[发明专利]一种以废旧玻璃为主要原料的混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种混凝土，尤其涉及一种以建筑废弃物为主要原料的混凝土，及其制备方法。

背景技术

随着我国城市化进程的不断加快，随之产生的建筑废弃物问题越来越引起广泛的关注。废玻璃是建筑废弃物中重要的组成部分，由于废玻璃是不可生物降解的材料，如何有效的对它们进行资源化回收利用就成为一个急待解决的问题。

在玻璃制造业，废玻璃的再利用可以降低生产能耗，减水原料能耗，但由于废玻璃成分复杂，要求再利用之前对废玻璃的除杂、分色要求极高，因此废玻璃在生产新玻璃的应用上极为有限。

将废玻璃用于混凝土有着诸多优势，如火山灰活性（玻璃粉）、吸水率极低、耐久性高、流动性好等等，更为重要的是混凝土对玻璃颜色与杂质含量要求比较宽松，废玻璃利用量很大，因而，废玻璃用于混凝土行业势在必行。

现有技术中，已有一些将废玻璃用于水泥混凝土中的研究和报道。公开号为CN102745929A的专利文献中提到了将磨细玻璃粉作为掺合料用于生产混凝土，可替代30～50%的水泥，使废旧玻璃回收利用率得到了一定程度的提高，但是得到的混凝土性能仍不够理想。公开号为CN103172323A的专利文献中提到一种掺超细普通玻璃粉的活性粉末混凝土，但该混凝土中玻璃粉的掺入量很少，不能有效提高废旧玻璃的再利用率，而且该专利文献中得到的活性粉末混凝土在流动性等性能上也有待于提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以废旧玻璃为主要原料的混凝土，不仅最大限度地利用了废旧玻璃，而且该混凝土具有优异的抗压强度和流动性。

本发明的另一个目的在于提供所述的混凝土的制备方法，该方法不仅最大限度地提高了废旧玻璃的利用率，而且能够保证得到的混凝土具有优异的强度性能，同时可有效降低碱骨料反应发生的可能性。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

提供一种以废玻璃为主要原料的混凝土，按重量份计，它由10～30份的胶凝材料、30～40份的细骨料、40～50份的粗骨料、0.05～0.45份的外加剂、和3.8～16.5份的水制备而成；其中，所述的胶凝材料，按重量百分比计，由70～85wt%的水泥、10～20wt%的粒径≤30μm的废玻璃微粉和5～10wt%的硅灰组成；所述的细骨料是Ⅱ区中砂级配的废玻璃粉；所述的粗骨料是粒径为5～16mm的石子。

本发明优选的方案中，所述的以废玻璃为主要原料的混凝土，按重量份计，它由15～25份的胶凝材料、35～40份的细骨料、45～50份的粗骨料、0.1～0.3份的外加剂、和5.0～10.0份的水制备而成；其中，所述的胶凝材料，按重量百分比计，由70～75wt%的水泥、15～20wt%的粒径≤30μm的废玻璃微粉和5～8wt%的硅灰组成；所述的细骨料是Ⅱ区中砂级配的废玻璃粉；所述的粗骨料是粒径为5～16mm的石子。

本发明最优选的方案中，所述的以废玻璃为主要原料的混凝土，按重量份计，它由20份的胶凝材料、35份的细骨料、45份的粗骨料、0.24份的外加剂、和8份的水制备而成；其中，所述的胶凝材料，按重量百分比计，由75wt%的水泥、20wt%的粒径≤30μm的废玻璃微粉和5wt%的硅灰组成；所述的细骨料是Ⅱ区中砂级配的废玻璃粉，细度模数为2.4～2.8；所述的粗骨料是粒径为5～16mm的石子。

本发明的混凝土中，所述的粒径≤30μm的废玻璃微粉比表面积为550～900m²/kg；优选由棕色和/或白色废玻璃制得。

本发明的混凝土中，所述的Ⅱ区中砂级配的废玻璃粉优选由绿色废玻璃制得。

本发明的混凝土中，所述的水泥可以选择普通硅酸盐水泥，标号为P.O42.5。

本发明的混凝土中，所述的硅灰的表观密度为2500～3000kg/m³，比表面积为18～28㎡/g，平均粒径为0.1～0.2μm，无定形二氧化硅含量为88～97%。

本发明的混凝土中，水胶比为0.38～0.55。

本发明的混凝土中，所述的外加剂可以是各种混凝土制备中可接受的外加剂，例如减水剂，优选聚羧酸减水剂。

本发明还提供所述的以废玻璃为主要原料的混凝土的制备方法，是将除外加剂和水以外的所有原料按照所述比例预混搅拌20s以上，再按所述比例加入外加剂和水，搅拌120s以上，即得所述的以废玻璃为主要原料的混凝土。

本发明优选的制备方法，包括以下步骤：

1）将废玻璃破碎并除去杂质后，按颜色分选；