[發(fā)明專利]一種利用建筑棄土燒結(jié)微粉制備的生態(tài)混凝土及其混凝土制品的制備方法

有效

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• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111116142B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖建莊;馬志鳴;段珍華;郝潞岑
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B28/06;B28B17/02
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 顧艷哲

本發(fā)明涉及一種利用建筑棄土燒結(jié)微粉制備的生態(tài)混凝土及其混凝土制品的制備方法，生態(tài)混凝土包括水泥100份、棄土燒結(jié)微粉5?100份、天然砂200?1200份、天然粗骨料200?2000份、納米CaCO₃ 0.1?5份、再生PET纖維0.01?10份、激發(fā)劑0.01?20份、減水劑0.1?5份、水30?150份；制備方法為首先將建筑棄土研磨、篩分、與水混合，之后依次經(jīng)過陳化、燒結(jié)固化、研磨，再與其他組分混合，最后經(jīng)澆筑成型、脫模、養(yǎng)護過程，即制得混凝土制品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不僅實現(xiàn)建筑棄土的高效和高附加值的資源化利用，同時降低對水泥和粉煤灰等膠凝材料的需求，是一種綠色可持續(xù)建筑材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用建筑棄土燒結(jié)微粉制備的生態(tài)混凝土及其混凝土制品的制備方法

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)的推進，建筑物的新建和拆除過程中產(chǎn)生了大量的建筑垃圾，并且建筑垃圾排放量呈逐年增加的趨勢。傳統(tǒng)建筑垃圾的處置主要以堆放和填埋為主，這種粗放的建筑垃圾處置方式不可避免地產(chǎn)生了一系列環(huán)境和社會問題；因此，近年來我國對建筑垃圾進行資源化處置，實現(xiàn)其資源化產(chǎn)品的再生和再利用。現(xiàn)階段，我國建筑垃圾的資源化處置技術(shù)，主要是將建筑垃圾中的廢混凝土和廢磚經(jīng)過破碎和篩分處置，制備成不同粒徑的再生骨料和再生粉體等再生原料，進而制備再生混凝土，我國在再生原料和再生混凝土領(lǐng)域已積累了較為豐富的理論基礎(chǔ)和工程實踐經(jīng)驗，取得顯著成效。但是，對于建筑垃圾中占比超過50％的棄土的處置，現(xiàn)階段我國仍主要以回填和露天堆放為主，存在較大的安全隱患，如深圳棄土滑坡事故頻頻發(fā)生。因此，急需研發(fā)針對建筑垃圾中棄土的高效資源化利用技術(shù)，實現(xiàn)建筑垃圾棄土的再利用。

建筑行業(yè)中混凝土材料及其制品應(yīng)用廣泛，而制備混凝土的主要原料是水泥，因此建筑行業(yè)對水泥工業(yè)有著嚴重的依賴性，但傳統(tǒng)水泥工業(yè)具有高能耗和高CO₂排放等特點，不滿足建筑行業(yè)綠色可持續(xù)的發(fā)展理念；同時，隨著混凝土產(chǎn)業(yè)對粉煤灰等傳統(tǒng)輔助膠凝材料的需求增大，傳統(tǒng)輔助膠凝材料供應(yīng)略顯不足，且供應(yīng)缺口將逐年增大。因此，急需研發(fā)一種綠色輔助膠凝材料，并可以較好的適用于混凝土的制備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，并結(jié)合我國建筑垃圾中棄土資源化利用技術(shù)與新型輔助膠凝材料研發(fā)的緊迫性，而提供一種利用建筑棄土燒結(jié)微粉制備生態(tài)混凝土的方法，具體為提供一種利用建筑棄土制備的、可以作為輔助膠凝材料的活性棄土燒結(jié)微粉，并進一步提供基于該活性棄土燒結(jié)微粉的混凝土配方以及混凝土制品的制備方法，從而獲得一種全新的、具有較高的環(huán)境效益與社會效益的建筑棄土應(yīng)用路徑，進而提高建筑棄土的資源化利用率，并解決建筑棄土用于混凝土制備的技術(shù)難題。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種利用建筑棄土燒結(jié)微粉制備的生態(tài)混凝土，包括以下組分及重量份含量：

上述技術(shù)方案中，河砂、碎石作為骨料，棄土燒結(jié)微粉作為部分填充膠凝材料，納米CaCO₃、再生PET纖維作為性能補充材料，相互配合，有助于混凝土性能的提升。其中，一定量棄土燒結(jié)微粉能夠減小內(nèi)摩擦阻力，增加混合物體系流動性，提升本發(fā)明中生態(tài)混凝土的抗碳化性。高活性的納米CaCO₃參與生態(tài)混凝土中的水化反應(yīng)，并與水化硅酸鈣鍵合，促使混凝土結(jié)構(gòu)更為緊密。再生PET纖維能夠增加抗拉強度，抑制本發(fā)明中混凝土收縮，并提高混凝土的延性。

基于生態(tài)混凝土的力學(xué)性能和工作性能考慮，對配方進行優(yōu)化，所述的混凝土混合料的優(yōu)化配方包括以下組分及重量份含量：

基于制備混凝土的性能優(yōu)選，對配方做進一步優(yōu)化，所述的混凝土混合料的進一步優(yōu)化配方包括以下組分及重量份含量：