本发明涉及建筑工程材料技术领域，具体涉及一种碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土及其制备方法。
背景技术：
随着我国社会经济和工业的高速发展，每年产生的工业固体废弃物也日益增加，如矿渣、粉煤灰等等。同时随着我国城镇化进程的加快，建筑垃圾的产量也逐渐增多，其中城市建筑垃圾已占到城市垃圾总量的30％-40％，据估计我国每年城市产出建筑垃圾约为6亿吨。大量的固体废弃物堆存不仅占用了大量的国土资源同时也给我国环保事业带来了巨大的压力。固体废弃物的再生资源化综合利用是使建筑业实现可持续发展、建设循环经济和构建节约型社会的一个重要方面。
与此同时水泥作为建筑行业常用材料其生产过程不仅耗费巨大资源同时还产生大量有害气体。通常每生产1吨水泥带来的二氧化碳的排放约为0.85吨。利用工业固体废弃物以及建筑垃圾破碎过程中产生的微粉替代水泥作为胶凝材料不仅可以解决固体废弃物综合利用率低的问题，更是可以减少水泥生产过程中资源资源消耗和环境污染，有利于建筑行业的可持续发展。
目前国内外对于建筑垃圾资源化利用于普通水泥再生混凝土的制备技术和工程应用主要存在以下几个问题：其一，由于强度等工作性能的需要，再生骨料取代天然骨料的比率较低，以致于建筑垃圾资源化综合利用效率低；其二，由于再生骨料自身性能存在缺陷其生产的构件存在强度和延性低、耐久性能差、徐变大等问题；其三，再生骨料密度和天然骨料存在差异，使用传统的混凝土搅拌技术易导致混凝土内容骨料不均匀，从而影响混凝土拌合物的性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土及其制备方法，其强度、粘聚性、和易性、流动性等工作性能优异。
技术方案：
一种碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土，由再生红砖微粉、矿渣、粉煤灰、天然河砂、天然粗骨料、再生粗骨料、氢氧化钠固体、水玻璃、碳酸钠和水按质量百分比5％～20％:5～20％:5％～10％:15％～35％:0％～30％35％～55％:0.1％～2％:1％～5％:0.1％～2％：10％～20％制备而成，水胶比(水的质量比上再生红砖微粉、矿渣和粉煤灰的质量和)0.40～0.52，其中水包括水玻璃中所含的水以及外加水。
所述再生红砖微粉细度达到rfp-ⅱ级及以上标准。
所述矿渣为级别不低于s95级的矿渣粉。
所述粉煤灰包括c类粉煤灰和f类粉煤灰，级别为一级粉煤灰。
所述的天然细骨料包括天然河砂，所述的天然细骨料粒径d1为0.35mm-0.5mm，连续级配，体积密度为1418-1496kg/m3，吸水率为4.15％-5.75％，含水率为2.76％-3.28％。
所述的天然粗骨料包括石灰岩碎石，所述的天然粗骨料粒径d2为5mm-16mm，连续级配，体积密度为1537-1596kg/m3，压碎指标为10.2％-11.8％，吸水率为1.63％-2.35％，含水率为0.33％-0.39％。
所述的再生粗骨料为建筑垃圾通过堆场分拣、破碎机破碎、筛分机筛分产生。
所述的再生粗骨料粒径d3为5mm-16mm，连续级配，体积密度为1131-1322kg/m3，压碎指标为14.3％-16.2％，吸水率为11.8％-14.5％，含水率为5.02％-6.37％。
所述的所述的碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土，包括以下步骤：
第一步，按照权利要求1所述的原料质量百分比准备再生红砖微粉、矿渣、粉煤灰、天然河砂、再生粗骨料、氢氧化钠固体、水玻璃、碳酸钠和水；
第二步，将所述的水玻璃、氢氧化钠固体和水混合从而制备碱激发溶液，并静置20-48小时；
第三步，将再生红砖微粉、矿渣、粉煤灰、天然河砂、再生粗骨料放入混凝土振动搅拌机中，干拌60s-90s，使再生红砖微粉、矿渣、粉煤灰、天然河砂、再生粗骨料混合均匀。
第四步，将静置后的碱激发溶液与碳酸钠先后分别加入混凝土振动搅拌机中，搅拌60s-90s，至拌合物混合均匀。
所述的混凝土振动搅拌机为双卧轴振动搅拌机。
具体实施方式
实施例1：碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土工作性能检测：
一种碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土，由下列重量的原料组成：再生红砖微粉160kg，矿渣210kg，粉煤灰80kg，天然河砂608kg，天然粗骨料310kg，再生粗骨料724kg，氢氧化钠固体21.64kg，水玻璃151.8kg，碳酸钠17kg和水135kg，水胶比为0.51。
所述再生红砖微粉细度达到rfp-ⅱ级标准。
所述矿渣为级别为s95级的矿渣粉。
所述粉煤灰包括c类粉煤灰和f类粉煤灰，级别为一级粉煤灰。
所述的天然细骨料包括天然河砂，所述的天然细骨料粒径d1为0.35mm-0.5mm，连续级配，体积密度为1460kg/m3，吸水率为4.36％，含水率为2.88％
所述的天然粗骨料包括石灰岩碎石，所述的天然粗骨料粒径d2为5mm-16mm，连续级配，体积密度为1523kg/m3，压碎指标为10.73％，吸水率为1.70％，含水率为0.29％。
所述的再生粗骨料为建筑垃圾通过堆场分拣、破碎机破碎、筛分机筛分产生。
所述的再生烧结砖粗骨料粒径d3为5mm-10mm，体积密度为1032kg/m3，压碎指标为15.2％，吸水率为12％，含水率为5.26％。
所述的碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土，包括以下步骤：
第一步，按照权利要求1所述的原料质量百分比准备再生红砖微粉、矿渣、粉煤灰、天然河砂、再生粗骨料、氢氧化钠固体、水玻璃、碳酸钠和水；
第二步，将所述的水玻璃、氢氧化钠固体和水混合从而制备碱激发溶液，并静置24小时；
第三步，将再生红砖微粉、矿渣、粉煤灰、天然河砂、再生粗骨料放入混凝土振动搅拌机中，干拌90s，使再生红砖微粉、矿渣、粉煤灰、天然河砂、再生粗骨料混合均匀。
第四步，将静置后的碱激发溶液与碳酸钠先后分别加入混凝土振动搅拌机中，搅拌90s，至拌合物混合均匀。
所述的混凝土振动搅拌机为双卧轴振动搅拌机。
新拌混凝土出机后，按照gb/t50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》规定，使用坍落筒测定拌合物的坍落度，所得碱激发再生红砖微粉协同矿渣基坍落度为180mm。
实施例2：碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土抗压强度检验：
将本发明实施例所得碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土留置抗压强度立方体试块，在温度为205的环境中静置24h，最后移至混凝土标准养护室内进行养护，标准养护的龄期为28d。达到养护龄期后，根据gb/t50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》的规定方法，取出试块进行抗压试验，测试结果见表1。
表1碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土强度测试结果
实施例3：碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土工作性能检测：
一种碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土，由下列重量的原料组成：再生红砖微粉240kg，矿渣140kg，粉煤灰80kg，天然河砂622kg，天然粗骨料510kg，再生粗骨料524kg，氢氧化钠固体21.64kg，水玻璃151.8kg，碳酸钠17kg和水115kg，水胶比为0.45。
所述再生红砖微粉细度达到rfp-ⅱ级标准。
所述矿渣为级别为s95级的矿渣粉。
所述粉煤灰包括c类粉煤灰和f类粉煤灰，级别为一级粉煤灰。
所述的天然细骨料包括天然河砂，所述的天然细骨料粒径d1为0.35mm-0.5mm，连续级配，体积密度为1460kg/m3，吸水率为4.36％，含水率为3.21％
所述的天然粗骨料包括石灰岩碎石，所述的天然粗骨料粒径d2为5mm-16mm，连续级配，体积密度为1523kg/m3，压碎指标为10.73％，吸水率为1.70％，含水率为0.31％。
所述的再生粗骨料为建筑垃圾通过堆场分拣、破碎机破碎、筛分机筛分产生。
所述的再生烧结砖粗骨料粒径d3为5mm-10mm，体积密度为1032kg/m3，压碎指标为15.2％，吸水率为12％，含水率为6.22％。
所述的碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土，包括以下步骤：
第一步，按照权利要求1所述的原料质量百分比准备再生红砖微粉、矿渣、粉煤灰、天然河砂、再生粗骨料、氢氧化钠固体、水玻璃、碳酸钠和水；
第二步，将所述的水玻璃、氢氧化钠固体和水混合从而制备碱激发溶液，并静置24小时；
第三步，将再生红砖微粉、矿渣、粉煤灰、天然河砂、再生粗骨料放入混凝土振动搅拌机中，干拌90s，使再生红砖微粉、矿渣、粉煤灰、天然河砂、再生粗骨料混合均匀。
第四步，将静置后的碱激发溶液与碳酸钠先后分别加入混凝土振动搅拌机中，搅拌90s，至拌合物混合均匀。
所述的混凝土振动搅拌机为双卧轴振动搅拌机。
新拌混凝土出机后，按照gb/t50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》规定，使用坍落筒测定拌合物的坍落度，所得碱激发再生红砖微粉协同矿渣基坍落度为120mm。
实施例4：碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土抗压强度检验：
将本发明实施例所得碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土留置抗压强度立方体试块，在温度为205的环境中静置24h，最后移至混凝土标准养护室内进行养护，标准养护的龄期为28d。达到养护龄期后，根据gb/t50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》的规定方法，取出试块进行抗压试验，测试结果见表2。
表2碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土的强度测试结果
1.一种碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土，其特征在于：由再生红砖微粉、矿渣、粉煤灰、天然河砂、天然粗骨料、再生粗骨料、氢氧化钠固体、水玻璃、碳酸钠和水按质量百分比5％～20％:5～20％:5％～10％:15％～35％:0％～30％35％～55％:0.1％～2％:1％～5％:0.1％～2％：10％～20％制备而成，水胶比(水的质量比上再生红砖微粉、矿渣和粉煤灰的质量和)0.40～0.52，其中水包括水玻璃中所含的水以及外加水。
2.根据权利要求1所述的碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土，其特征在于：所述再生红砖微粉细度达到rfp-ⅱ级及以上标准。
3.根据权利要求1所述的碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土，其特征在于：所述矿渣为级别不低于s95级的矿渣粉。
4.根据权利要求1所述的碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土，其特征在于：所述粉煤灰包括c类粉煤灰和f类粉煤灰，级别为一级粉煤灰。
5.根据权利要求1所述的碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土，其特征在于：所述的天然细骨料包括天然河砂，所述的天然细骨料粒径d1为0.35mm-0.5mm，连续级配，体积密度为1418-1496kg/m3，吸水率为4.15％-5.75％，含水率为2.76％-3.28％。
6.根据权利要求1所述的碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土，其特征在于：所述的天然粗骨料包括石灰岩碎石，所述的天然粗骨料粒径d2为5mm-16mm，连续级配，体积密度为1537-1596kg/m3，压碎指标为10.2％-11.8％，吸水率为1.63％-2.35％，含水率为0.33％-0.39％。
7.根据权利要求1所述的碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土，其特征在于：所述的再生粗骨料为建筑垃圾通过堆场分拣、破碎机破碎、筛分机筛分产生。
8.根据权利要求1所述的碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土，其特征在于：所述的再生粗骨料粒径d3为5mm-16mm，连续级配，体积密度为1131-1322kg/m3，压碎指标为14.3％-16.2％，吸水率为11.8％-14.5％，含水率为5.02％-6.37％。
9.根据权利要求1所述的碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，按照权利要求1所述的原料质量百分比准备再生红砖微粉、矿渣、粉煤灰、天然河砂、再生粗骨料、氢氧化钠固体、水玻璃、碳酸钠和水；
第二步，将所述的水玻璃、氢氧化钠固体和水混合从而制备碱激发溶液，并静置20-48小时；
第三步，将再生红砖微粉、矿渣、粉煤灰、天然河砂、再生粗骨料放入混凝土振动搅拌机中，干拌60s-90s，使再生红砖微粉、矿渣、粉煤灰、天然河砂、再生粗骨料混合均匀。
第四步，将静置后的碱激发溶液与碳酸钠先后分别加入混凝土振动搅拌机中，搅拌60s-90s，至拌合物混合均匀。
10.根据权利要求9所述的碱激发再生红砖微粉协同矿渣基的再生混凝土，其特征在于：所述的混凝土振动搅拌机为双卧轴振动搅拌机。
技术总结