一种含低品质再生骨料的大孔混凝土及其制备方法 【技术领域】。 [0002]大孔混凝土是以粗集料和水泥配制成的一种轻混凝土，按其所用集料品种可分为普通大孔混凝土和轻集料大孔混凝土。前者用普通碎石、卵石或硬矿渣配制而成，主要用于承重及保温外墙体；后者用陶粒、浮石、碎砖等轻集料制成，通常用于非承重和承重的保温外墙。近年来，随着建筑行业的不断发展，对混凝土的需求量不断增大，使得配制混凝土的上述天然骨料资源供不应求，同时天然材料的大量开采和使用，也造成水土流失和自然景观的恶化，严重影响社会的可持续发展，因此为了防止对自然资源的过度开发，有研究尝试将再生骨料应用于大孔混凝土的配制。 [0003]再生骨料指的是由建(构)筑物废物中的混凝土、砂浆、石、砖瓦等加工而成被重新用于混凝土、砂浆等的骨料。由于再生骨料来源的多样性和地方差异性，使其性能不稳定，离散性较大，和普通砂石骨料相比，再生骨料表面粗糙，棱角较多，并且骨料表面还包裹着相当数量的水泥砂浆，再加上在解体、破碎过程中由于损伤积累使再生骨料内部存在大量微裂纹，这些因素都影响着再生骨料的品质，进而影响其在大孔混凝土中的应用。为此，《骨料种类对无砂大孔混凝土有效孔隙率及强度的影响》(李婉琳，福建建筑科技，2013，4，23-24)和《再生混凝土骨料粒径和级配对无砂大孔混凝土性能的影响》(周敏，预拌混凝土，2013，12(290)，12 3-128)中分别对添加有再生混凝土骨料的混凝土进行了研究，值得注意的是，上述文献中均对再生骨料的原砼强度进行了限定(分别为原砼强度C20和原砼强度C35即强度在20Mpa或35Mpa以上)，其原因在于骨料的强度决定了由其制备得到的混凝土的强度，为了保证制备得到的混凝土满足实际使用的强度，需要使用强度更高的材料作为骨料原料。 [0004]但是随着我国城市建设的发展，旧城改造的进行，建国初期的大量砖混建筑物被拆除，从而产生了大量的低品质再生骨料，这些由砖混建(构)筑物废物中的混凝土、砂浆、石、砖瓦等加工而成的再生骨料与高品质再生骨料相比其砖含量较多(不低于20%)，使其强度仅有几到十几兆帕，且本身结构松散、内部开口孔隙多、颗粒软弱、棱角多且吸水率高，无法作为混凝土骨料之用。


[0005]为解决现有技术中低品质再生骨料无法作为大孔混凝土的骨料而被弃之不用的问题，进而提供一种含有低品质再生骨料的大孔混凝土。
[0006]为此，本申请采取的技术方案为，
[0007]—种含低品质再生骨料的大孔混凝土，以每立方米体积计，其原料组成包括，水泥288-397kg，水87-92kg，低品质再生骨料656_852kg，改性淀粉0.86-3.98kg，糖类缓凝剂0.22-1.36kg，其中所述低品质再生骨料的粒径为5-16mm，堆积密度700_900kg/m3 ；
[0008]其原料组成还包括附加水，所述附加水的用量按下式进行计算，
[0009]Δ W = mgr X Wgr
[0010]式中，AW—含低品质再生骨料的大孔混凝土的附加水的用量，kg/m3 ；
[0011]IV—低品质再生骨料的用量，kg/m3 ；
[0012]wgr—低品质再生骨料的Ih吸水率，％。
[0013]上述含低品质再生骨料的大孔混凝土中，所述糖类缓凝剂为葡萄糖、蔗糖、糖钙中的一种或几种。
[0014]上述含低品质再生骨料的大孔混凝土中，所述改性淀粉为羧甲基淀粉、淀粉硫酸酯中的一种或几种。
[0015]上述含低品质再生骨料的大孔混凝土中，以每立方米体积计，其原料组成包括水泥288kg，水89kg，低品质再生骨料656kg，改性淀粉0.86kg，糖类缓凝剂0.29kg。
[0016]上述含低品质再生骨料的大孔混凝土中，所述水泥的比表面积为不小于300m2/
kg ο
[0017]上述含低品质再生骨料的大孔混凝土中，所述水泥为P.042.5水泥。
[0018]一种制备上述任一所述含低品质再生骨料的大孔混凝土的方法，包括，
[0019](I)向所述低品质再生骨料中，加入附加水，搅拌均匀后静置，得到低品质再生骨料备用料；
[0020](2)将所述改性淀粉与所述糖类缓凝剂混合均匀，并向混合物中加入三分之二的水，搅拌均匀得到外加剂备用料；
[0021](3)向所述外加剂备用料中加入水泥，搅拌均匀得到所需混合物；
[0022](4)将所述混合物与所述低品质再生骨料备用料相混合，并加入三分之一的水，拌制得到所述含低品质再生骨料的大孔混凝土。
[0023]与现有技术相比，本发明具有如下优点:
[0024](I)由于低品质再生骨料中砖含量较多(不低于20%)，使其强度仅有几到几十兆帕，且本身结构松散、内部开口孔隙多、颗粒软弱、棱角多且吸水率高，在其作为混凝土骨料使用时，较高的吸水率导致在混凝土拌合初期，低品质再生骨料吸收了添加于混凝土中的外加剂，使得该外加剂无法发挥其原本的作用，造成该混凝土拌合料塌落度小、流动性差，无法应用；为了弥补上述缺陷加入额外量的外加剂时，虽然改变了拌合物的状态，但是在混凝土凝固期，被低品质再生骨料吸收的外加剂，慢慢得以释放使得混凝土中外加剂加入量过大，从而延长了混凝土的凝结时间，进而无限延长了建筑工期，且混凝土的耐久性和力学性能也受到不确定的影响。而本申请将低品质再生骨料应用于大孔混凝土制备时，通过对原料的调整并配合糖类缓凝剂和改性淀粉，在不添加额外量的外加剂的情况下，使拌合物状态满足使用要求。
[0025](2)在制备本发明所述含有低品质再生骨料的大孔混凝土时，首先附加水与骨料相混合，让骨料先吸收一部分水分防止其对后续外加剂的大量吸收，更重要的是水的加入，活化了骨料表面的分子结构，便于与后期的原料相混合；其次改性淀粉与糖类缓凝剂先进行混合的过程中，改性淀粉的分子与糖类缓凝剂的分子相互作用，利用分子的永久偶极和瞬间偶极引起的弱静电相互作用、分子间氢键的相互作用以及吸电子基团和给电子基团间的相互作用，使两种物质实现平衡分布，从而能够在吸附于水泥颗粒表面的同时，形成一种稳定的混合状态，在与低品质再生骨料拌合物相混合后，前期已经吸水的低品质再生骨料吸水作用减弱，其不足以将处于稳定状态的外加剂吸收，从而维持了拌合物的稳定状态，且有利于水泥浆均匀包裹在骨料的周围。
[0026](3)本发明所述的糖类缓凝剂，含有羟基、醛基，具有较强的缓凝作用，同时，由于糖类是弱酸性物质，能与水泥水化矿物CH反应生成复杂络合物，在水泥粒子表面形成络合物膜层，降低体系PH值，抑制水泥水化速度；本发明所述的改性淀粉分子结构具有较多的支链和极性的侧链，呈树枝状吸附在水泥颗粒表面上，分散机理主要是空间位阻，又空间位阻作用产生的分散具有更好的稳定性，不仅具有减水作用，还具有絮凝作用、增稠作用；同时两者协同作用依靠分子间的力将骨料颗粒与水泥连接在一起，避免了水泥浆下滴现象。


[0027]下述实施例中，所述低品质再生骨料为由转混结构建筑物形成的低品质再生骨料；水泥为P *042.5，比表面积不小于300m2/kg ;采用GB/T14685的规定测定实施例中低品质再生骨料浸泡Ih的吸水率为9.7%
[0028]实施例1
[0029]本实施例中，含有低品质再生骨料的大孔混凝土其原料组成包括，P.042.5水泥288kg/m3,水89kg/m3,附加水64kg/m3,低品质再生骨料656kg/m3,羧甲基淀粉0.86kg/m3,葡萄糖0.29kg/m3，其中所述低品质再生骨料的粒径为5-16mm，堆积密度700kg/m3。
[0030]实施例2
[0031]本实施例中，含有低品质再生骨料的大孔混凝土其原料组成包括，P.042.5水泥310kg/m3,水90kg/m3,附加水66kg/m3,低品质再生骨料681kg/m3,淀粉硫酸酯3.lkg/m3,鹿糖0.22kg/m3,其中所述低品质再生骨料的粒径为5-16mm,堆积密度700kg/m3。
[0032]实施例3
[0033]本实施例中，含有低品质再生骨料的大孔混凝土其原料组成包括，P.042.5水泥340kg/m3,水92kg/m3,附加水69kg/m3,低品质再生骨料709kg/m3,羧甲基淀粉和淀粉硫硫酯(质量比1:1)的混合物2.72kg/m3，糖钙1.36kg/m3，其中所述低品质再生骨料的粒径为5-16mm,堆积密度 800kg/m3。
[0034]实施例4
[0035]本实施例中，含有低品质再生骨料的大孔混凝土其原料组成包括，P.042.5水泥265kg/m3,水91kg/m3,附加水76kg/m3,低品质再生骨料786kg/m3,淀粉硫酸酯3.98kg/m3,鹿糖和糖钙的混合物(质量比为1:1)0.53kg/m3，其中所述低品质再生骨料的粒径为5-16_，堆积密度800kg/m3。
[0036]实施例5
[0037]本实施例中，含有低品质再生骨料的大孔混凝土其原料组成包括，P.042.5水泥397kg/m3,水87kg/m3,附加水83kg/m3,低品质再生骨料852kg/m3,羧甲基淀粉1.99kg/m3,鹿糖0.32kg/m3,其中所述低品质再生骨料的粒径为5-16mm,堆积密度900kg/m3。
[0038]实施例1-5中含有低品质再生骨料的大孔混凝土的制备方法为:
[0039](I)向所述低品质再生骨料中，加入附加水，搅拌均匀后静置，得到低品质再生骨料备用料；
[0040](2)将相应的改性淀粉与相应的糖类缓凝剂混合均匀，并向混合物中加入三分之二的水，搅拌均匀得到外加剂备用料；
[0041](3)向所述外加剂备用料中加入水泥，搅拌均匀得到所需混合物；
[0042](4)将所述混合物与所述低品质再生骨料备用料相混合，并加入三分之一的水，拌制得到相应含低品质再生骨料的大孔混凝土。
[0043]对比例I1
[0044]本实施例中，含有低品质再生骨料的大孔混凝土其原料组成包括，P.042.5水泥288kg/m3,水89kg/m3,附加水64kg/m3,低品质再生骨料656kg/m3, Tff-PS高效减水剂
4.03kg/m3(购自福建省建筑科学研究院)，聚丙烯酰胺4.03kg/m3，其中所述低品质再生骨料的粒径为5-16mm,堆积密度700kg/m3。本对比例中，含有低品质再生骨料的大孔混凝土的制备方法为:
[0045](1)向所述低品质再生骨料中，加入附加水，搅拌均匀后静置，得到低品质再生骨料备用料；
[0046](2)将所述TW-PS高效减水剂与所述聚丙烯酰胺混合均匀，并向混合物中加入三分之二的水，搅拌均匀得到外加剂备用料；
[0047](3)向所述外加剂备用料中加入水泥，搅拌均匀得到所需混合物；
[0048](4)将所述混合物与所述低品质再生骨料备用料相混合，并加入三分之一的水，拌制得到相应含低品质再生骨料的大孔混凝土。
[0049]对比例2
[0050]本对比例中，含有低品质再生骨料的大孔混凝土其原料组成包括，P.042.5水泥288kg/m3,水89kg/m3,附加水64kg/m3,低品质再生骨料656kg/m3,羧甲基淀粉0.86kg/m3，葡萄糖0.29kg/m3，和附加用水量，其中所述低品质再生骨料的粒径为5_16mm，堆积密度700kg/m3。
[0051]其制备方法为，
[0052](1)把所述低品质再生骨料和水泥混合，搅拌30s，静置30s ；
[0053](2)把羧甲基淀粉、葡萄糖、水及附加水投入搅拌机中，搅拌均匀，拌制得到所述含低品质再生骨料的大孔混凝土。
[0054]上述实施例及对比例中混凝土拌合物及混凝土的性能如下表所示
[0055]表1混凝土拌合物及混凝土的性能
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