、超塑化剂含量较多的自密实混凝土拌合物，将所有原料拌合均匀所需要的时间显著增加，搅拌时间甚至是普通混凝土的2倍，主要原因是自密实混凝土具有更高的浆体含量，步骤(3)采用先加粗骨料再加其他粉体材料干拌不但可以使得搅拌均匀，而且可以减少粉体黏结在搅拌器上，提高搅拌效率，减少搅拌时间，提高产量。 

本发明的有益效果为：本发明的原材料除普通混凝土经常用到的水泥、石子、砂和水四种原料外，还包括含有碎砖的废弃混凝土单粒级再生粗骨料、粉煤灰和高效聚羧酸减水剂，制备得到的再生自密实混凝土的流动性、填充性、抗离析性、经时损失和强度均满足相关要求，降低了混凝土生产成本。同时，还可以解决建筑垃圾处理的问题，缓解资源枯竭的压力，绿色环保，制备方法简单，施工简便，适合工业化生产。 

附图说明

图1是本发明再生粗骨料取代率与自密实再生混凝土的弹落扩展度的关系曲线图； 

图2是本发明再生粗骨料取代率与自密实再生混凝土的T₅₀₀流动时间的关系曲线图； 

图3是本发明再生粗骨料取代率与自密实再生混凝土的L型仪H₂/H₁的关系曲线图； 

图4是本发明再生粗骨料取代率与自密实再生混凝土的28d立方体抗压强 度的关系曲线图。 

由图1、3可知，当再生粗骨料取代率为50％时自密实再生混凝土的弹落扩展度最大为700mm，达到填充性SF2等级，L型仪H₂/H₁最大为0.86达到间隙通过性、抗离析性Ⅱ级； 

由图2、4可知，当再生粗骨料取代率为70％时自密实再生混凝土的T₅₀₀流动时间最优为4.9s，达到填充性VS1等级；由图4可知，当再生粗骨料取代率为30％时自密实再生混凝土的28d立方体抗压强度最大达到24.9MPa。工作性能和立方体抗压强度均满足要求。 

具体实施方式

本申请以下实施例所采用的原料如下： 

水泥：P·C32.5复合硅酸盐水泥，表观密度为3.1g/cm³。 

粉煤灰：1级粉煤灰，表观密度2.04g/cm³。 

砂：细度模数为2.36的中砂，表观密度为2.65g/cm³，堆积密度为1.45g/cm³，含水率为0.4％。 

天然粗骨料：5～20mm连续粒级的碎石，表观密度为2.75g/cm³，堆积密度为1.35g/cm³，吸水率为0.45％。 

再生粗骨料：将建筑垃圾中的废弃混凝土经过分拣、破碎和筛分，筛除小于9.50mm和大于20mm的颗粒后，以骨料粒径在10mm～20mm粒径段加工制成再生粗骨料，表观密度为2.35g/cm³，堆积密度为1.23g/cm³，吸水率为4.76％。 

外加剂：聚羧酸高效减水剂。 

水：自来水。 

实施例 

实施例1-3所采用的原料和用量见表1所示，各组份的单位是：kg/m³： 

表1 

表1所示的实施例1-3所用原料的重量比如表2所示： 

表2 

制备方法： 

(1)为防止粘锅，按配合比称取水泥细骨料、水、粉煤灰(使预拌砂浆足够令搅拌机内壁粘上水泥砂浆)，预拌，待搅拌机内壁粘上水泥砂浆，取出剩余砂浆； 

(2)按配合比称取水泥、再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水、附加水、粉煤灰和外加剂，严格按照再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水泥、粉煤灰和外加剂的顺序投料然后启动搅拌机，干拌1min～2min； 

(3)加入已经称量好的水和附加水，继续搅拌1min～2min。 

实施例1-5所得C20级单粒级自密实再生混凝土的性能测试数据见表3： 

表3 

上述具体实施方式不以任何形式限制本发明的技术方案，凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案均落在本发明的保护范围。