專利名稱：一種c20、c40、c60級高性能再生混凝土配合比設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程的混凝土配制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及3種強度等級C20、C40、C60高性能再生混凝土配合比設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
目前，伴隨著國家和社會對資源和環(huán)境的保護意識逐漸增強，如何節(jié)省資源和能源，如何合理有效地實現(xiàn)廢棄混凝土的再利用，是國家乃至各省市科技發(fā)展重中之重。我國建筑垃圾年排放量為60億多噸，是世界排放最多的國家，而建筑物垃圾的最主要組成成分為廢棄混凝土，占30% 40%。因此，如何科學(xué)處理與利用廢棄混凝土是當(dāng)前擺在面前的核心問題與主要任務(wù)，已成為國內(nèi)外關(guān)注與亟待解決的問題。上海、青島、深圳等省市都已建立了建筑垃圾處理廠，尤其是規(guī)劃中分布于北京四周的四個建筑垃圾處理廠之一的位于昌平區(qū)陽坊鎮(zhèn)的元泰達環(huán)保建材公司的建筑垃圾廠已于2011年開始運作生產(chǎn)混凝土再生粗細骨料。另外，在2011年，國家、地方、行業(yè)以及北京市相繼頒布了《再生混凝土或再生粗細骨料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程和規(guī)范》。而且，再生混凝土的各種力學(xué)性能、工作性能和耐久性等通過加入粉煤灰、硅灰和高性能減水劑等可以得到完善。上述均為再生混凝土應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)工程創(chuàng)造了各種有利的條件。要想從根本上解決我國乃至各省市建筑垃圾存在的問題，途徑之一是采取建筑材料循環(huán)使用模式，改變傳統(tǒng)的線性處置方式，走再生利用之路，減少建筑物對自然資源的依賴程度，真正實現(xiàn)建筑垃圾全部資源化，在保護環(huán)境的同時爭取更大的經(jīng)濟利益和社會效益，而這就需要給出不同強度等級的再生混凝土配合比方法。目前，混凝土配制都朝著高性能方向發(fā)展，這樣有利于混凝土施工的良好工作性能，以及適于長久使用壽命的耐久性等等；因此，通過系統(tǒng)性地給出“3種強度等級C20、C40、C60高性能再生混凝土配合比設(shè)計方法”，可以加速再生混凝土廣泛、合理地應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)中，從根本上解決國家乃至各省市建筑垃圾存在的問題；不但可以促進建立健全適合國家乃至各省市實際情況的建筑垃圾綜合處置系統(tǒng)，同時也促進了國家的科技進步、經(jīng)濟建設(shè)、環(huán)境和社會發(fā)展。因此，勢在必行且經(jīng)濟與社會意義重大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有關(guān)于各種強度等級高性能再生混凝土具體配制技術(shù)的不足問題，尤其針對是不同強度等級的再生混凝土中的最佳粗骨料替代率配制技術(shù)的不足，提供了 3種強度等級C20、C40、C60級高性能混凝土配制方法。該種再生混凝土能夠保證所需要的強度、坍落度和流動度及控制其損失、耐久性等，能適于混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼-混組合結(jié)構(gòu)等等。本發(fā)明為解決上述問題所采用的技術(shù)方案:混凝土的配合比為:水泥:粉煤灰:硅灰:原生粗骨料:再生粗骨料:細骨料:水:高性能減水劑為:(單位:Kg/m3):
C20 強度等級:(180 250): (280 660): (280 660): (600 800): (175 185): (120 160): (O 20): (3.5 6);C40 強度等級:(250 350): (470 660): (280 470): (600 800): (165 175): (90 140): (20 30): (5.5 8);C60 強度等級:(350 450): (660 760): (180 280): (600 800): (155 165): (80 120): (20 40): (6.0 10)。所述C40、C60級混凝土的再生粗集料應(yīng)為I級，C20混凝土的再生粗集料可為I級或II級，C20、C40、C60混凝土的再生粗骨料最佳取代率分別為50 70%、30 50%、20 30%，為連續(xù)級配，粒徑為Φ5 25mm，泵送自密實粒徑為Φ5 20，再生粗集料應(yīng)采用預(yù)濕處理，否則根據(jù)再生粗集料吸水率來計算其附加用水量。所述C20、C40、C60級混凝土的礦物摻合料指的是I或II級粉煤灰和優(yōu)質(zhì)硅灰，C20、C40、C60級混凝土的粉煤灰摻量分別為30 45%、25 35%、20 30%，硅灰的摻量分別為0%、5 10%、5 10%，C20、C40、C60水泥應(yīng)分別選用42.5或52.5級硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，C20、C40、C60混凝土的膠凝材料總量分別不宜超過420kg/m3、480kg/m3、560kg/m3。所述混凝土細骨料全部采用天然河砂，為中砂，砂率應(yīng)為35 40%，當(dāng)采用泵送工藝時，應(yīng)為40 46%。所述C20、C40、C60級混凝土水膠比分別為0.40 0.48,0.34 0.40,0.28
0.32，對于自密實再生混凝土，應(yīng)使用絕對體積法進行配合比設(shè)計。所述高性能減水劑為帶有泵送劑性能或緩凝性能的聚羧酸系高效減水劑，減水率大于25%，并具有一定的保塑功能，其摻量為0.5 2%之間，按含氣量的2 4%來控制引氣劑的摻量。所述C20、C40、 C60級高性能再生混凝土各配合比參數(shù)是其各相應(yīng)強度等級的特征點，對于三者之間其它的強度等級高性能再生混凝土配合比參數(shù)取值按上述的參數(shù)來線性插值來取值。本發(fā)明的有益效果為:1.本發(fā)明生產(chǎn)的再生混凝土是3種強度等級C20、C40、C60的高性能再生能混凝土，其所用的原材料，除了傳統(tǒng)混凝土所用的水泥、砂、石和水四大組分外，還有高性能化學(xué)外加劑以及礦物摻合材料(包括粉煤灰、硅灰)。該種再生混凝土能夠保證所需要的強度、坍落度和流動度及其經(jīng)時損失、耐久性等高性能，能為混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼-混組合結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)提供所需要的再生混凝土。2.有利于促進再生混凝土合理、廣泛地應(yīng)用以及建筑一資源-環(huán)境可持續(xù)地發(fā)展，從根本上解決我國建筑垃圾存在的問題；同時也可以促進建立健全適合我國實際情況的建筑垃圾綜合處置系統(tǒng)，另外也促進了我國的科技進步、經(jīng)濟建設(shè)、環(huán)境和社會發(fā)展，均具有重要的理論意義和實用價值。因此，勢在必行且經(jīng)濟與社會意義重大。
具體實施例方式本發(fā)明提供了 3種強度等級C20、C40、C60高性能再生混凝土配合比設(shè)計方法，下面通過具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。實施例:
水泥:為某水泥廠生產(chǎn)的P.142.5硅酸鹽水泥。砂子:河砂，中砂。石子:原生粗骨料為天然碎石，再生粗骨料是由建筑鋼筋混凝土所產(chǎn)生的廢棄混凝土用鄂式破碎機進行二次破碎和篩分處理得到的，并且再生粗集料采用了預(yù)濕處理，并將其放置至飽和面干燥后再將其用于再生混凝土的配置，粒徑為5 20_，連續(xù)級配，同時符合國家規(guī)范《GBT25177-2010混凝土用再生粗骨料》的各項規(guī)定。水:自來水。粉煤灰:某電廠生產(chǎn)的I級粉煤灰。娃灰:為某娃鐵合金廠生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)娃灰。高性能減水劑:某外加劑廠所生產(chǎn)的高性能聚羧酸減水劑，為緩凝型或引氣型高性能復(fù)合減水劑，減水率大于25%，并與上述的P.142.5硅酸鹽水泥適應(yīng)性較好。C20、C40、C60級高性能再生混凝土配合比設(shè)計方法如下:
權(quán)利要求
1.一種C20、C40、C60級高性能再生混凝土配合比設(shè)計方法，所述配合比設(shè)計為不同強度等級再生混凝土的再生粗骨料最佳替代率，能夠保證所需要的強度、坍落度和流動度及控制其損失、耐久性等，強度等級為C20、C40、C60的再生混凝土設(shè)計方法，其特征在于，該3種高性能再生混凝土按Im3混凝土中含有的組分為:水泥:原生粗骨料:再生粗骨料:細骨料:水:粉煤灰:硅灰:高性能減水劑，組分單位為Kg/m3，配合比分別為:C20強度等級:(180 250): (280 660): (280 660): (600 800): (175 185): (120 160): (0 20): (3.5 6) ；C40 強度等級:(250 350): (470 660): (280 470): (600 800): (165 175): (90 140): (20 30): (5.5 8) ;C60 強度等級:(350 450): (660 760): (180 280): (600 800): (155 165): (80 120): (20 40): (6.0 10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C20、C40、C60級高性能再生混凝土配合比設(shè)計方法，其特征在于，所述C40、C60混凝土的再生粗集料應(yīng)為1級，C20混凝土的再生粗集料可為I級或II級，C20、C40、C60混凝土的再生粗骨料最佳取代率分別為50 70%、30 50%、20 30%，為連續(xù)級配，粒徑為Φ5 25mm，泵送自密實粒徑為Φ5 20，再生粗集料應(yīng)采用預(yù)濕處理，否則根據(jù)再生粗集料吸水率來計算其附加用水量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C20、C40、C60級高性能再生混凝土配合比設(shè)計方法，其特征在于，所述C20、C40、C60混凝土的礦物摻合料指的是I或II級粉煤灰和優(yōu)質(zhì)硅灰，C20、C40、C60混凝土的粉煤灰摻量分別為30 45%、25 35%、20 30%，硅灰的摻量分別為0%、5 10%、5 10%，C20、C40、C60水泥應(yīng)分別選用42.5或52.5級硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，C20、C40、C60混凝土的膠凝材料總量分別不宜超過420kg/m3、480kg/m3、560kg/m3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C20、C40、C60級高性能再生混凝土配合比設(shè)計方法，其特征在于，所述混凝土細骨料全部采用天然河砂，為中砂，砂率應(yīng)為35 40%，當(dāng)采用泵送工藝時，應(yīng)為40 46%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C20、C40、C60級高性能再生混凝土配合比設(shè)計方法，其特征在于，所述C20、C40、C60混凝土水膠比分別為0.40 0.48、0.34 0.40、0.28 0.32，對于自密實再生混凝土，應(yīng)使用絕對體積法進行配合比設(shè)計。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C20、C40、C60級高性能再生混凝土配合比設(shè)計方法，其特征在于，所述高性能減水劑為帶有泵送劑性能或緩凝性能的聚羧酸系高效減水劑，減水率大于25%，并具有一定的保塑功能，其摻量為0.5 2%之間，按含氣量的2 4%來控制引氣劑的摻量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C20、C40、C60級高性能再生混凝土配合比設(shè)計方法，其特征在于，所述C20、C40、C60高性能再生混凝土各配合比參數(shù)是其各相應(yīng)強度等級的特征點，對于三者之間其它的強度等級高性能再生混凝土配合比參數(shù)取值按上述的參數(shù)來線性插值來取值。
全文摘要
本發(fā)明屬于土木工程的混凝土配制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種C20、C40、C60級高性能再生混凝土配合比設(shè)計方法。解決再生混凝土在混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的配制技術(shù)問題，提供3種強度等級C20、C40、C60高性能再生混凝土配合比設(shè)計方法。所述配合比設(shè)計方法技術(shù)方案為水泥∶原生粗骨料∶再生粗骨料∶細骨料∶水∶粉煤灰∶硅灰∶高性能減水劑，組分單位為Kg/m3，分別為C20(180～250)∶(280～660)∶(280～660)∶(600～800)∶(175～185)∶(120～160)∶(0～20)∶(3.5～6)；C40(250～350)∶(470～660)∶(280～470)∶(600～800)∶(165～175)∶(90～140)∶(20～30)∶(5.5～8)；C60(350～450)∶(660～760)∶(180～280)∶(600～800)∶(155～165)∶(80～120)∶(20～40)∶(6.0～10)。本發(fā)明用于混凝土結(jié)構(gòu)中再生混凝土的制作。
文檔編號C04B28/04GK103086667SQ20131002880
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者何振軍, 張家興, 楊志安 申請人:北方工業(yè)大學(xué)