本发明属于混凝土,具体涉及一种人造骨料及其制备方法和应用。
背景技术:
1、目前,每年混凝土的使用量超过40亿立方米,砂石骨料用量超过60~80亿吨,对砂石骨料如此巨大的需求,导致大量的开山采石,破坏生态环境。伴随着巨大的混凝土产量,资源和能源消耗量猛增,形成的污染也在增长。商混站生产混凝土时产生的污染有很多,主要是扬尘弥漫在空气中的污染、清洗器械时的水污染、生产时搅拌站产生的声音污染以及剩余的混凝土废渣。现有技术中通常将生产出来的固体废弃物的大部分直接选择排放填埋或者直接利用纯混凝土废渣制备细石骨料,其中排放填埋不但造成了资源浪费,还占用了土地存在环境污染的问题;而直接利用纯混凝土废渣制备的细石骨料抗压强度较低(0.4~0.6mpa),无法满足使用要求。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种人造骨料及其制备方法和应用,本发明提供的人造骨料采用混凝土残渣细砂作为骨料的骨架结构,具有优异的抗压强度。
2、为了实现本发明的目的,本发明提供了以下技术方案:
3、一种人造骨料,包括混凝土残渣细砂内核和包覆在所述混凝土残渣细砂内核表面的混凝土废渣-水泥封装皮料;
4、按质量分数计,所述人造骨料包括以下制备原料:
5、混凝土残渣粉料10~15%、水泥10~15%、混凝土残渣细砂40~45%、粘合剂5~10%、激发剂5~10%和水20~25%。
6、优选地,所述粘合剂包括季铵化壳聚糖和藻酸盐;所述季铵化壳聚糖和藻酸盐的质量比为5~10:5~10。
7、优选地,所述激发剂包括二氧化钛、石膏和水玻璃;所述二氧化钛、石膏和水玻璃的质量比为1~3:5~7:1~1.5。
8、优选地,所述混凝土残渣粉料包括水化和未水化水泥;所述水化和未水化水泥的质量比为3~6:1~3。
9、优选地,所述混凝土残渣细砂的粒径为0.5~2mm。
10、优选地,所述混凝土残渣细砂内核的粒径为4~10mm;所述混凝土废渣-水泥封装皮料的厚度为1~5mm。
11、本发明还提供了上述技术方案所述人造骨料的制备方法,包括以下步骤:
12、将混凝土残渣细砂、粘合剂和部分水混合,进行第一造粒,得到混凝土残渣细砂内核;
13、将所述混凝土残渣细砂内核、混凝土残渣粉料、水泥、激发剂和剩余水进行混合,进行第二造粒,得到所述人造骨料。
14、优选地,所述第一造粒和第二造粒的转速独立为40~60r/min。
15、本发明还提供了上述技术方案所述人造骨料或上述技术方案所述制备方法制备的人造骨料在混凝土中的应用。
16、优选地,所述人造骨料在混凝土中的质量占混凝土总质量的20~30%。
17、本发明提供了一种人造骨料,包括混凝土残渣细砂内核和包覆在所述混凝土残渣细砂内核表面的混凝土废渣-水泥封装皮料;按质量分数计,所述人造骨料包括以下制备原料:混凝土残渣粉料10~15%、水泥10~15%、混凝土残渣细砂40~45%、粘合剂5~10%、激发剂5~10%和水20~25%。本发明使用混凝土残渣中的细砂作为骨料的主要骨架结构,使废弃物直接变为产品主体成分,促进混凝土废料的消纳,减少了资源的浪费,并且本发明提供的人造骨料与纯混凝土废渣所制备的骨料相比,抗压强度能够得到显著增强;同时本发明在混凝土残渣粉料中加入激发剂,可激发混凝土残渣粉料的活性,进一步提高增强人造骨料的抗压强度。由本发明实施例结果可知,本发明提供的人造骨料的抗压强度为2.0~3.0mpa,力学性能优异。
1.一种人造骨料,其特征在于,包括混凝土残渣细砂内核和包覆在所述混凝土残渣细砂内核表面的混凝土废渣-水泥封装皮料;
2.根据权利要求1所述人造骨料,其特征在于,所述粘合剂包括季铵化壳聚糖和藻酸盐;所述季铵化壳聚糖和藻酸盐的质量比为5~10:5~10。
3.根据权利要求1所述人造骨料,其特征在于,所述激发剂包括二氧化钛、石膏和水玻璃;所述二氧化钛、石膏和水玻璃的质量比为1~3:5~7:1~1.5。
4.根据权利要求1所述人造骨料,其特征在于,所述混凝土残渣粉料包括水化和未水化水泥;所述水化和未水化水泥的质量比为3~6:1~3。
5.根据权利要求1所述人造骨料,其特征在于,所述混凝土残渣细砂的粒径为0.5~2mm。
6.根据权利要求1所述人造骨料,其特征在于,所述混凝土残渣细砂内核的粒径为4~10mm;所述混凝土废渣-水泥封装皮料的厚度为1~5mm。
7.权利要求1~6任一项所述人造骨料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述第一造粒和第二造粒的转速独立为40~60r/min。
9.权利要求1~6任一项所述人造骨料或权利要求7或8所述制备方法制备的人造骨料在混凝土中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述人造骨料在混凝土中的质量占混凝土总质量的20~30%。