一种超早强建筑固废再生砂粉混凝土及其制备方法与流程

1.本发明涉及再生混凝土制备技术领域，尤其涉及一种超早强建筑固废再生砂粉混凝土及其制备方法。


背景技术：

2.将建筑固废破碎、筛分制备再生骨料、再生砂粉以取代天然砂石制备再生混凝土，既可以有效利用建筑固废资源，同时也缓解了我国砂石资源匮乏问题，具有重要的经济和社会价值。
3.随着我国建筑工业化的不断发展，装配式结构将成为未来建筑结构的重要发展趋势。现有装配式混凝土预制构件生产技术中，一般采用蒸汽养护的方式使混凝土快速早强，来缩短脱模时间，提高模具周转速度，从而提高生产效率。
4.但采用蒸汽养护的方法，需要大量热量，消耗大量能源和自然资源，导致生产成本高。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种超早强建筑固废再生砂粉混凝土及其制备方法，旨在解决现有技术中的采用蒸汽养护的方式使混凝土快速早强，消耗大量能源和自然资源，导致生产成本高的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明采用的一种超早强建筑固废再生砂粉混凝土制备方法，包括以下步骤：
7.获取再生砂粉，并通过超声振动筛分、机械化学改性和物理分散的方式将所述再生砂粉制备成再生砂和早强胶凝组分；
8.按照设定质量份数分别称取所述再生砂、所述早强胶凝组分、水泥、细骨料和粗骨料，并将其一并添加到搅拌设备中进行预混合搅拌，获得混合物；
9.将设定质量的水和减水剂预混合后，再加入所述混合物中，并持续进行搅拌，获得超早强混凝土，并将所述超早强混凝土放入模具中成型。
10.实现砂粉固废资源的高效利用，提高了建筑固废再生砂粉混凝土的早强性能以及工作性，满足混凝土预制构件的快速脱模和免蒸汽养护，有利于提高预制构件的生产效率，降低生产能耗，节约生产成本。
11.其中，获取再生砂粉，并通过超声振动筛分、机械化学改性和物理分散的方式将所述再生砂粉制备成再生砂和早强胶凝组分，所述方法还包括：
12.所述再生砂粉是由建筑固废破碎、筛分得到的粒径小于4目的固体颗粒和细粉。
13.利用建筑固废，减少了天然砂等自然资源的消耗，以及水泥生产过程的能耗，具有显著的经济效益和社会效益。
14.其中，其特征在于，获取再生砂粉，并通过超声振动筛分、机械化学改性和物理分散的方式将所述再生砂粉制备成再生砂和早强胶凝组分，所述方法还包括：
15.将所述再生砂粉经超声振动筛分后，获得大于200目的所述再生砂和200目以下的再生微粉。
16.避免了直接加入所述再生砂粉对混凝土工作性的不利影响，同时还充分发挥了所述再生砂粉中所述再生微粉的微填充效应、晶核剂效应以及水化反应活性，提高了建筑固废再生砂粉混凝土的早强性能以及工作性。
17.一种超早强建筑固废再生砂粉混凝土，所述超早强建筑固废再生砂粉混凝土包括水140～165份、水泥420～500份、细骨料100～160份、粗骨料1000～1100份、再生砂410～470份、早强胶凝组分20～200份和减水剂2～5份。
18.减少了天然砂等自然资源的消耗以及水泥生产过程的能耗，具有显著的经济效益和社会效益。
19.其中，所述水泥为普通硅酸盐水泥，标号≥p.o.42.5r；所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率≥25％。
20.采购方便，有利于提高生产效率。
21.其中，所述早强胶凝组分包括再生微粉70～120份、超早强剂10～20份和ⅰ级粉煤灰0～100份。
22.充分发挥了所述再生微粉的微填充效应、晶核剂效应以及水化反应活性，提高了建筑固废再生砂粉混凝土的早强性能以及工作性。
23.其中，所述超早强剂包括硫酸铝、硝酸钙、甲酸钙和三乙醇胺，所述硫酸铝、所述甲酸钙、所述硝酸钙和所述三乙醇胺的各组分质量份数比为24～40份：32～48份：12～28份：1～2份。
24.使用自制的所述超早强剂，加快水泥混凝土的早期水化进程，有效缩短混凝土脱模时间，同时减少或避免混凝土的蒸汽养护。
25.本发明的超早强建筑固废再生砂粉混凝土及其制备方法，通过超声振动筛分、机械化学改性和物理分散的方式将所述再生砂粉制备成所述再生砂和所述早强胶凝组分，既避免了直接加入所述再生砂粉对混凝土工作性的不利影响，还充分发挥了微填充效应、晶核剂效应以及水化反应活性，提高了建筑固废再生砂粉混凝土的早强性能以及工作性，采用所述再生砂和所述早强胶凝组分替代天然砂和水泥，实现了所述再生砂粉固废资源的全组分高效利用，减少了天然砂等自然资源的消耗，还能够满足混凝土预制构件的快速脱模和免蒸汽养护，有利于提高预制构件的生产效率，降低生产能耗，节约生产成本。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本发明的超早强建筑固废再生砂粉混凝土制备方法的步骤图。
具体实施方式
28.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.请参阅图1，本发明提供了一种超早强建筑固废再生砂粉混凝土制备方法，包括以下步骤：
31.s101：获取再生砂粉，并通过超声振动筛分、机械化学改性和物理分散的方式将所述再生砂粉制备成再生砂和早强胶凝组分。
32.具体的，首先，将建筑固废进行破碎和筛分，得到粒径小于4目的固体颗粒和细粉，即所述再生砂粉；其次，将所述再生砂粉经超声振动筛分得到大于200目的所述再生砂和200目以下的所述再生微粉，其中，超声振动筛分能实现200目以下细粉和固体颗粒的高效分离，并分离出吸水率高的所述再生微粉，可以减少其对混凝土工作性的不良影响；再次，将得到的所述再生微粉与自制的超早强剂进行混合，然后添加于球磨机中一起研磨至400目，其中筛余小于30％，并使有机
‑
无机化学组分通过机械分散和化学键合的作用吸附到所述再生微粉表面，得到改性再生微粉，其中，所述再生微粉主要由破碎石英砂和水泥石组成，机械研磨可以减小所述再生微粉颗粒尺寸，充分发挥颗粒微填充效应和晶核剂效应，机械研磨还可以增加颗粒表面缺陷，提高其溶解性和水化反应活性，无机化学组分硫酸铝和硝酸钙可通过机械研磨分散到所述再生微粉表面，在颗粒表面形成“离子氛”，有助于颗粒溶解、水化以及水化产物成核，有机化学组分甲酸钙可以通过机械研磨吸附到再生微粉表面，起到助磨和分散作用；最后，将改性再生微粉与ⅰ级粉煤灰以质量比1：0～0.8添加于混料机中进行混合，使所述再生微粉吸附，并均匀分散到球形粉煤灰颗粒表面，得到所述早强胶凝组分，其中，将磨细的所述再生微粉和粉煤灰混合，由于所述再生微粉比表面能大，容易吸附到球形粉煤灰颗粒表面，在混凝土拌和过程中，由于粉煤灰的滚珠效应，可以减小所述再生微粉絮凝及其对工作性的不利影响。
33.s102：按照设定质量份数分别称取所述再生砂、所述早强胶凝组分、水泥、细骨料和粗骨料，并将其一并添加到搅拌设备中进行预混合搅拌，获得混合物。
34.具体的，首先，按照设定的质量份数比分别称取所述再生砂、所述早强胶凝组分、所述水泥、所述细骨料和所述粗骨料，其中，所述再生砂为所述再生砂粉经超声振动筛分得到的粒径大于200目的固体颗粒和细粉，所述早强胶凝组分包括再生微粉、超早强剂和ⅰ级粉煤灰，所述水泥为普通硅酸盐水泥，水泥标号≥p.o 42.5r，然后，将称取的原料都放入搅拌设备中，搅拌设备可以选用型号为gc
‑
jbg
‑
1的不锈钢电加热夹套搅拌罐，自动搅拌，并能控制搅拌温度，按需设定搅拌程序，将称取的原料进行充分混合，获得所述混合物。
35.s103：将设定质量的水和减水剂预混合后，再加入所述混合物中，并持续进行搅拌，获得超早强混凝土，并将所述超早强混凝土放入模具中成型。
36.具体的，首先，称取设定质量的水和减水剂，其中，减水剂为聚羧酸减水剂，减水率≥25％，将其与水进行预混合后，再加入上一步骤中的所述混合物中，在搅拌设备中进行充
分搅拌，获得超早强混凝土浆液，再将超早强混凝土浆液放入设定尺寸模具中，干燥成型，能够满足混凝土预制构件的快速脱模和免蒸汽养护，有利于提高预制构件的生产效率，降低生产能耗，减少生产成本。
37.实施例一：
38.称取水150份，水泥450份，细骨料140份，粗骨料1050份，再生砂420份，早强胶凝组分(escc)120份，减水剂3份。
39.具体的，水泥标号为p.o 42.5r。
40.具体的，再生砂为再生砂粉经超声振动筛分得到的粒径大于200目的固体颗粒和细粉，再生砂粉是由建筑固废破碎、筛分得到的粒径小于4目的固体颗粒和细粉。
41.具体的，escc包含如下组分及质量份数：
42.再生微粉：80份，超早强剂：10份，ⅰ级粉煤灰：30份。
43.具体的，再生微粉是建筑固废中粒径小于200目的细粉。
44.具体的，超早强剂包含如下组分及质量份数：
45.硫酸铝：2.9份，甲酸钙：4.5份，硝酸钙：2.5份，三乙醇胺0.1份。
46.制备步骤如下：
47.(1)通过超声振动筛分、机械化学改性和物理分散获得再生砂和escc；
48.(2)按照具体质量份数称取再生砂、escc、水泥、细骨料和粗骨料，并添加到搅拌设备进行预混合；
49.(3)将具体质量的水与减水剂预混合，加入步骤(2)中的混合物中，并持续搅拌，最后放入模具中成型。
50.在实例下，超早强建筑固废再生砂粉混凝土实现16小时抗压强度为23.1mpa，还可实现快速脱模和免蒸汽养护。
51.实施例二：
52.称取水150份，水泥450份，细骨料140份，粗骨料1080份，再生砂450份，早强胶凝组分(escc)160份，减水剂3.5份。
53.具体的，水泥标号为p.o 42.5r。
54.具体的，再生砂为再生砂粉经超声振动筛分得到的粒径大于200目的固体颗粒和细粉，再生砂粉是由建筑固废破碎、筛分得到的粒径小于4目的固体颗粒和细粉。
55.具体的，escc包含如下组分及质量份数：
56.再生微粉：100份，超早强剂：15份，ⅰ级粉煤灰：45份。
57.具体的，再生微粉是建筑固废中粒径小于200目的细粉。
58.具体的，超早强剂包含如下组分及质量份数：
59.硫酸铝：4.8份，甲酸钙：6.5份，硝酸钙：3.5份，三乙醇胺0.2份。
60.制备步骤如下：
61.(1)通过超声振动筛分、机械化学改性和物理分散获得再生砂和escc；
62.(2)按照具体质量份数称取再生砂、escc、水泥、细骨料和粗骨料，并添加到搅拌设备进行预混合；
63.(3)将具体质量的水与减水剂预混合，加入步骤(2)中的混合物中，并持续搅拌，最后放入模具中成型。
64.在实例下，超早强建筑固废再生砂粉混凝土实现16小时抗压强度为22.3mpa，还可实现快速脱模和免蒸汽养护。
65.本发明的超早强建筑固废再生砂粉混凝土及其制备方法，通过超声振动筛分、机械化学改性和物理分散将再生砂粉制备成再生砂和escc两种混凝土组分，既避免了直接加入再生砂粉对混凝土工作性的不利影响，同时还充分发挥了再生砂粉中再生微粉的微填充效应、晶核剂效应以及水化反应活性，提高了建筑固废再生砂粉混凝土的早强性能以及工作性；采用再生砂和escc分别替代天然砂和水泥制备建筑固废再生砂粉混凝土，实现了再生砂粉固废资源的全组分高效利用，同时减少了天然砂等自然资源的消耗，以及水泥生产过程的能耗，具有显著的经济效益和社会效益；超早强建筑固废再生砂粉混凝土实现16h抗压强度达22mpa以上，能够满足混凝土预制构件的快速脱模和免蒸汽养护，有利于提高预制构件的生产效率，降低生产能耗，节约生产成本。
66.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。