一种掺砖再生微粉的预拌混凝土的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种掺砖再生微粉的预拌混凝土，属于建筑垃圾资源化、建材利废领域。所述预拌混凝土的组成包括如下原料：水泥、砖再生微粉、矿粉、粉煤灰、砂、石子、自制外加剂、水；其中，所述自制外加剂为一种磺化苯乙烯-丙烯酸聚合盐。本发明所述预拌混凝土具有工作性能良好，易泵送，力学性能和耐久性能优良的特点。
【专利说明】一种掺砖再生微粉的预拌混凝土
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种预拌混凝土，具体涉及一种掺砖再生微粉的预拌混凝土，属于建 筑垃圾资源化、建材利废领域。
【背景技术】
[0002] 随着建筑业的快速发展，对砂石资源的需求也越来越大，这就需大量开山采石和 掘地洗砂，严重破坏了自然和植被环境。近年来，我国很多地区出现了优质砂石资源枯竭 的现象，必须依靠从周边或远距离运输购进的方式，增加了建筑成本。与此同时，建筑垃圾 排放量却日益增多。据对砖混结构、全现浇结构和框架结构等建筑施工材料损耗的粗略统 计，在每万平方米建筑的施工过程中，仅建筑垃圾就会产生500?600t。而每万平方米拆除 的旧建筑，将产生7000?12000t建筑垃圾。我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的 30%?40%，预计到2020年，我国还将新增建筑面积约300亿m 2。大量的建筑垃圾如不能 适当加以利用，会给环境治理造成很大的困难。
[0003] 为了解决建筑砂石资源利用量大和建筑垃圾排放量大的矛盾，现有技术中采用将 建筑垃圾再生，再生过程中不可避免地产生再生微粉，利用这些再生微粉或磨细再生骨料 制备所得的再生微粉，将再生微粉取代部分水泥，生产混凝土，这样一方面可以减少建筑砂 石资源的利用，另一方面也可最大限度的消纳建筑垃圾。但是，由于再生微粉来源广泛，如 来源于砖混结构含砖量较高（不低于20%)的的砖再生微粉，来源于混凝土结构含砖量 较低（小于20%)的混凝土再生微粉。对于上述不同来源的再生微粉，其组成不同、吸水 率也有很大差异，用于预拌混凝土掺合料时，对预拌混凝土的性能影响也不同。诸如，文献 《建筑垃圾再生微粉利用的试验研究》（马纯滔等，宁夏工程技术，2009年3月，第8卷第 1期）公开了再生混凝土微粉和再生砖微粉用于混凝土时，对混凝土强度的影响，结果表 示，随砖再生微粉掺量由5%增加至15%时，混凝土强度逐渐减小，这主要与砖再生微粉的 吸水性大有关；再生混凝土微粉的掺量在10%?20%、碱性激发剂的掺量为胶凝材料总量 的0. 3?0. 5%的区间变化时，对混凝土 28d抗压强度极差影响很小，但存在最佳掺量和组 合的问题，再生混凝土微粉的取代率以15wt %为宜，碱性激发剂NaOH掺量为胶凝材料总量 的0.4%为宜。
[0004] 由上述文献可知，对于砖再生微粉，由于其颗粒较软弱、吸水率明显高于混凝土再 生微粉，且活性低，属于低品质的再生微粉。如果将砖再生微粉仅在无机碱性激发剂NaOH 的激发下用于预拌混凝土制备时，由于砖再生微粉的吸水率大、吸水速度快，导致预拌混凝 土的流动度差，不利于混凝土的泵送，此外，在无机碱性激发剂NaOH作用下，会加速砖再生 微粉的水化速度，使混凝土的早期强度增加过快，再生微粉及其他胶凝材料不能充分水化 就已经固化，导致了混凝土内部不密实，从而影响混凝土的后期强度及混凝土的耐久性，且 砖再生微粉的掺量大于15%时制备的混凝土就无法满足实际应用。因此现有技术中对于该 类低品质的砖再生微粉都是将其与混凝土再生微粉混掺用于制备混凝土，而无法单独将砖 再生微粉用于制备高性能的预拌混凝土。
【发明内容】
[0005] 为了解决现有技术中砖再生微粉单独用于预拌混凝土制备时，会导致预拌混凝土 的流动度差、泵送困难，且混凝土后期强度下降快的问题，本申请提供了一种在自制外加剂 盐的作用下掺砖再生微粉而制备得到性能优异的预拌混凝土。
[0006] 本发明所述掺砖再生微粉的预拌混凝土，包括如下原料：水泥、砖再生微粉、矿粉、 粉煤灰、砂、石子、自制外加剂、水；其中所述自制外加剂为自制磺化苯乙烯-丙烯酸聚合 盐。
[0007] 以每立方米预拌混凝土计，包括如下质量的原料：
[0008] 水泥 130?250kg 砖再生微粉 42?82kg 矿粉 60?95 kg 粉煤灰 0?30kg 砂 86卜990 kg 石子 900?970 kg 自制外加剂 0.8?5kg 水 165?185 kg。
[0009] 以每立方米预拌混凝土计，包括如下质量的原料：
[0010] 水泥 180kg 砖再生微粉69kg 矿粉 80kg 粉煤灰 15 kg 砂 884 石子 958 kg 自制外加剂 2.75kg 7jc 175kg
[0011] 进一步地，所述砖再生微粉的掺量占胶凝材料总质量不大于30wt%。
[0012] 更进一步地，所述砖再生微粉的掺量占胶凝材料总质量大于20wt%，且小于等于 30wt % 〇
[0013] 进一步地,所述砖再生微粉中砖含量占砖再生微粉总质量的20?100wt%。
[0014] 进一步地，所述自制外加剂的掺量占胶凝材料总质量0. 3?0. 9wt %。
[0015] 所述磺化苯乙烯-丙烯酸聚合盐分子量为4000?18000,其制备方法包括如下步 骤：
[0016] (1)聚合反应：将苯乙烯与丙烯酸以摩尔比1:1加入到500mL容量瓶中，缓慢加入 占苯乙烯与丙烯酸的总质量为1.5wt%的引发剂（过硫酸钾），使其在80°C水浴中反应4h， 得到苯乙烯-丙烯酸共聚物；停止加热，抽滤，在60°C下烘干，得到苯乙烯-丙烯酸共聚物 固体粉末；
[0017] (2)磺化反应：将步骤（1)中的产物苯乙烯-丙烯酸共聚物完全溶解于二甲基甲 酰胺中搅拌分散均匀，缓慢滴入氯磺酸；其中，所述氯磺酸的加入量为步骤（1)中加入的苯 乙烯摩尔数的1. 5-2倍，在20-30°C磺化2h，得到磺化苯乙烯-丙烯酸共聚物；
[0018] (3)皂化反应：向所述步骤⑵的产物中加入质量浓度为10wt%的NaOH溶液，调 节溶液的pH值为7-8,最后过滤、在60°C下烘干，除去水分得到磺化苯乙烯-丙烯酸共聚盐 固体粉剂产品。
[0019] 上述磺化苯乙烯-丙烯酸聚合盐制备过程的化学反应式如下：
[0020]
【权利要求】
1. 一种掺砖再生微粉的预拌混凝土，其特征在于，包括如下原料：水泥、砖再生微粉、 矿粉、粉煤灰、砂、石子、自制外加剂、水；其中所述自制外加剂为磺化苯乙烯-丙烯酸聚合 盐。
2. 根据权利要求1所述预拌混凝土，其特征在于，以每立方米预拌混凝土计，包括如下 质量的原料： 水泥 130?250kg 砖再生微粉 42?82kg 矿粉 60?95 kg 粉煤灰 0?30kg 砂 861 ?990 kg 石子 900?970 kg 自制外加剂 0.81?3.75kg 水 165?185 kg。
3. 根据权利要求2所述预拌混凝土，其特征在于，以每立方米预拌混凝土计，包括如下 质量的原料： 水泥 180kg 砖再生微粉69kg 矿粉 80kg 粉煤灰 15 kg 砂 884 石子 958 kg 自制外加剂 2.06kg 水 175kg
4. 根据权利要求1或2所述预拌混凝土，其特征在于，所述砖再生微粉的掺量占胶凝材 料总质量不大于30wt %。
5. 根据权利要求4所述预拌混凝土，其特征在于，所述砖再生微粉的掺量占胶凝材料 总质量大于20wt%，且小于等于30wt%。
6. 根据权利要求1?5任一所述预拌混凝土，其特征在于，所述砖再生微粉中砖含量占 砖再生微粉总质量的20?100wt%。
7. 根据权利要求1或2或4或5或6所述预拌混凝土，其特征在于，所述自制外加剂的 掺量占胶凝材料总质量的〇. 3?0. 9wt %。
8. 根据权利要求1?7任一所述预拌混凝土，其特征在于，所述磺化苯乙烯-丙烯酸聚 合盐分子量为4000?18000,其制备方法包括如下步骤： (1) 聚合反应：将苯乙烯与丙烯酸以摩尔比1:1加入到500mL容量瓶中，缓慢加入占苯 乙烯与丙烯酸的总质量为1. 5wt%的引发剂过硫酸钾，使其在80°C水浴中反应4h，得到苯 乙烯-丙烯酸共聚物；停止加热，抽滤，在60°C下烘干，得到苯乙烯-丙烯酸共聚物固体粉 末； (2) 磺化反应：将步骤（1)中的产物苯乙烯-丙烯酸共聚物完全溶解于二甲基甲酰胺 中搅拌分散均匀，缓慢滴入氯磺酸；其中，所述氯磺酸的加入量为步骤（1)中加入的苯乙烯 摩尔数的1. 5-2倍，在20-30°C磺化2h，得到磺化苯乙烯-丙烯酸共聚物； (3) 皂化反应：向所述步骤（2)的产物中加入质量浓度为10wt %的NaOH溶液，调节溶 液的pH值为7-8,最后过滤、在60°C下烘干，除去水分得到磺化苯乙烯-丙烯酸共聚盐固体 粉剂产品。
9.根据权利要求1?8任一所述预拌混凝土，其特征在于，所述水泥为Ρ ·042. 5水泥， 比表面积不小于300m2/kg ;所述砖再生微粉的比表面积为300?450m2/kg ;所述粉煤灰为 II级粉煤灰，45 μ m筛余不大于25% ;所述矿粉为S95级矿粉，比表面积不小于400m2/kg ; 所述砂的细度模数为2. 6?2. 9,含泥量< 3. 0%，泥块含量< 1. 0%;所述石子为5-25mm连 续级配的，含泥量< 1.0%，泥块含量< 0.5%，针片状含量< 8.0%。
【文档编号】C04B28/00GK104086126SQ201410317822
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】武俊宇, 王安岭, 段遵莉, 赵玉芳, 李红芳, 张京涛 申请人:北京东方建宇混凝土科学技术研究院有限公司