一種海砂再生粗骨料高性能混凝土及其制備方法技術

本發明專利技術涉及海砂混凝土技術領域，公開了一種海砂再生粗骨料高性能混凝土及其制備方法，制備方法包括：首先將污泥預處理為污泥顆粒；將水泥、粉煤灰、硅粉、磨細貝殼粉與污泥顆粒混合后，加入淡化海砂或河砂與鋼纖維，攪拌均勻，在室溫攪拌過程中加入水和聚羧酸高性能減水劑，最后加入改性再生粗骨料或普通粗骨料，得到海砂再生粗骨料高性能水泥砂漿；將水泥漿裝入模型并移入標準養護室，使用熱水固化得到海砂再生粗骨料高性能混凝土。本發明專利技術充分利用污泥，降低能耗；使用聚羧酸高性能減水劑，節約水資源；使用再生粗骨料作，減少廢棄建筑材料的浪費；使用海砂資源代替河砂，耐久性與抗腐蝕性能強；將污泥部分代替水泥，實現了污泥的資源化利用。源化利用。源化利用。

【技術實現步驟摘要】
一種海砂再生粗骨料高性能混凝土及其制備方法


[0001]本專利技術涉及海砂混凝土領域，特別涉及一種海砂再生粗骨料高性能混凝土及其制備方法。

技術介紹

[0002]隨著我國經濟建設的持續快速發展,每年都有大量的舊混凝土建筑物被拆除,也有大量的新混凝土建筑物產生。在拆除過程中所產生的廢棄混凝土主要是運往郊區外堆放或填埋；在建造過程中所需的大量混凝土原材料料主要是開山采石和掘地淘沙而制得。污泥是進行污水處理時產生的一種固態、半固態及液態的廢棄物，是處理過程中不可避免的副產物。污泥中含有大量有機物，其中包含氮、磷等營養物質，在有機物上還寄生著各種病原微生物，污泥中還含有銅、鋅、鉛、鎘和汞等重金屬化合物以及有毒化合物，還含有大量難以降解的物質，是一種極其復雜的非均質體，很難通過沉降進行固液分離，且體積龐大。如果不對污泥加以處理就任意排放，不僅會造成環境污染，危害人類的健康，同時這也是對資源的嚴重浪費，因此如何妥善處理污泥、有效利用污泥已成為世界各國關注的重點課題之一。目前，建筑砂的年使用量已經增長了20倍以上，河砂是建設的主要砂源，但河砂的供應受到資源和環境影響的限制，不能完全滿足建筑業的需求。中國沿海地區海砂資源豐富，我國近海地區海砂總量約為67.96
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~68.49
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m3。
[0003]公開號CN 112028565A的專利申請公開了一種再生粗骨料海水海砂混凝土及其制備方法和應用，包括一定配比的水泥、天然粗骨料、海砂、再生粗骨料、海水、粉煤灰、硅灰、附加水、減水劑制成，通過在采用一定配比的粉煤灰和粉煤灰作為礦物摻合料，替代部分水泥，可以提高再生粗骨料混凝土的耐久性和抗壓、抗折強度，采用再生粗骨料代替部分天然粗骨料，可充分回收利用建筑廢料。
[0004]該現有技術沒有減少水泥的使用量，降低能耗，且拌合水用量大，浪費水資源，生產出的混凝土強度也有待提高。
[0005]為此，需要一種新的技術方案以解決上述技術問題。

技術實現思路

[0006]本專利技術的目的在于提供一種海砂再生粗骨料高性能混凝土及其制備方法，具有較高力學性能與耐久性能。
[0007]本專利技術采用的技術方案是：一種海砂再生粗骨料高性能混凝土，按質量份數包含以下原材料：普通粗骨料0~40份、改性再生粗骨料0~40份、河砂0~100份、海砂0~100份、水泥40~50份、粉煤灰30~40份、硅灰20~25份、磨細貝殼粉2~10份、粉末狀污泥6~10份、清水10~20份、鋼纖維10~15份，聚羧酸高性能減水劑1份。
[0008]進一步，改性再生粗骨料的制備方法包括：步驟1：建筑廢料破碎，使用水清洗去除水溶性雜質，使用醇溶液清洗去除油性雜
質；步驟2：利用快速碳化進行改性，將破碎料裝入不銹鋼托盤中放置在碳化箱中進行碳化，溫度：20
±
2℃，濕度：70
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5%，CO2濃度：20
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2%；步驟3：每隔7天對再生骨料進行翻動并取出少部分再生骨料，將其表面的粘結砂漿層剝落，并用研缽將其研細，然后向上面噴涂1%的酚酞指示劑，觀察其是否變紅，重復此過程直至不再變色；步驟4：破碎料烘干，烘箱中45攝氏度低溫烘干48h，即得改性再生粗骨料。
[0009]進一步，再生粗骨料粒徑主要包括5~15 mm和15~31.5 mm兩種，5~15 mm和15~31.5 mm的質量比約為3：2，所述醇溶液為濃度為75%的乙醇溶液。
[0010]進一步，普通粗骨料為傳統建筑原材料使用粗骨料，其粒徑分布在5~40mm間，水泥為標號不低于P.O 42.5的水泥。
[0011]進一步，河砂細度模數為2.2
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2.5，含泥量1.5%，所述海砂細度模數為2.0
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2.8，含泥量小于1.0%，云母含量小于1.0%，自由氯離子含量小于0.03%，所述磨細貝殼粉為貝類、海螺的外殼經烘干、焙燒、磨細成粉后，形成的細度為1250目的高純度CaO細粉。
[0012]進一步，鋼纖維為波型鍍銅鋼纖維，其長度為15~60mm，長徑比為40~80，抗拉強度為380~800MPa。
[0013]進一步，粉煤灰顆粒的直徑為0.5～300mm，其密度為2.0～2.9g/cm3，堆積密度為0.53～1.26g/cm3，比表面積為900～8000cm2/g，吸水量為90%～130%，硅灰顏色介于淺灰色與深灰色之間，密度為2.2g/cm3，平均粒徑為1μm，比表面積介于15000~25000m2/kg。進一步，粉末狀污泥由脫水處理后的污泥經熱處理并磨成粉末而成，其含水率為60~75%。
[0014]進一步，聚羧酸高性能減水劑液體的固含量20 %、總堿量0.02 %、pH值7.0
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8.0，減水率26~35 %進一步，一種海砂再生粗骨料高性能混凝土的制備方法，包括以下步驟：步驟1：首先將污泥預處理為粉末狀污泥；步驟2：將水泥、粉煤灰、硅粉、磨細貝殼粉與粉末狀污泥混合后，加入淡化海砂、河砂與鋼纖維，攪拌均勻，在室溫攪拌過程中加入清水和聚羧酸高性能減水劑，最后加入改性再生粗骨料、普通粗骨料，得到海砂再生粗骨料高性能水泥砂漿；步驟3：將水泥漿裝入模型并移入標準養護室，24h后使用60~70℃熱水固化40~50 h得到海砂再生粗骨料高性能混凝土。
[0015]本專利技術與現有技術相比，具有以下有益效果：1、本專利技術采用粉末狀污泥、粉煤灰、硅灰作為混凝土礦物摻合料部分替代水泥形成多元復合膠凝材料，減少水泥的使用量，充分利用了污泥，并降低了能耗。
[0016]2、本專利技術使用聚羧酸高性能減水劑，在降低拌和水用量的同時保證新拌砂漿具有一定的塌落度，此舉降低了拌合水用量，節約水資源。
[0017]3、本專利技術使用大于5mm的再生粗骨料作為粗骨料，改善了混凝土骨料的級配，并充分利用廢棄混凝土資源，減少了廢棄建筑材料的浪費。
[0018]4、本專利技術使用豐富的海砂資源代替河砂，混凝土力學性能仍保持在高性能混凝土的基準以上，且具有良好的耐久性與抗腐蝕性能，充分利用了自然資源。
[0019]5、本專利技術將污泥進行預處理后可部分代替水泥，污泥的建材化利用不僅實現了污泥的資源化利用，而且污泥中有毒有害的重金屬也能得到有效固化，具有良好的發展前景。
附圖說明
[0020]下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細敘述。
[0021]圖1為本專利技術的海砂再生粗骨料高性能混凝土的抗壓強度變化示意圖；圖2為本專利技術的海砂再生粗骨料高性能混凝土的碳化侵蝕、抗氯離子侵蝕變化示意圖。
實施方式實施例
[0022]一種海砂再生粗骨料高性能混凝土，采用以下方法制備得到：步驟1：按重量份稱取以下原料備用：普通粗骨料40份，河砂75份，海砂25份，水泥50份，粉煤灰40份，硅灰25份，磨細貝殼粉10份，粉末狀污泥10份，清水20份，鋼纖維15份，聚羧酸高性能減水劑1本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種海砂再生粗骨料高性能混凝土，其特征在于：按質量份數包含以下原材料：普通粗骨料0~40份、改性再生粗骨料0~40份、河砂0~100份、海砂0~100份、水泥40~50份、粉煤灰30~40份、硅灰20~25份、磨細貝殼粉2~10份、粉末狀污泥6~10份、清水10~20份、鋼纖維10~15份，聚羧酸高性能減水劑1份。2.根據權利要求1所述的一種海砂再生粗骨料高性能混凝土，其特征在于：所述改性再生粗骨料的制備方法包括：步驟1：建筑廢料破碎，使用水清洗去除水溶性雜質，使用醇溶液清洗去除油性雜質；步驟2：利用快速碳化進行改性，將破碎料裝入不銹鋼托盤中放置在碳化箱中進行碳化，溫度：20
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2℃，濕度：70
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5%，CO2濃度：20
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2%；步驟3：每隔7天對再生骨料進行翻動并取出少部分再生骨料，將其表面的粘結砂漿層剝落，并用研缽將其研細，然后向上面噴涂1%的酚酞指示劑，觀察其是否變紅，重復此過程直至不再變色；步驟4：破碎料烘干，烘箱中45攝氏度低溫烘干48h，即得改性再生粗骨料。3. 根據權利要求2所述的一種海砂再生粗骨料高性能混凝土，其特征在于：所述再生粗骨料粒徑主要包括5~15 mm和15~31.5 mm兩種，5~15 mm和15~31.5 mm的質量比約為3：2，所述醇溶液為濃度為75%的乙醇溶液。4. 根據權利要求1所述的一種海砂再生粗骨料高性能混凝土，其特征在于：所述普通粗骨料為傳統建筑原材料使用粗骨料，其粒徑分布在5~40mm間，水泥為標號不低于P.O 42.5的水泥。5.根據權利要求1所述的一種海砂再生粗骨料高性能混凝土，其特征在于：所述河砂細度模數為2.2
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2.5，含泥量1.5%，所述海砂細度模數為2.0
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【專利技術屬性】
技術研發人員：沈欣欣，崔建生，王新宇，盧洋洋，李田雨，倪磊，范春雨，王玲玲，李甜，陳成，
申請(專利權)人：南通市建筑科學研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：