本發明屬于建筑材料技術領域,涉及一種建筑用結構材料,特別涉及一種摻雜石英石人造石材廢渣和粉煤灰的普通混凝土。
背景技術:
近年來,隨著我國人造石材行業快速發展,人造石材打磨過程產生的廢渣日漸增多,但對于石英石人造石材廢渣的再生利用研究則基本處于空白。目前絕大部分石英石人造石材廢渣仍然采用傳統的填埋方式進行處理,既占用較多的土地資源,同時也會對水體和大氣造成污染。
石英石人造石材廢渣的主要成分為二氧化硅(約85%)和硬化不飽和聚酯樹脂(約10%),此外還有少量的牛皮紙碎屑,其顆粒粒徑范圍較大,從幾微米到幾百微米不等,均屬于無活性的物質。而普通水泥混凝土一般摻入各種礦物摻合料用以改善混凝土的性能,礦物摻合料包括有粉煤灰、礦粉等活性礦物摻和料以及石灰石粉、鋼渣等非活性礦物摻和料。石英石人造石材廢渣屬于非活性物質,其粒徑與粉煤灰、礦渣微粉接近,可將其作為非活性礦物摻合料應用到水泥混凝土中。
經實驗證明,石英石人造石材廢渣取代少量水泥時可以制得粘聚性及保水性均較優的石渣混凝土,但摻量較大會導致混凝土流動性和后期強度有所降低,而粉煤灰在混凝土中具有一定的形態效應和填充效應,可提高混凝土流動性。因此,將石英石人造石材廢渣與粉煤灰復合使用,既可以保證新拌水泥混凝土的粘聚性和保水性,還可以提高其流動性,進而增大石英石人造石材廢渣在混凝土的用量。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種摻雜石英石人造石材廢渣和粉煤灰的混凝土,該混凝土的工作性能優異,不僅可以降低普通混凝土成本,同時也有利于減少石英石人造石材廢渣對環境的負面影響,實現固體廢棄物再生利用的目標。
本發明的目的通過如下技術方案實現。
一種摻雜石英石人造石材廢渣和粉煤灰的混凝土,按重量份數計,包括如下原料組分:
進一步地,所述水泥為p.ⅱ42.5水泥,各項指標符合《通用硅酸鹽水泥》中的相關規定。
進一步地,所述水為自來水,各項指標符合《混凝土用水標準》中的相關規定。
進一步地,所述河砂為ⅱ區中砂,粒徑≤4.75mm,各項指標符合《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》中的相關規定。
進一步地,所述石子為5-25mm的連續級配碎石,各項指標符合《普通混凝土用石質量標準及檢驗方法》中的相關規定。
進一步地,所述粉煤灰為ⅱ級粉煤灰,密度為2.0~2.9g/cm3,各項指標符合《用于水泥和混凝土的粉煤灰標準》中的相關規定。
進一步地,所述石英石人造石材廢渣為聚酯型石英石人造石材生產過程中產生的廢渣經105℃烘干,并經球磨機球磨20~30min所得的粉狀材料。
進一步地,所述石英石人造石材廢渣的比表面積為200~400m2/kg,表觀密度為1900~2000kg/m3,松散堆積密度為700~850kg/m3,空隙率為50~70%,sio2含量大于85%。
進一步地,所述減水劑為聚羧酸減水劑,固含量為20~30%,減水率為32~35%。
與現有技術相比,本發明具有如下優點和有益效果:
(1)本發明的摻雜石英石人造石材廢渣和粉煤灰的混凝土中,以石英石人造石材廢渣和粉煤灰作為摻和料取代部分水泥,減少了單方混凝土中水泥用量,降低混凝土造價,同時提供一種利用石英石人造石材廢渣的新思路。
(2)本發明采用石英石人造石材廢渣和粉煤灰復合外摻的方式加入,既獲得保水性、粘聚性較好的混凝土,又改善了單摻石英石人造石材廢渣時流動性降低、后期強度下降的缺點,有利于混凝土施工的進行,提供了一種各方面性能優異的混凝土。
(3)本發明的摻雜石英石人造石材廢渣和粉煤灰的混凝土中,具有使用方法簡單、原料來源廣泛廉價的優點,有利于促進石英石人造石材廢渣再生利用,又有利于降低混凝土造價,既創造了生態效益,也獲得了經濟效益。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步詳細地描述,但本發明的實施方式并不限定于以下實施例。
實施例1
摻雜石英石人造石材廢渣和粉煤灰的混凝土,按質量配比,包括如下組分:
水泥:石英石人造石材廢渣:粉煤灰:水:河砂:石子:減水劑=330:62:21:173:772:1067:6.2;
水泥為p.ⅱ42.5水泥,各項指標符合《通用硅酸鹽水泥》中的相關規定;
石英石人造石材廢渣為聚酯型石英石人造石材生產過程中產生的廢渣經105℃烘干,并經球磨機球磨20min所得的粉狀材料;石英石人造石材廢渣的比表面積為250m2/kg,表觀密度為1960kg/m3,松散堆積密度為790kg/m3,空隙率為60%,sio2含量為88%;
粉煤灰為ⅱ級粉煤灰,密度為2.4g/cm3,各項指標符合《用于水泥和混凝土的粉煤灰標準》中的相關規定;
水為自來水,各項指標符合《混凝土用水標準》中的相關規定;
河砂為ⅱ區中砂,粒徑≤4.75mm,各項指標符合《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》中的相關規定;
石子為5-25mm的連續級配碎石,各項指標符合《普通混凝土用石質量標準及檢驗方法》中的相關規定;
減水劑為聚羧酸減水劑,固含量為26%,減水率為33%。
其中,膠凝材料為水泥、石英石人造石材廢渣和粉煤灰的總量,水膠比為0.42,砂率為0.42,減水劑質量為膠凝材料總量的1.5%。
本實施例中石英石人造石材廢渣相對于水泥的摻量為15%(石英石人造石材廢渣等量替代硅酸鹽水泥,即石英石人造石材廢渣占膠凝材料的質量百分比),粉煤灰相對于水泥的摻量為5%(粉煤灰等量替代硅酸鹽水泥,即粉煤灰占膠凝材料的質量百分比)。
本實施例的混凝土性能測試結果見表1。
實施例2
摻雜石英石人造石材廢渣和粉煤灰的混凝土,按質量配比,,包括如下組分:
水泥:石英石人造石材廢渣:粉煤灰:水:河砂:石子:減水劑=327:41:41:172:765:1058:6.1;
水泥為p.ⅱ42.5水泥,各項指標符合《通用硅酸鹽水泥》中的相關規定;
石英石人造石材廢渣為聚酯型石英石人造石材生產過程中產生的廢渣經105℃烘干,并經球磨機球磨25min所得的粉狀材料;石英石人造石材廢渣的比表面積為300m2kg,表觀密度為1990kg/m3,松散堆積密度為790kg/m3,空隙率為60%,sio2含量為86%;
粉煤灰為ⅱ級粉煤灰,密度為2.4g/cm3,各項指標符合《用于水泥和混凝土的粉煤灰標準》中的相關規定;
水為自來水,各項指標符合《混凝土用水標準》中的相關規定;
河砂為ⅱ區中砂,粒徑≤4.75mm,各項指標符合《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》中的相關規定;
石子為5-25mm的連續級配碎石,各項指標符合《普通混凝土用石質量標準及檢驗方法》中的相關規定;
減水劑為聚羧酸減水劑,固含量為26%,減水率為34%。
其中,膠凝材料為水泥、石渣和粉煤灰的總量,水膠比為0.54,砂率為0.42,減水劑質量為膠凝材料總量的1.5%。
本實施例中石英石人造石材廢渣相對于水泥的摻量為10%(石英石人造石材廢渣等量替代硅酸鹽水泥,即石英石人造石材廢渣占膠凝材料的質量百分比),粉煤灰相對于水泥的摻量為10%(粉煤灰等量替代硅酸鹽水泥,即粉煤灰占膠凝材料的質量百分比)。
本實施例的混凝土性能測試結果見表1。
實施例3
摻雜石英石人造石材廢渣和粉煤灰的混凝土,按質量配比,,包括如下組分:
水泥:石英石人造石材廢渣:粉煤灰:水:河砂:石子:減水劑=232:84:84:168:748:1034:4;
水泥為p.ⅱ42.5水泥,各項指標符合《通用硅酸鹽水泥》中的相關規定;
石英石人造石材廢渣為聚酯型石英石人造石材生產過程中產生的廢渣經105℃烘干,并經球磨機球磨30min所得的粉狀材料;石英石人造石材廢渣的比表面積為250m2/kg,表觀密度為1940kg/m3,松散堆積密度為820kg/m3,空隙率為53%,sio2含量為88%;
粉煤灰為ⅱ級粉煤灰,密度為2.4g/cm3,各項指標符合《用于水泥和混凝土的粉煤灰標準》中的相關規定;
水為自來水,各項指標符合《混凝土用水標準》中的相關規定;
河砂為ⅱ區中砂,粒徑≤4.75mm,各項指標符合《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》中的相關規定;
石子為5-25mm的連續級配碎石,各項指標符合《普通混凝土用石質量標準及檢驗方法》中的相關規定;
減水劑為聚羧酸減水劑,固含量為26%,減水率為33%。
其中,膠凝材料為水泥、石渣和粉煤灰的總量,水膠比為0.42,砂率為0.42,減水劑質量為膠凝材料總量的1%。
本實施例中石英石人造石材廢渣相對于水泥的摻量為21%(石英石人造石材廢渣等量替代硅酸鹽水泥,即石英石人造石材廢渣占膠凝材料的質量百分比),粉煤灰相對于水泥的摻量為21%(粉煤灰等量替代硅酸鹽水泥,即粉煤灰占膠凝材料的質量百分比)。
本實施例的混凝土性能測試結果見表1。
對照組
為進一步說明本發明混凝土的效果,設置對照組一組,對照組膠凝材料為水泥和石英石人造石材廢渣,無粉煤灰;
摻雜石英石人造石材廢渣的混凝土,按質量配比,,包括如下組分:
水泥:石英石人造石材廢渣:水:河砂:石子:減水劑=320:80:168:748:1034:6。
水泥為p.ⅱ42.5水泥,各項指標符合《通用硅酸鹽水泥》中的相關規定;
石英石人造石材廢渣為聚酯型石英石人造石材生產過程中產生的廢渣經105℃烘干,并經球磨機球磨20min所得的粉狀材料;石英石人造石材廢渣的比表面積為250m2/kg,表觀密度為1960kg/m3,松散堆積密度為790kg/m3,空隙率為60%,sio2含量為88%;
水為自來水,各項指標符合《混凝土用水標準》中的相關規定;
河砂為ⅱ區中砂,粒徑≤4.75mm,各項指標符合《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》中的相關規定;
石子為5-25mm的連續級配碎石,各項指標符合《普通混凝土用石質量標準及檢驗方法》中的相關規定;
減水劑為聚羧酸減水劑,固含量為26%,減水率為33%。
對照組中,石英石人造石材廢渣相對于水泥的摻量為20%,水膠比為0.42,砂率為0.42,減水劑質量為膠凝材料質量的1.5%。
對照組的混凝土性能測試結果見表1。
表1實施例與對照組的混凝土性能測試結果(工作性能及抗壓強度數據)
從表1可看出,石英石人造石材廢渣和粉煤灰復合使用時制備所得的混凝土流動性均優于單摻石英石人造石材廢渣的混凝土,且復合使用時混凝土強度均高于單摻石英石人造石材廢渣的混凝土。因此,以石英石人造石材廢渣和粉煤灰作為摻和料取代部分水泥,可以減少單方混凝土中水泥用量,降低造價,增大石英石人造石材廢渣取代水泥的量,進而擴大石英石人造石材廢渣的再生應用價值。
以上對本發明的實施方法作出了說明,但本發明不限于上述實施方法,在所屬技術領域普通技術人員所具備的知識范圍內,還可以在不脫離本發明宗旨的前提下做出各種變化。