一种含改性再生砖混砂粉的湿拌砂浆、制备工艺及应用

摘要

本发明公开了一种含再生砖混砂粉在湿拌砂浆及其制备工艺，所述的再生砖混砂粉是由废旧混凝土和废旧红砖瓦依据相同粒径，按质量比1：2混合成再生砖混砂粉材料；所述的湿拌砂浆材料按重量份数，由7～10份水泥、2～5份粉煤灰、50～70份河砂、5～20份再生砖混砂粉、10～20份水、0.1～0.4份外加剂、0.1～0.4份改性剂、0.2～0.5份保塑剂组成。本发明提升了湿拌砂浆的抗压强度、拉伸粘结强度、抗折强度，可以解决建筑垃圾的堆积问题，减少其对环境的污染，符合绿色、可持续性的发展理念，又能节约天然砂石资源降低工程成本，为经济社会发展带来巨大效益。

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，尤其涉及运用一种改性再生砖混砂粉在湿拌砂浆中的应用。

背景技术

随着国民经济与社会的快速发展，人民生活水平的日益提高，工业化速度加快,城市化的速度也越来越快。但是，城市化建设产生的大量建筑垃圾,一直是社会存在的难题。建筑垃圾数量巨大，种类繁杂，粗放式堆放对环境的影响途径多，污染的形式也复杂多样，会直接或者间接污染大气环境、土壤环境等，亟待合理地资源化再生利用。回收利用建筑垃圾，提高再生制品质量，既能解决建筑垃圾的堆积问题，减少其对环境的污染，又能节约天然砂石资源，符合绿色、可持续性的发展理念，在环境保护和建筑成本等方面也有很大益处。

近年来，我国拆除的建筑物多为砖混结构，废弃粘土烧结砖约占建筑垃圾总量的60％，砖混不同类型建筑垃圾的专业化分拣装备日益完善，资源化企业生产砖混材料日渐成熟，砖混建筑垃圾再生骨料应用技术指标的系统化研究逐步系统，十分有利于建筑垃圾再生骨料的推广应用。水泥、粉煤灰、河砂等建材是湿拌砂浆中的重要组成成份，砂石因其良好的硬度和稳定的化学性质，常常作为优质的建筑材料，被广泛应用于房屋、公路、铁路等领域。结合我国砂石具有基础建设用量大、材质特性基础且不可替代的特点，因此建材储备问题也日益突出。

为此，针对我国建材资源形式日益严峻，以及城市化建设产生的大量建筑垃圾难处理的问题，将砖混建筑垃圾，经分拣、除土、分级破碎、筛分后应用于湿拌砂浆中，替代部分建筑材料的使用。因此，运用一种再生砖混砂粉在湿拌砂浆中的应用显得尤为重要。既可以解决建筑垃圾的堆积问题，减少其对环境的污染，符合绿色、可持续性的发展理念，又能节约天然砂石资源降低工程成本，为经济社会发展带来巨大效益。

发明内容

在充分参考查阅现有的技术资料前提下，本发明旨在解决我国建材资源形式日益严峻，以及城市化建设产生的大量建筑垃圾难处理的问题，将再生砖混砂粉应用于湿拌砂浆，从而获得一种粘度较大的湿拌砂浆，同时具备较高的抗压强度、拉伸粘结强度、抗折强度，将建筑垃圾再生利用。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：

一种作用于湿拌砂浆的再生砖混砂粉材料，制备方法包括以下几个制作步骤：

步骤1)将拆除后的建筑废材先经颚式破碎机将大块物料破碎成中度颗粒，再输送至圆锥式破碎机进行强化破碎。

所述的颚式破碎机两块颚板，一是固定颚板(定颚)，垂直(或上端略外倾)固定在机体前壁上，另一是活动颚板(动颚)，位置倾斜，与固定颚板形成上大下小的破碎腔(工作腔)。活动颚板对着固定颚板做周期性的往复运动，时而分开，时而靠近。分开时，物料进入破碎腔，成品从下部卸出；靠近时，使装在两块颚板之间的物料受到挤压，弯折和劈裂作用而破碎。

所述的圆锥式破碎机可以破碎中等和中等硬度以上的各种矿石和岩石。圆锥破碎机密封采用润滑脂密封，避免了给水及排水系统易堵塞的弊病及水油易混合的缺陷，弹簧保险系统是过载保护装置，可合异物、铁块通过破碎腔而不危害破碎机。

步骤2)二破后经传送带输送至粒径筛，进行筛分。

所述的粒径筛分为上下三层，顶层为15mm的粒径筛，中层为10mm粒径筛，为圆柱形；下层为5mm粒径筛，下部放置承载箱。

步骤3)取10mm以下颗粒进行整形，吸尘器除粉；取5mm以下粒径砂粉，进行预湿处理。

步骤4)将吸尘和预湿后的废旧混凝土和废旧红砖瓦依据相同粒径，按质量比1：2混合成再生砖混砂粉材料。

一种含改性再生砖混砂粉在湿拌砂浆，所述的湿拌砂浆材料按重量份数，由7～10份水泥、2～5份粉煤灰、50～70份河砂、5～20份再生砖混砂粉、10～20份水、0.1～0.4份外加剂、0.1～0.4份改性剂、0.2～0.5份保塑剂组成。

所述的水泥为硅铝酸盐水泥，标号为P.C 42.5，细度≤5.0。

所述的粉煤灰密度为2.3(g/cm)，吸水量达110％。

所述的河砂细度模数为2.2，粒径大于0.075mm的颗粒超过全重85％，平均粒径为0.25mm～0.125mm的砂石。

所述的再生砖混粉砂具有多孔、吸水率高、粉含量高，密度小于天然材料的特点。粒径0-5mm，且为连续级配。再生砂粉比例占砂总量的30-50％，

所述的外加剂由5份粉煤灰、15份无水硫酸钠、14份三乙醇胺、25份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、7份十二烷基硫酸钠、26份碳酸钠、8份聚氨酯组合而成。

所述的改性剂为甲基硅酸钾、甲基硅酸钠、十二烷基苯磺酸钠三者按照质量比1:2:1的比例混合制得。

所述的保塑剂成份由聚醚单体、端羧基乙烯基醚、异氰酸酯及过氧化氢组成。

所述的湿拌砂浆包括以下制作步骤：(1)称量。(2)拌合。(3)检验。

步骤1)用电子秤分别称取8份水泥、3份粉煤灰、62份河砂、10份再生砖混砂粉、15份水、0.2外加剂、0.2份改性剂、0.5份保塑剂，分别置于不同的试验桶。

步骤2)首先，将称取后的62份河砂与10份再生砖混砂粉倒入A拌合桶，开动手扶式搅拌机，将河砂与再生砖混砂粉搅拌5min，使之充分拌合；其次，将8份水泥与3份粉煤灰倒入B拌合桶，开动搅拌机拌合3min；然后，将B拌合桶中搅拌均匀的水泥与粉煤灰倒入A拌合桶，开动手扶式搅拌机充分搅拌5min中，确保搅拌充分；紧接将7份水倒入A拌合桶，搅拌3min后加入0.2份改性剂，搅拌3min后加入0.2份外加剂；最后倒入8份水，搅拌8min后加入0.5份保塑剂。

步骤3)制备完成后，置于适宜环境下存放。

本发明相对于现有技术具有以下优点：

(1)本发明将再生砖混砂粉改性后应用于湿拌砂浆，显著改善湿拌砂浆的流动性、抗压强度、拉伸粘结强度、抗折强度。

(2)本发明所使用的湿拌砂浆改性剂剂由甲基硅酸钾、甲基硅酸钠、十二烷基苯磺酸钠三者按照质量比1:2:1的比例混合制得。能够明显的改善砖混砂粉的表界面性能，起到很好的调控砖混砂粉吸放水作用。

(3)本发明所使用的湿拌砂浆外加剂由粉煤灰、无水硫酸钠、三乙醇胺、份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、碳酸钠、聚氨酯组合而成。聚氨酯的添加有效改善湿拌砂浆的粘结性能。

(4)本发明所用的保塑剂成份由聚醚单体、端羧基乙烯基醚、异氰酸酯及过氧化氢组成。异氰酸酯的添加大大改善湿拌砂浆粘结性能。

(5)本发明采用的湿拌砂浆拌合工艺能有效使湿拌砂浆各成分充分拌合均匀，大大提升了湿拌砂浆的应用性能。

(6)本发明可以解决建筑垃圾的堆积问题，减少其对环境的污染，符合绿色、可持续性的发展理念，又能节约天然砂石资源降低工程成本，为经济社会发展带来巨大效益。

具体实施过程

一种含改性再生砖混砂粉的湿拌砂浆，分别加入5份、10份、15份的再生砖混砂粉，对其进行稠度、保水率、抗压强度试验、拉伸粘结强度试验、抗折强度试验。试验方案如下：

稠度、保水率：分别按照JGJ70-90《建筑砂浆基本性能试验方法》第4、7项进行；

抗压强度：按照JGJ70-90《建筑砂浆基本性能试验方法》第9项进行，试件规格为70.7mm×70.7mm×70.7mm；

拉伸粘结强度：按照JGJ70-90《建筑砂浆基本性能试验方法》第10项进行，试件规格为70.7mm×70.7mm×20mm；

抗折强度：按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》(ISO法)进行。

实施例1：对含有5份再生砖混砂粉的湿拌砂浆进行抗压强度试验、拉伸粘结强度试验、抗折强度试验。

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆的材料，制备过程如下：

步骤1)用电子秤分别称取8份水泥、3份粉煤灰、68.1份河砂、5份再生砖混砂粉、15份水、0.2外加剂、0.2份改性剂、0.5份保塑剂，分别置于不同的试验桶。

步骤2)首先，将称取后的68.1份河砂与5份再生砖混砂粉倒入A拌合桶，开动手扶式搅拌机，将河砂与再生砖混砂粉搅拌5min，使之充分拌合；其次，将8份水泥与3份粉煤灰倒入B拌合桶，开动搅拌机拌合3min；然后，将B拌合桶中搅拌均匀的水泥与粉煤灰倒入A拌合桶，开动手扶式搅拌机充分搅拌5min中，确保搅拌充分；紧接将7份水倒入A拌合桶，搅拌3min后加入0.2份外加剂，搅拌3min后加入0.2份外加剂；最后倒入8份水，搅拌8min后加入0.5份保塑剂。

步骤3)制备完成后，浇筑3个抗压强度试块。

稠度：

一、用少量润滑油轻擦滑杆，再将滑杆上多余的油用吸油纸擦净，使滑杆能自由滑动；

二、用湿布擦净盛浆容器和试锥表面，将砂浆拌合物一次装入容器，使砂浆表面低于容器口约10mm左右。用捣棒自容器中心向边缘均匀地插捣25次，然后轻轻地将容器摇动或敲击5～6下，使砂浆表面平整，然后将容器置于稠度测定仪的底座上；

三、拧松制动螺丝，向下移动滑杆，当试锥尖端与砂浆表面刚接触时，拧紧制动螺丝，使齿条侧杆下端刚接触滑杆上端，读出刻度盘上的读数(精确至1mm)；

四、拧松制动螺丝，同时计时间，10s时立即拧紧螺丝，将齿条测杆下端接触滑杆上端，从刻度盘上读出下沉深度(精确至1mm)，二次读数的差值即为砂浆的稠度值；

五、盛装容器内的砂浆，只允许测定一次稠度，重复测定时，应重新取样测定，试验结果见表1。

表1.2h稠度

保水率：

一、称量下不透水片与干燥试模质量m

二、将砂浆拌合物一次性填入试模，并用抹刀插捣数次，当填充砂浆略高于试模边缘时，用抹刀以45°角一次性将试模表面多余的砂浆刮去，然后再用抹刀以较平的角度在试模表面反方向将砂浆刮平。

三、抹掉试模边的砂浆，称量试模、下不透水片与砂浆总质量m

四、用2片医用棉纱覆盖在砂浆表面，再在棉纱表面放上8片滤纸，用不透水片盖在滤纸表面，以2kg的重物把不透水片压着。

五、静止2min后移走重物及不透水片，取出滤纸(不包括棉砂)，迅速称量滤纸质量m

六、从砂浆的配比及加水量计算砂浆的含水率，试验结果见表2。

表2.保水率

抗压试验：

一、试件从养护地点取出后，应尽快进行试验，以免试件内部的温湿度发生显著变化。试验前先将试件擦拭干净，测量尺寸，并检查其外观。试件尺寸测量精确至1mm，并据此计算试件的承压面积。如实测尺寸与公称尺寸之差不超过1mm，可按公称尺寸进行计算。

二、将试件安放在试验机的下压板上(或下垫板上)，试件的承压面应与成型时的顶面垂直，试件中心应与试验机下压板(或下垫板)中心对准。开动试验机，当上压板与试件(或上垫板)接近时，调整球座，使接触面均衡受压。承压试验应连续而均匀地加荷，加荷速度应为每秒钟0.5～1.5kN(砂浆强度5MPa及5MPa以下时，取下限为宜，砂浆强度5MPa以上时，取上限为宜)，当试件接近破坏而开始迅速变形时，停止调整试验机油门，直至试件破坏，然后记录破坏荷载。

三、以三个试件测值的算术平均值的1.3倍作为该组试件的砂浆立方体试件抗压强度平均值(精确至0.1MPa)，试验结果见表3。

表3.抗压强度

拉伸粘结试验：

1.将试件在标准试验条件下养护13d，在试件表面涂上环氧树脂等高强度粘合剂，然后将上夹具对正位置放在粘合剂上，并确保上夹具不歪斜，继续养护24h。

2.测定拉伸粘结强度。将钢制垫板套入基底砂浆块上，将拉伸粘结强度夹具安装到试验机上，试件置于拉伸夹具中，夹具与试验机的连接宜采用球铰活动连接，以(5±1)mm/min速度加荷至试件破坏。试验时破坏面应在检验砂浆内部，则认为该值有效并记录试件破坏时的荷载值。若破坏型式为拉伸夹具与粘合剂破坏，则试验结果无效，试验结果见表4。

表4.拉伸粘结强度

抗折试验：

将试体一个侧面放在试验机支撑圆柱上，试体长轴垂直垂直于支撑圆柱，通过加荷圆柱以50N/s±10N/s的速率均匀的将荷载垂直地加在棱柱体相对侧面上，直至折断。试验结果见表5.

表5.抗折强度

实施例2：对含有10份再生砖混砂粉的湿拌砂浆进行抗压强度试验、拉伸粘结强度试验、抗折强度试验。

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆，制备过程如下：

步骤1)用电子秤分别称取8份水泥、3份粉煤灰、63.1份河砂、10份再生砖混砂粉、15份水、0.2外加剂、0.2份改性剂、0.5份保塑剂，分别置于不同的试验桶。

步骤2)首先，将称取后的63.1份河砂与10份再生砖混砂粉倒入A拌合桶，开动手扶式搅拌机，将河砂与再生砖混砂粉搅拌5min，使之充分拌合；其次，将8份水泥与3份粉煤灰倒入B拌合桶，开动搅拌机拌合3min；然后，将B拌合桶中搅拌均匀的水泥与粉煤灰倒入A拌合桶，开动手扶式搅拌机充分搅拌5min中，确保搅拌充分；紧接将7份水倒入A拌合桶，搅拌3min后加入0.2份外加剂，搅拌3min后加入0.2份外加剂，最后倒入8份水，搅拌8min后加入0.5份保塑剂。

步骤3)制备完成后，浇筑3个抗压强度试块。

稠度试验：

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆抗压试验步骤如实施例1相同，其试验结果见表6。

表6.2h稠度

保水率试验：

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆抗压试验步骤如实施例1相同，其试验结果见表7。

表7.保水率

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆抗压试验步骤如实施例1相同，其试验结果见表8。

抗压试验：

表8.抗压强度

拉伸粘结试验：

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆拉伸粘结试验步骤如实施例1相同，试验结果见表9。

表9.拉伸粘结强度

抗折试验：

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆的抗折试验步骤如实施例1相同，试验结果见表10。

表10.抗折强度

实施例3：对含有10份再生砖混砂粉的湿拌砂浆进行抗压强度试验、拉伸粘结强度试验、抗折强度试验。

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆，制备过程如下：

步骤1)用电子秤分别称取8份水泥、3份粉煤灰、58.1份河砂、15份再生砖混砂粉、15份水、0.2外加剂、0.2改性剂、0.5份保塑剂，分别置于不同的试验桶。

步骤2)首先，将称取后的58.1份河砂与15份再生砖混砂粉倒入A拌合桶，开动手扶式搅拌机，将河砂与再生砖混砂粉搅拌5min，使之充分拌合；其次，将8份水泥与3份粉煤灰倒入B拌合桶，开动搅拌机拌合3min；然后，将B拌合桶中搅拌均匀的水泥与粉煤灰倒入A拌合桶，开动手扶式搅拌机充分搅拌5min中，确保搅拌充分；紧接将7份水倒入A拌合桶，搅拌3min后加入0.2份外加剂，搅拌3min后加入0.2份改性剂；最后倒入8份水，搅拌8min后加入0.5份保塑剂。

步骤3)制备完成后，浇筑3个抗压强度试块。

稠度试验：

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆抗压试验步骤如实施例1相同，其试验结果见表11。

表11.2h稠度

保水率试验：

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆抗压试验步骤如实施例1相同，其试验结果见表12。

表12.保水率

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆抗压试验步骤如实施例1相同，其试验结果见表13。

抗压试验：

表13.抗压强度

拉伸粘结试验：

果见表一1种4。含再生砖混砂粉的湿拌砂浆拉伸粘结试验步骤如实施例1相同，试验结

表14.拉伸粘结强度

抗折试验：

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆的抗折试验步骤如实施例1相同，试验结果见表15。

表15.抗折强度

抗压试验：

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆的材料抗压试验步骤如实施例1相同，其试验结果见表16。

表16.抗压强度

拉伸粘结试验：

试验一结种果含见表再1生7。砖混砂粉的湿拌砂浆的材料拉伸粘结试验步骤如实施例1相同，

表17.拉伸粘结强度

抗折试验：

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆的抗折试验步骤如实施例1相同，试验结果见表18。

表18.抗折强度

对照例：对不含再生砖混砂粉的湿拌砂浆进行抗压强度试验、拉伸粘结强度试验、抗折强度试验。

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆的材料，制备过程如下：

步骤1)用电子秤分别称取8份水泥、3份粉煤灰、73.1份河砂、0份再生砖混砂粉、15份水、0.2外加剂、0.2改性剂、0.5份保塑剂，分别置于不同的试验桶。

步骤2)首先，将称取后的73.1份河砂倒入A拌合桶；其次，将8份水泥与3份粉煤灰倒入B拌合桶，开动搅拌机拌合3min；然后，将B拌合桶中搅拌均匀的水泥与粉煤灰倒入A拌合桶，开动手扶式搅拌机充分搅拌5min中，确保搅拌充分；紧接将7份水倒入A拌合桶，搅拌3min后加入0.2份外加剂，搅拌3min后加入0.2份改性剂；最后倒入8份水，搅拌8min后加入0.5份保塑剂。

步骤3)制备完成后，浇筑3个抗压强度试块。

稠度试验：

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆的材料抗压试验步骤如实施例1相同，其试验结果见表19。

表19.2h稠度

保水率试验：

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆的材料抗压试验步骤如实施例1相同，其试验结果见表20。

表20.保水率

抗压试验：

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆的材料抗压试验步骤如实施例1相同，其试验结果见表21。

表21.抗压强度

拉伸粘结试验：

试验一结种果含见表再2生2。砖混砂粉的湿拌砂浆的材料拉伸粘结试验步骤如实施例1相同，

表22.拉伸粘结强度

抗折试验：

一种含再生砖混砂粉的湿拌砂浆的抗折试验步骤如实施例1相同，试验结果见表23。

表23.抗折强度

将实施例和对照例试验结果汇总至表24.

表24.汇总表

由表6知，与对照例相比，实施例1、实施例2、实施例3稠度分别提升22％、25％、19％；保水率分别提升3％、12％、8％；抗压强度分别提升7％、28％、28％；拉伸粘结强度分别提高9.5％、42.8％、47.6％；抗折强度分别提高7.5％、35％、32.5％。随着再生砖混砂粉增加，稠度和保水率先增加后减少，随着再生砖混砂粉增加抗压强度、拉伸粘结强度、抗折强度先增加后基本不变，说明在湿拌砂浆中添加再生砖混砂粉能有效改善湿拌砂浆的强度，达到一定量后作用变化不再明显。