一种混凝土废弃料的再生利用方法及再生混凝土
技术领域
本申请涉及混凝土制备的技术领域，尤其是涉及一种混凝土废弃料的再生利用方法及再生混凝土。
背景技术
近年来，世界建筑业进入高速发展阶段。混凝土作为最大宗的人造材料对自然资源的占用及对环境造成的负面影响也引发了可持续发展问题的讨论。世界每年拆除的废旧混凝土、新建建筑产生的废弃混凝土以及混凝土工厂、预制构建厂排放的废旧混凝土的数量是巨大的。同时，预计今后废弃混凝土排放量将随着世界范围内城市化进程的加快，对原有建筑物的拆除、改造与日俱增。
然而废弃混凝土传统的处理方法主要是将其运往郊外堆放或填埋，不仅要花费大量的运费，给环境造成二次污染，而且要占用大量宝贵的土地资源，并且简单地遗弃也是对自然资源的极大浪费。
发明内容
为实现对废弃混凝土进行有效的再生利用，本申请提供一种混凝土废弃料的再生利用方法及再生混凝土。
第一方面，本申请提供一种混凝土废弃料的再生利用方法，采用的技术方案如下：一种混凝土废弃料的再生利用方法，包括以下步骤：
S1：调湿冷冻；将废弃混凝土料以及废弃陶瓷料分别进行加水调湿与冰冻制冷；
S2：预破碎；将冷冻后的废弃混凝土料以及废弃陶瓷料分别进行破碎，控制两者粒径不大于40mm；
S3：研磨烘干；对冰冻得到的废弃混凝土料以及废弃陶瓷料进行研磨，研磨时进行抽风除尘，并对研磨后的废弃混凝土料与废弃陶瓷料分别进行烘干；
S4：筛分混料；对烘干后的废弃混凝土料与废弃陶瓷料分别进行筛分，将粒径大于4mm的废弃混凝土料与废弃陶瓷料混合作为再生粗骨料，粒径小于4mm的废弃混凝土料与废弃陶瓷料混合作为再生细骨料；
S5：混凝土制备；将再生粗骨料、再生细骨料、水泥、矿物掺合料、减水剂等投放至混凝土搅拌机中进行搅拌，制得再生混凝土。
通过采用上述技术方案，将废弃混凝土料与废弃陶瓷料进行混凝土的制备，实现废气混凝土料与废弃陶瓷料的再利用，有效解决环境问题的同时避免了浪费天然资源。此外，在加工过程中，对废弃混凝土料与废弃陶瓷料在破碎前所进行的制冷处理将使得废弃混凝土料与废弃陶瓷料内的分子与原子活动性减弱，使得分子间的结合关系下降。进而，在后续预破碎以及研磨阶段的破碎研磨效果更加充分，最终实现避免因破碎研磨不充分而需要进行重复破碎，使得废弃混凝土料与废弃陶瓷料可快捷高效的得到破碎，进行方便后续的混凝土加工。
进一步设置为：所述步骤S4所得到再生粗骨料中废弃混凝土料与废弃陶瓷料比例为：2.5～4:1，再生细骨料中废弃混凝土料与废弃陶瓷料比例为：1:3～5。
通过采用上述技术方案，结合说明书中性能检测数据可以看出，当再生粗骨料与再生细骨料的废弃混凝土料与废弃陶瓷料在上述比例范围内时，所制得的再生混凝土具有较好的抗压强度，这是由于合适含量的陶瓷颗粒由于其高效的粘接性，可进一步加强骨料之间的连接，但当陶瓷含量过多而混凝土料过少时由于陶瓷强度相对较低将影响整体混凝土的强度。
进一步设置为：步骤S5具体包括以下步骤：
S5.1：将水泥、矿物掺合料、再生细骨料在混凝土搅拌机中进行干拌，搅拌均匀得到混合物料；
S5.2：在S5.1得到的混合物料中加入所需用水的80％并搅拌均匀，搅拌完成后，在不停止混凝土搅拌机的同时，再加入减水剂和剩余20％的水，加入完成后继续搅拌，待其成浆；
S5.3：将再生粗骨料投放至S5.2所得砂浆中进行搅拌，得到再生混凝土。
通过采用上述技术方案，将再生粗骨料滞后投入其余组分中进行搅拌，则实现了是胶凝材料与再生细骨料的充分接触与粘接，进而在后续再生粗骨料投入搅拌，使再生细骨料分布在再生粗骨料的间隙内时实现再生细骨料颗粒与周围的再生粗骨料颗粒进行更加充分的连接，实现提高骨料之间的连接关系，即提高所制得混凝土的稳定性。
进一步设置为：步骤S3中烘干温度为100℃，烘干时间为1h。
通过采用上述技术方案，实现将加水调湿的废弃混凝土料、废弃陶瓷料进行干燥处理，避免其内仍存在的水分影响后续所制备混凝土的性能。
进一步设置为：步骤S1中冰冻温度为-20℃，冰冻时间为75min。
通过采用上述技术方案，实现对废弃混凝土料、废弃陶瓷料进行较好的冰冻，进而方便后续破碎与研磨。
第二方面，本申请提供一种通过上述方法所制得的再生混凝土，采用如下技术方案：
一种混凝土废弃料的再生利用方法制得的再生混凝土，包括以下重量份数的组分：
再生粗骨料：900-1160份；
再生细骨料：600-780份；
矿物掺合料：230-285份；
水泥：310-380份；
水：135-165份；
减水剂：8.8-10.2份。
通过采用上述技术方案，并结合说明书中性能检测数据，在再生粗骨料中混入废弃陶瓷料以及在再生细骨料中混入废弃陶瓷料均可有效提高最终所制得再生混凝土的抗压强度。产生这一现象的原因是陶瓷制骨料的单个颗粒相对于混凝土碎石骨料更加粗糙，进而具有更大的表面积，具有一定吸水能力，与水泥等胶凝材料结合时的粘接能力更强，另一方面，再生细骨料种的废弃陶瓷料将分布在再生粗骨料的间隙内，将进一步使得废弃陶瓷料将借助其所粘接的胶凝材料与其周围的再生粗骨料颗粒之间形成更为紧密的粘接关系，进而混凝土骨料之间的连接关系更为稳定，体现出再生混凝土具有更强的稳定性。
进一步设置为：所述矿物掺合料包括以下重量份数的组分：
粉煤灰80-100份；
矿粉110-130份；
硅灰40-55份。
通过采用上述技术方案，粉煤灰的加入能够达到降低水泥用量的作用效果，且粉煤灰中含有的球状玻璃体能够使拌合物的屈服剪切应力有效降低，进而使拌合物有较大的流动性，矿粉则能达到降低水泥用量，降低绝热温升的作用，同时可有效改善混凝土施工性能，提高混凝土后期强度及抗硫酸盐侵蚀及氯盐渗析等耐久性能。
进一步设置为：所采用的减水剂固含量为20％，减水率大于30％。
通过采用上述技术方案，选用此类高效减水剂进一步提升所制备混凝土的流动性，进而保障后续工作过程中混凝土的泵送性。
综上所述，本申请的有益技术效果为：
(1)有效利用废弃混凝土料、废气陶瓷料进行再生混凝土制备，避免浪费与影响环境的同时带来经济效益；
(2)所制得的混凝土具有较好的稳定性与强度，进而使再生混凝土可有效进行利用。
附图说明
图1是本申请的方法步骤流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
实施例1：
参照图1，为本申请公开的一种混凝土废弃料的再生利用方法，包括以下步骤：
S1：调湿冷冻；将废弃混凝土料以及废弃陶瓷料分别进行加水调湿，加水调湿时控制含水量为总重量的10％，加湿后将废弃混凝土料与废弃陶瓷料放置入工业冷冻箱中进行冰冻制冷，冰冻温度为-20℃，冰冻时间为75min；
S2：预破碎；将冷冻后的废弃混凝土料以及废弃陶瓷料利用破碎机分别进行破碎，控制两者粒径不大于40mm；
S3：研磨烘干；将冰冻得到的废弃混凝土料以及废弃陶瓷料投入研磨机中进行研磨，研磨时在一侧进行抽风除尘，并对研磨后的废弃混凝土料与废弃陶瓷料分别进行烘干；其中，烘干温度控制为100℃，烘干时间为1h。
S4：筛分混料；将烘干后的废弃混凝土料与废弃陶瓷料分别投入筛分机中进行筛分，将粒径大于4mm的废弃混凝土料与废弃陶瓷料混合作为再生粗骨料，且废弃混凝土料与废弃陶瓷料混合时的重量比例2:1，粒径小于4mm的废弃混凝土料与废弃陶瓷料混合作为再生细骨料，且废弃混凝土料与废弃陶瓷料混合时的重量比例1:2；
S5：混凝土制备；将再生粗骨料、再生细骨料、水泥、矿物掺合料、减水剂等投放至混凝土搅拌机中进行搅拌，制得再生混凝土。
其中步骤S5具体包括以下步骤：
S5.1：将水泥、矿物掺合料、再生细骨料在混凝土搅拌机中进行干拌，搅拌均匀得到混合物料；
S5.2：在S5.1得到的混合物料中加入所需用水的80％并搅拌均匀，搅拌完成后，在不停止混凝土搅拌机的同时，再加入减水剂和剩余20％的水，加入完成后继续搅拌，待其成浆；
S5.3：将再生粗骨料投放至S5.2所得砂浆中进行搅拌，得到再生混凝土。
上述制备过程中，针对减水剂的选用，采用固含量为20％，减水率大于30％的减水剂。
上述制备过程中，对废弃混凝土料与废弃陶瓷料在破碎前所进行的制冷处理将使得废弃混凝土料与废弃陶瓷料内的分子与原子活动性减弱，使得分子间的结合关系下降。进而，在后续预破碎以及研磨阶段的破碎研磨效果更加充分，最终实现避免因破碎研磨不充分而需要进行重复破碎，使得废弃混凝土料与废弃陶瓷料可快捷高效的得到破碎，进行后续的混凝土加工。
此外，步骤S5种将再生粗骨料滞后投入其余组分中进行搅拌，则实现了是胶凝材料与再生细骨料的充分接触与粘接，进而在后续再生粗骨料投入搅拌，使再生细骨料分布在再生粗骨料的间隙内时实现再生细骨料颗粒与周围的再生粗骨料颗粒进行更加充分的连接，实现提高骨料之间的连接关系，即提高所制得混凝土的稳定性。
本申请还提供一种利用上述方法所制得的再生混凝土，其中各组分重量份数如表1所示。
实施例2-6：
与实施例1的区别在于，制备再生混凝土所使用的再生粗骨料或再生细骨料内废弃混凝土料与废弃陶瓷料比例不同，以及再生混凝土内各组分重量份数不同，具体数值见表1。
对比例1：
与实施例3的区别在于，制备再生混凝土的再生粗骨料时全部使用废弃混凝土料，具体数值见表1。
对比例2：
与实施例3的区别在于，制备再生混凝土的再生细骨料时全部使用废弃混凝土料，具体数值见表1。
对比例3：
与实施例3的区别在于，制备再生混凝土的再生粗骨料以及再生细骨料时全部使用废弃混凝土料，具体数值见表1。
表1：再生混凝土内各组分重量份数示意表
性能检测：
按照《普通混凝土力学性能试验方法》(GB/T50081-2002)的规定，对上述实施例与对比例制得的再生混凝土进行强度测试，所得性能检测结果见表2。
表2：再生混凝土力学性能试验数据示意表
结果分析：
结合表2，分别对比实施例3、对比例1、对比例2以及对比例3的性能检测结果，可以看出在再生粗骨料中混入废弃陶瓷料以及在再生细骨料中混入废弃陶瓷料均可有效提高最终所制得再生混凝土的抗压强度，产生这一现象的原因是陶瓷制骨料的单个颗粒相对于混凝土碎石骨料更加粗糙，进而具有更大的表面积，具有一定吸水能力，与水泥等胶凝材料结合时的粘接能力更强，另一方面，再生细骨料种的废弃陶瓷料将分布在再生粗骨料的间隙内，将进一步使得废弃陶瓷料将借助其所粘接的胶凝材料与其周围的再生粗骨料颗粒之间形成更为紧密的粘接关系，进而混凝土骨料之间的连接关系更为稳定，体现出再生混凝土具有更强的稳定性。
本实施例的实施原理及有益效果为：
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
