一种黏土基再生骨料混凝土及其制造方法

本发明属于建筑材料领域，尤其涉及一种黏土基再生骨料混凝土及其制造方法。

背景技术：

1、工程建设伴随人类文明发展而不断取得技术突破，进入近现代社会以后，钢筋混凝土成为全球工程建设领域用量最大的工程材料。钢筋混凝土所用到的钢筋、水泥、砂石、掺合料和外加剂涉及矿石冶炼和加工、工业固体废弃物资源化利用和新型化工材料研发等诸多行业领域。钢筋混凝土材料，特别是混凝土材料不断向高性能、高效能、高质量和高创新方向发展，特别是外加剂的使用，使得混凝土工作性能和力学性能有较大改善。

2、掺合料的使用提升了建筑废弃物和工业固体废弃物资源化利用率和附加值，而混凝土中石子占比往往在45％左右，这些用量巨大的石子多为石头破碎而成，石头主要为山体中的石料，不仅在生产过程中产生较大的能源消耗、噪音污染和粉尘污染，而且会破坏地球山体地貌，并进而影响气候变化。此外，现有抗压强度等级在c60以下的混凝土破坏时，往往是石子和水泥砂浆界面产生裂缝而破坏，而石子颗粒一般没有被破坏，使得石子的力学性能未充分发挥，实际上是浪费了石子的力学性能。若抗压强度等级在c60以下的混凝土破坏时，主要以石子等粗骨料的破坏为主要破坏形式，将极大提升混凝土中石子的利用效能。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对目前缺乏可替代混凝土中石子的低成本高效能粗骨料问题，提出一种黏土基再生骨料混凝土及其制造方法。

2、本发明提供一种黏土基再生骨料混凝土，所述黏土基再生骨料混凝土包括下列重量份原料：42.5级普通硅酸盐水泥14.9～28.9份、水洗砂21.4～33.7份、粒径为20mm的黏土基再生骨料0～46.7份、粒径为5mm的石子0～16.7份、粒径为10-20mm的石子0～27.7份、聚羧酸减水剂0～0.1份、水6.2～10.3份。

3、进一步，所述水洗砂为工程渣土泥砂分离后经水洗的砂子，所述石子为工程渣土泥砂分离出的石子经破碎后的石子，所述黏土基再生骨料为工程渣土泥砂分离后的余泥脱水固化后浸水养护28d后的再生骨料，外形为椭球形。

4、进一步，所述3d打印用黏土基再生骨料包括下列重量份原料：工程弃土60份、胶凝材料6.7～20份、掺合料0～13.3份、水16～20份。

5、进一步，所述工程弃土为工程渣土泥砂分离后的泥饼经自然晾晒后粉碎而得的粉末，粒径小于2.36mm，含水率为7％。

6、进一步，所述胶凝材料为普通硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥、碱激发胶凝材料中的一种。

7、进一步，所述掺合料为陶瓷烧制过程中的废渣、石粉中的一种，所述陶瓷烧制过程中的废渣的粒径小于1.18mm，所述石粉为废弃混凝土粉碎过程中产生的粒径为0.074mm的粉末颗粒；

8、所述水为地下水、地表水或海水。

9、进一步，所述碱激发胶凝材料所用激发剂为水玻璃、硫酸盐激发剂中的一种或两种；

10、所述硫酸盐激发剂包括下列重量份原料：27～53.5份生石灰粉、33.5～67份二水石膏、6～13份硫酸钠。

11、本发明还提供一种黏土基再生骨料混凝土的制造方法，包括以下步骤：

12、s1、通过黏土基再生骨料生产设备的控制系统设置黏土基再生骨料原料所需重量份数；

13、s2、将黏土基再生骨料原材料按照设计的配比进行称量，所述黏土基料按两份称量，第一份和第二份的质量百分比分别为70％和30％，在第一份黏土材料中加入称量后的胶凝材料并搅拌，再加入第二份黏土基料并加入称量后的外掺料和水进行搅拌；

14、s3、将搅拌后的混合料加到黏土基再生骨料挤料成型设备中，挤压出所述黏土基再生骨料；

15、s4、对黏土基再生骨料进行室内养护、浸水养护或碳化养护；

16、s5、根据黏土基再生骨料混凝土配合比设计，称量计算好的水泥、水洗砂、石子、减水剂、水和黏土基再生骨料，先将水泥、砂子、石子、黏土基再生骨料倒入混凝土搅拌机中进行预拌，再加入水和减水剂进行搅拌，即得新拌黏土基再生骨料混凝土。

17、进一步，所述预拌时间为2min，搅拌时间为3min。

18、进一步，所述3d打印用黏土基再生骨料的28d筒压强度大于2mpa，压碎指标小于30％，1h吸水率小于20％。

19、本发明采用挤压成型技术对工程弃土进行高效资源化利用，由于所用黏土基料价廉易得，不仅实现了低成本规模化生产黏土基再生骨料混凝土粗骨料，而且有效提高了再生骨料资源化利用率和附加值，降低了一般工程建设中用量较大的混凝土材料成本；同时解决了传统石子生产过程中破坏地表地貌风景、能源消耗大、噪音污染和粉尘污染等问题，为混凝土行业可持续高质量发展提供技术支持。

技术特征：

1.一种黏土基再生骨料混凝土，其特征在于，所述黏土基再生骨料混凝土包括下列重量份原料：42.5级普通硅酸盐水泥14.9～28.9份、水洗砂21.4～33.7份、粒径为20mm的黏土基再生骨料0～46.7份、粒径为5mm的石子0～16.7份、粒径为10-20mm的石子0～27.7份、聚羧酸减水剂0～0.1份、水6.2～10.3份。

2.根据权利要求1所述的一种黏土基再生骨料混凝土，其特征在于，所述水洗砂为工程渣土泥砂分离后经水洗的砂子，所述石子为工程渣土泥砂分离出的石子经破碎后的石子，所述黏土基再生骨料为工程渣土泥砂分离后的余泥脱水固化后浸水养护28d后的再生骨料，外形为椭球形。

3.根据权利要求1所述的一种黏土基再生骨料混凝土，其特征在于，所述黏土基再生骨料包括下列重量份原料：工程弃土60份、胶凝材料6.7～20份、掺合料0～13.3份、水16～20份。

4.根据权利要求3所述的一种黏土基再生骨料混凝土，其特征在于，所述工程弃土为工程渣土泥砂分离后的泥饼经自然晾晒后粉碎而得的粉末，粒径小于2.36mm，含水率为7％。

5.根据权利要求3所述的一种黏土基再生骨料混凝土，其特征在于，所述胶凝材料为普通硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥、碱激发胶凝材料中的一种。

6.根据权利要求3所述的一种黏土基再生骨料混凝土，其特征在于，所述掺合料为陶瓷烧制过程中的废渣、石粉中的一种，所述陶瓷烧制过程中的废渣的粒径小于1.18mm，所述石粉为废弃混凝土粉碎过程中产生的粒径为0.074mm的粉末颗粒；

7.根据权利要求5所述的一种黏土基再生骨料混凝土，其特征在于，所述碱激发胶凝材料所用激发剂为水玻璃、硫酸盐激发剂中的一种或两种；

8.权利要求1-7任意一项所述的黏土基再生骨料混凝土的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种黏土基再生骨料混凝土制造方法，其特征在于，所述预拌时间为2min，搅拌时间为3min。

10.根据权利要求8所述的一种黏土基再生骨料混凝土制造方法，其特征在于，所述3d打印用黏土基再生骨料的28d筒压强度大于2mpa，压碎指标小于30％，1h吸水率小于20％。

技术总结本发明公开一种黏土基再生骨料混凝土及其制造方法，所述黏土基再生骨料混凝土包括下列重量份原料：42.5级普通硅酸盐水泥14.9～28.9份、水洗砂21.4～33.7份、粒径为20mm的黏土基再生骨料0～46.7份、粒径为5mm的石子0～16.7份、粒径为10‑20mm的石子0～27.7份、聚羧酸减水剂0～0.1份、水6.2～10.3份；将黏土基再生骨料替代石子配制黏土基再生骨料混凝土，并进行室内养护和浸水养护。由于本发明所用黏土基再生骨料原材料价廉易得，可有效替代石子，降低了混凝土材料成本，并改善了混凝土工作性能，还有效解决了工程弃土高附加值资源化利用技术难题。技术研发人员：崔棚,寇世聪,邢锋受保护的技术使用者：深圳大学技术研发日：技术公布日：2024/5/19