一種廢料制備的高性能混凝土的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及混凝土生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種廢料制備的高性能混 凝土。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市建設(shè)的發(fā)展和施工技術(shù)的進步，對混凝土品質(zhì)指標提出了更高的要求， 促進混凝土相向高性能方向發(fā)展。一些大型結(jié)構(gòu)、鐵路工程和市政工程設(shè)計中，較多出現(xiàn)了 C50、C60等高性能混凝土。但是高性能的混凝土制作成本較高，與普通混凝土配合比相比， 凝膠材料用量大，水泥用量相對較高。高效混凝土的成本偏高大大制約了高效混凝土的推 廣應用。
[0003] 傳統(tǒng)的混凝土需要選用碎石作為粗骨料，選用砂子作為細骨料，砂子是采用在河、 湖等天然水域中形成和堆積的巖石碎肩，然而隨著混凝土使用量越來越大，天然砂資源基 本枯竭，因此亟需尋找一種合理地替代品。
[0004] 與此同時，我國是鑄件生產(chǎn)大國，鑄件產(chǎn)量在世界上首屈一指，其中砂型鑄造需要 大量型砂才能進行生產(chǎn)，據(jù)統(tǒng)計，我國每生產(chǎn)1噸合格鑄件可產(chǎn)生約1. 2噸廢砂。國內(nèi)對鑄 造廢砂的處理是有陸地處置和海洋處置，陸地處置主要采用堆積法、掩埋法，海洋處置主要 是海洋傾倒。此外，隨著國家基礎(chǔ)建設(shè)的飛速發(fā)展，我國礦山被開采的力度顯著加大，目前 我國礦山剝離廢石的堆存量打數(shù)百億噸，僅露天礦山每年剝離廢石就達4億噸以上。這些 廢砂、廢礦由于處置不當，不僅會導致工程災害加劇、資源浪費、環(huán)境污染，也會給社會、經(jīng) 濟、環(huán)境造成嚴重危害，與國民經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展息息相關(guān)。
[0005] 現(xiàn)有，申請?zhí)枮?01210242642. 8的中國發(fā)明專利《一種礦山廢石透水混 凝土及其制備方法》，其僅僅利用了廢石，沒有對廢砂進行利用，并且抗壓強度不 高；文獻《鑄造廢砂的再利用》，其中國分類號為TG221、文獻標識碼為A、文章編號為 1000-8365 (2010) 10-1358-03,闡述了我國鑄造廢砂的再利用的現(xiàn)狀，其中稍稍提及了鑄造 廢砂制造的混凝土的問題，但是沒有應用到實際生產(chǎn)；申請?zhí)枮?01210285198. 3的中國發(fā) 明專利《金屬礦山廢石混凝土》，雖然解決了這些問題，但是其利用金屬礦山廢石機制砂和 金屬礦山廢石石子制作的混凝土，存在了混凝土收縮開裂引起裂縫問題，進而影響使用壽 命。
[0006] 因此，采用廢砂、廢石制作的高性能混凝土所引起的收縮開裂問題是亟需解決的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種廢料制備的高性能混凝 土，其采用廢砂、廢石制作而成，不僅經(jīng)濟環(huán)保，而且解決了收縮開裂的問題。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案： 一種廢料制備的高性能混凝土，以質(zhì)量份數(shù)計，包括由以下的原料制備而成：水泥 150~300份、粉煤灰100~200份、礦粉100~200份、廢砂700~1000份、廢石700~ 1000份、外加劑5~15份、水150~200份；其中，所述廢砂為2區(qū)中砂，細度模數(shù)為2. 3~ 2. 5,平均粒徑為0. 5~0. 35mm ;所述廢石的平均粒徑為5. 5~25_。
[0009] 所述廢砂的M B值< 1.0%，石粉含量<0.5,泥塊含量<0.4%。
[0010] 所述廢砂的表觀密度彡2500Kg/m3,松散堆積密度彡1500Kg/m 3。
[0011] 所述廢石的含泥量< 〇. 5%，泥塊含量< 0. 2%，針、片狀顆粒含量< 6%。
[0012] 所述廢石的表觀密度彡2650Kg/m3,松散堆積密度彡1500Kg/m 3。
[0013] 所述外加劑包括減水劑、保塑劑、抗離析劑和緩凝劑，所述減水劑、保塑劑、抗離析 劑和緩凝劑的質(zhì)量份數(shù)比為40~60 : 30~40 : 2~4 : 10~20。
[0014] 所述減水劑包括以下通式的共聚物I :
其中，a、b、c為共聚物重復單元的鏈節(jié)數(shù)，所述共聚物I的分子量為2000萬~3000萬。
[0015] 所述保塑劑包括以下通式的共聚物II :
其中，d、e、f、g為共聚物重復單元的鏈節(jié)數(shù)，所述共聚物II的分子量為1500萬~2000 萬。
[0016] 所述抗離析劑包括以下通式的共聚物III :
其中，h、i、j為共聚物重復單元的鏈節(jié)數(shù)，所述共聚物III的分子量為20萬~100萬。
[0017] 所述水泥為P. 042. 5硅酸鹽水泥。
[0018] 本發(fā)明所述廢砂經(jīng)檢驗，該砂屬2區(qū)中砂；放射性（內(nèi)照射指數(shù)、外照射指數(shù)）符 合GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》中建筑主體材料的要求；堿集料反應按照快速 堿-硅酸反應檢驗，判定為無潛在堿-硅酸反應危害；其它檢測項目符合GB/T14684-2011 《建筑用砂》中Π 類機制砂的指標要求。
[0019] 本發(fā)明所述廢石經(jīng)檢驗，松散密度為實測值；放射性（內(nèi)照射指數(shù)、外照射指 數(shù)）符合GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》中建筑主體材料的要求；堿集料反 應按照快速堿-硅酸反應檢驗，判定為無潛在堿-硅酸反應危害；其它檢測項目符合GB/ T14685-2011《建筑用卵石、碎石》中5~25mm連續(xù)粒級II類碎石的指標要求。
[0020] 所述粉煤灰經(jīng)檢測，符合GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中粉煤灰》和 GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》國家標準要求。
[0021] 所述礦粉經(jīng)檢測，符合QGD-008-2014《軌道交通工程結(jié)構(gòu)混凝土裂縫控制與耐久 性技術(shù)規(guī)程》和GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》標準要求。
[0022] 所述水泥經(jīng)檢測，符合GB175-200742. 5普通硅酸鹽水泥標準。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點和有益效果： 1.本發(fā)明提供廢料制備的高性能混凝土，充分利用了廢砂、廢石的性能和價值，對原先 作為固體廢料處理的廢砂、廢石進行了再利用，為廢砂、廢石的處理提供了一種新思路，避 免了傳統(tǒng)處理不當導致的工程災害加劇、資源浪費、環(huán)境污染的問題。
[0024] 2.本發(fā)明廢砂和廢石的使用量占原料總量的比例較大，大大降低了水泥的用量， 節(jié)約了生產(chǎn)成本。
[0025] 3.該混凝土中加入了特制的減水劑，使混凝土的強度達到4,28彡150MPa，工作性 能好；坍落度多210, 5. 5小時內(nèi)流動性基本保持不變，耐久性好；抗?jié)B等級> P35,實現(xiàn)了在 大幅度提高混凝土強度的同時，改善和提高了混凝土工作性能及耐久性，使其具備了高性 能混凝土的主要特征。
[0026] 4.該混凝土中加入了特制的保塑劑，使混凝土的減水率多25%，延緩初、終凝時 間多7天，并且混凝土的強度、耐久性均有較大提高。
[0027] 5.所述抗離析劑和混凝土的相容性好，有效解決了混凝土離析泌水的問題，提高 了混凝土的抗離析性能。
[0028] 6.該混凝土加入特制減水劑、保塑劑和抗離析劑可有效解決高效混凝土收縮開 裂。
[0029] 7.本法發(fā)明一種廢料制備的高性能混凝土，適合用于高層建筑、鐵路、橋梁等特種 工程等，其使用壽命長。
【附圖說明】
[0030] 圖1為共聚物I的核磁氫譜譜圖； 圖2為共聚物I的紅外譜圖； 圖3為共聚物I的合成過程； 圖4為共聚物II的核磁氫譜譜圖； 圖5為共聚物II的紅外譜圖 圖6為共聚物II的合成過程； 圖7為共聚物III的核磁氫譜譜圖； 圖8為共聚物III的紅外譜圖； 圖9為共聚物III的合成過程。
【具體實施方式】
[0031] 實施例一： 表1實施例一中廢料制備的高性能混凝土的配合比
其中，水泥為P. 042. 5硅酸鹽水泥；粉煤灰為II級粉煤灰；礦粉為S95級礦粉；所述