本发明涉及建筑工程材料技术领域，具体涉及为一种花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土及其制备方法。
背景技术：
目前，我国花岗岩矿石资源的年生产总量已居世界首位，在花岗岩矿石的开采和加工中会产生大量的花岗岩废料、废渣粉，其中，花岗岩废料由于未成荒料，仍有一定块度，经加工可再生成马赛克、小石块料等，但花岗岩废渣粉由于直接利用程度不高，多数被随意堆放或填埋，只有少数被用作硅酸盐原料或混凝土掺合料等，且部分提纯工艺复杂，无法大批量生产，资源再生利用率较低。
随着我国城市建设的发展，水泥的产量与日俱增，平均每生产1t水泥大约需消耗石灰石矿石1.3t左右，根据国家统计局数据显示，2019年，全国累计水泥产量23.3亿t，同比增长6.1％，生产水泥过程中产生的co_2排放量达10亿t以上。我国石灰石总体资源目前出现短缺的现象，且碳排放量需要严格控制。研发可替代水泥的材料，是缓解资源短缺和控制碳排放的有效解决办法之一。
同时，在城市建设下，产生了大量的建筑垃圾，其组分也很复杂。此外，建筑行业对砂石的需求量居高不下，但自然资源总量持续下降，且开采行业集约化程度不高，深加工能力不足，浪费严重。目前建筑垃圾利用技术主要是将废弃混凝土破碎成再生骨料作为混凝土的原料，但与天然骨料相比，再生骨料表面附着有砂浆，具有颗粒棱角多，表面粗糙，孔隙率高，吸水性大等缺点。现有解决技术多为物理强化和化学强化。物理强化技术为二次颗粒整形，经过处理后可达到国家i类骨料标准，但破碎过程中内部产生大量具有一定尺寸的裂纹，制备而成的混凝土存在薄弱界面过渡区，易破坏，强度大大降低。化学强化技术采用酸液或水泥浆等对再生骨料进行浸渍和喷淋处理，可在一定程度上提高再生混凝土的强度，但改善效果不显著，实际应用较少。
现有常规固体废弃物资源化利用技术中，在考虑资源固有属性的同时，将固废进行资源化有效利用，一般再生产品为花岗岩石粉掺合料、再生骨料混凝土等，如现有专利号为201610783058.7的一种改性花岗岩石粉掺合料及其制备方法，该方法使用无机改性剂和助磨剂对花岗岩石粉进行改性，提高活性使其更适宜做水泥的掺合料；现有专利号为200510136624.7的废弃混凝土活化再生水泥技术，将废弃混凝土破碎分选后，通过热处理、机械、加辅助料化学活化等技术制备再生水泥，在制备过程中严格把控各项参数，工艺流程较为复杂。以及现有专利号为201620455206.8的一种增强的建筑垃圾废弃混凝土再生骨料，利用水玻璃溶液、聚乙烯醇溶液处理骨料，在骨料表面形成强化层、粘结层和水泥外壳，制备的混凝土抗压强度平均提高28-35％，但成本较高。
以上查询结果显示，目前多为对一种固体废弃物进行资源化利用，可解决部分花岗岩废渣粉、废弃混凝土的弃置和资源浪费的问题，但工艺手段分散，不够系统化，且较为繁琐，在利用过程中不可避免地造成了二次资源浪费和环境污染。针对上述问题，提出一种花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土及其制备方法，为多种无机固体废物的综合利用及发挥各组分的协同效应提供了一种方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土及其制备方法，已解决上述背景技术中存在至少部分问题。
为实现上述目的，根据本发明的一方面，通过一种花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土，由包括花岗岩废渣粉、硅灰、水泥、再生粗骨料、砂、水、减水剂按照相应比例制备而成，重量份数分别为26～38份、7～13份、167～195份、474～595份、291～375份、78～102份、1.89～2.13份，水灰比为0.37～0.45。
根据本发明的一个实施方案，其中所述花岗岩废渣粉包括花岗岩磨损料、抛光粉。
根据本发明的一个实施方案，其中所述水泥为p.052.5普通硅酸盐水泥，比表面积≥300m2/kg，80μm方孔筛筛余不超过10％，烧失量≤5％。
根据本发明的一个实施方案，其中所述硅灰的sio2含量≥92％，粒径为0.1～0.2μm，比表面积为24～28m2/g。
根据本发明的一个实施方案，其中所述减水剂为聚羧酸系液态减水剂，ph为6～8，密度为1.07～1.11g/ml。
根据本发明的一个实施方案，其中所述细骨料为河砂，粒径分布为1.18～4.75mm，连续粒级，级配良好。
根据本发明的一个实施方案，其中所述再生粗骨料由废弃混凝土经过破碎分选得到，粒径分布为4.75～31.5mm，连续粒级，级配良好。
根据本发明另一方面，提供一种制备所述改性再生骨料混凝土的方法，其特征在于，包括：
(a).花岗岩废渣粉的前处理：将花岗岩废渣粉放入搅拌池中，进行搅拌、水洗、除砂，得到粒径在100μm以下的花岗岩废渣粉；
(b).称取原料：按以下重量份数称取各原料，花岗岩废渣粉26～38份、硅灰7～13份、水泥167～195份、再生粗骨料474～595份、细骨料291～375份、水78～102份、减水剂1.89～2.13份；
(c).搅拌：将称量好的花岗岩废渣粉和硅灰混合后，与再生粗骨料一起倒入搅拌机中，搅拌均匀，再将水泥、细骨料倒入搅拌机中干拌，最后加入减水剂和水的混合液，搅拌，得到混合均匀的改性再生骨料混凝土。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1).花岗岩废渣粉含70％以上的sio2，以及al2o3、cao等成分，硅灰的sio2含量≥92％，花岗岩废渣粉经过处理可与硅灰复掺等量替代水泥，在节约水泥和减轻碳排放的同时，实现对花岗岩加工废弃物的合理利用；
(2).将再生粗骨料与花岗岩废渣粉和硅灰混合物一起搅拌，能对再生粗骨料本身的微细裂纹和表面孔隙进行有效填充，改善再生骨料的强度、吸水性、压碎指标等性能，从而提高制备得到的混凝土抗压强度和耐久性等性能；
(3).同时考虑花岗岩废渣粉与废弃混凝土两种固体废弃物的协同性综合利用，花岗岩废渣粉与硅灰协同后，替代部分水泥的同时改善再生骨料性能，通过简单的处理工艺发挥各组分的协同效应；
(4).制备生成的改性再生骨料混凝土相对于传统再生骨料混凝土，强度得到明显提升，同时改善了其耐久性、和易性等性能；
(5).利用简单的工艺可解决部分花岗岩废渣粉、废弃混凝土的弃置和资源浪费的问题，减轻环境污染。
附图说明
图1为根据本发明一个实施方案的花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土的制备流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
一种花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土，由下列重量份数的原料组成：30份花岗岩废渣粉、10份硅灰、180份水泥、530份再生粗骨料、340份砂、100份水、2.10份减水剂，水灰比为0.45。
所述水泥为p.052.5普通硅酸盐水泥，比表面积为320m2/kg，80μm方孔筛筛余为7％，烧失量为3.5％。
所述硅灰的sio2含量为93％，粒径为0.1～0.2μm，比表面积为26m2/g。
所述减水剂为聚羧酸系液态减水剂，ph为7，密度为1.10g/ml。
所述细骨料为河砂，粒径分布为1.18～4.35mm，连续粒级，级配良好。
所述的花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土，包括以下步骤：
(a).花岗岩废渣粉的前处理：将花岗岩废渣粉放入搅拌池中，进行搅拌、水洗、除砂，得到粒径在100μm以下的花岗岩废渣粉；
(b).称取原料：按重量份数称取花岗岩废渣粉、硅灰、水泥、再生粗骨料、细骨料、水、减水剂各原料；
(c).搅拌：将称量好的花岗岩废渣粉和硅灰混合后，与再生粗骨料一起倒入搅拌机中，搅拌50-60s，再将水泥、细骨料倒入搅拌机中干拌50-60s，最后加入减水剂和水的混合液，搅拌100-120s，得到混合均匀的改性再生骨料混凝土。
(d).成型：将步骤(c)所得的混合料灌入模具中进行振动压制成型，脱模制得成型混凝土，于蒸养房中50-70℃下蒸养10～24小时，再于自然养护室内进行养护，标准养护的龄期为7d和28d，得到再生骨料混凝土。
达到养护龄期后，根据gb50164《混凝土质量控制标准》的规定方法，取出试块进行抗压试验，所得花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土的28d抗压强度为45.6mpa，7d抗压强度为33.8mpa。
实施例2
一种花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土，由下列重量份数的原料组成：35份花岗岩废渣粉、12份硅灰、185份水泥、550份再生粗骨料、330份砂、100份水、2.13份减水剂，水灰比为0.43。
所述水泥为p.052.5普通硅酸盐水泥，比表面积为320m2/kg，80μm方孔筛筛余为7％，烧失量为3.5％。
所述硅灰的sio2含量为93％，粒径为0.1～0.2μm，比表面积为26m2/g。
所述减水剂为聚羧酸系液态减水剂，ph为7，密度为1.10g/ml。
所述细骨料为河砂，粒径分布为1.18～4.35mm，连续粒级，级配良好。
所述的花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土，包括以下步骤：
(a).花岗岩废渣粉的前处理：将花岗岩废渣粉放入搅拌池中，进行搅拌、水洗、除砂，得到粒径在100μm以下的花岗岩废渣粉；
(b).称取原料：按重量份数称取花岗岩废渣粉、硅灰、水泥、再生粗骨料、细骨料、水、减水剂各原料；
(c).搅拌：将称量好的花岗岩废渣粉和硅灰混合后，与再生粗骨料一起倒入搅拌机中，搅拌50-60s，再将水泥、细骨料倒入搅拌机中干拌50-60s，最后加入减水剂和水的混合液，搅拌100-120s，得到混合均匀的改性再生骨料混凝土。
(d).成型：将步骤(d)所得的混合料灌入模具中进行振动压制成型，脱模制得成型混凝土，于蒸养房中50-70℃下蒸养10～24小时，再于自然养护室内进行养护，标准养护的龄期为7d和28d，得到再生骨料混凝土。
达到养护龄期后，根据gb50164《混凝土质量控制标准》的规定方法，取出试块进行抗压试验，所得花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土的28d抗压强度为47.2mpa，7d抗压强度为35.2mpa。
实施例3
一种花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土，由下列重量份数的原料组成：26份花岗岩废渣粉、8份硅灰、190份水泥、500份再生粗骨料、320份砂、85份水、1.95份减水剂，水灰比为0.38。
所述水泥为p.052.5普通硅酸盐水泥，比表面积为320m2/kg，80μm方孔筛筛余为7％，烧失量为3.5％。
所述硅灰的sio2含量为93％，粒径为0.1～0.2μm，比表面积为26m2/g。
所述减水剂为聚羧酸系液态减水剂，ph为7，密度为1.10g/ml。
所述细骨料为河砂，粒径分布为1.18～4.35mm，连续粒级，级配良好。
所述的花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土，包括以下步骤：
(a).花岗岩废渣粉的前处理：将花岗岩废渣粉放入搅拌池中，进行搅拌、水洗、除砂，得到粒径在100μm以下的花岗岩废渣粉；
(b).称取原料：按重量份数称取花岗岩废渣粉、硅灰、水泥、再生粗骨料、细骨料、水、减水剂各原料；
(c).搅拌：将称量好的花岗岩废渣粉和硅灰混合后，与再生粗骨料一起倒入搅拌机中，搅拌50-60s，再将水泥、细骨料倒入搅拌机中干拌50-60s，最后加入减水剂和水的混合液，搅拌100-120s，得到混合均匀的改性再生骨料混凝土。
(d).成型：将步骤(d)所得的混合料灌入模具中进行振动压制成型，脱模制得成型混凝土，于蒸养房中50-70℃下蒸养10～24小时，再于自然养护室内进行养护，标准养护的龄期为7d和28d，得到再生骨料混凝土。
达到养护龄期后，根据gb50164《混凝土质量控制标准》的规定方法，取出试块进行抗压试验，所得花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土的28d抗压强度为51.3mpa，7d抗压强度为41.5mpa。
上述实施实例仅用于说明本申请较优选的方案，对本申请的保护范围不构成任何限制，本领域的技术人员在本申请范围内进行通常的变化和替换都应包含在本申请的保护范围之内。
1.一种花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土，其特征在于：包括花岗岩废渣粉、硅灰、水泥、再生粗骨料、砂、水、减水剂，重量份数分别为26～38份、7～13份、167～195份、474～595份、291～375份、78～102份、1.89～2.13份，水灰比为0.37～0.45。
2.根据权利要求1所述的一种花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土，其特征在于：所述花岗岩废渣粉包括花岗岩磨损料、抛光粉。
3.根据权利要求1所述的一种花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土，其特征在于：所述水泥为p.052.5普通硅酸盐水泥，比表面积≥300m2/kg，80μm方孔筛筛余不超过10％，烧失量≤5％。
4.根据权利要求1所述的一种花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土，其特征在于：所述硅灰的sio2含量≥92％，粒径为0.1～0.2μm，比表面积为24～28m2/g。
5.根据权利要求1所述的一种花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸系液态减水剂，ph为6～8，密度为1.07～1.11g/ml。
6.根据权利要求1所述的一种花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土，其特征在于：所述细骨料为河砂，粒径分布为1.18～4.75mm，连续粒级，级配良好。
7.根据权利要求1所述的一种花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土，其特征在于：所述再生粗骨料由废弃混凝土经过破碎分选得到，粒径分布为4.75～31.5mm，连续粒级，级配良好。
8.一种利用权利要求1-7其中之一所述的一种花岗岩废渣粉协同硅灰的改性再生骨料混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a).花岗岩废渣粉的前处理：将花岗岩废渣粉放入搅拌池中，进行搅拌、水洗、除砂，得到粒径在100μm以下的花岗岩废渣粉；
(b).称取原料：按以下重量份数称取各原料，花岗岩废渣粉26～38份、硅灰7～13份、水泥167～195份、再生粗骨料474～595份、细骨料291～375份、水78～102份、减水剂1.89～2.13份；
(c).搅拌：将称量好的花岗岩废渣粉和硅灰混合后，与再生粗骨料一起倒入搅拌机中，搅拌均匀，再将水泥、细骨料倒入搅拌机中干拌，最后加入减水剂和水的混合液，搅拌，得到混合均匀的改性再生骨料混凝土。
技术总结