一种利用回收水的环保混凝土及其制备方法与流程

1.本技术涉及环保混凝土领域，更具体地说，它涉及一种利用回收水的环保混凝土及其制备方法。


背景技术：

2.制备混凝土的过程中，生产、运输大多需要使用到搅拌机、搅拌车等装置。在结束混凝土生产、运输作业之后，为了防止混凝土黏结从而影响装置的使用寿命，需要用水冲洗这些装置。
3.随着经济快速发展，混凝土行业也得到迅猛发展。冲洗设备所产生的废水量不可忽视。
4.这些冲洗设备所产生的废水一般含有砂石、水泥、外加剂等碱性较强的物质，若随意排放则会污染环境；若将废水回收后大量运用到混凝土的制备中，由于回收的废水中杂质太多，对混凝土的性能有较大影响。因此，还有待改善。


技术实现要素：

5.为了改善回收水对混凝土的性能影响，本技术提供一种利用回收水的环保混凝土及其制备方法。
6.第一方面，本技术提供一种利用回收水的环保混凝土，采用如下的技术方案：一种利用回收水的环保混凝土，按照质量份数，包括以下原料：80-110份回收水、55-90份清水、250-265份硅酸盐水泥、70-100份掺合料、700-800份细骨料、950-1100份粗骨料、5-9份氨基磺酸盐系高效减水剂；掺合料至少包括陶瓷抛光粉；回收水的处理包括以下步骤：收集搅拌车的洗车水；对洗车水进行固液分离，得到待处理水；往待处理水内通入过量二氧化碳，搅拌混合反应；反应完成后，得到回收水。
7.通过采用上述技术方案，利用固液分离手段对洗车水进行前处理，将洗车水中的悬浮颗粒、水泥凝胶、络合物等不溶物分离。然后再用二氧化碳对待处理水进行处理，两者之间发生反应，可以大幅度降低待处理的碱性；以得到接近中性、杂质较少的回收水。
8.将经过特殊处理的回收水与氨基磺酸盐系高效减水剂、陶瓷抛光粉相互配合，回收水可以促进陶瓷抛光粉在前期溶出更多的活性硅和铝离子。这些溶出的活性硅和铝离子参与到水热反应，可以有效促进更多的托贝莫来石生成，加快托贝莫来石的结晶速率，从而有效提高混凝土的抗压强度。不仅如此，陶瓷抛光粉、氨基磺酸盐系高效减水剂在回收水的溶剂条件下，快速填充到混凝土浆体内，从而释放更多的自由水，有效改善混凝土的和易性。
9.由于三者能够快速填充到混凝土浆体内，可以促进体系多处生成更多的托贝莫来石，使混凝土各处的性能都得到相似程度地提高，降低了因某些地方抗压强度低、从而容易出现破坏点进而蔓延整体破坏的情况发生，使混凝土性能更加稳定。
10.优选的，所述掺合料除包括陶瓷抛光粉外，还包括粉煤灰、石灰石、玻璃粉中的一种或多种。
11.优选的，所述掺合料为陶瓷抛光粉、粉煤灰、玻璃粉，陶瓷抛光粉与粉煤灰、玻璃粉的质量比为1：(0.1-0.2)：(0.3-0.5)。
12.通过采用上述技术方案，进一步将掺合料限定为陶瓷抛光粉、粉煤灰、玻璃粉特殊比例的配合。在混凝土制备过程中，火山灰作用得到有效提高，内部持续刺激氧化硅和氧化铝与水泥水化产物发生化学反应，从而有利于提高混凝土的抗压强度。
13.由于火山灰作用得到提高，二次水化产物填充了水分蒸发所留下的孔隙，使得混凝土更加密实，性能得到改善。
14.并且，在该特殊配合下，可以有效改善陶瓷抛光粉颗粒表面的电荷，使得其容易絮凝，具有良好的分散效果，提高混凝土流动性。
15.优选的，所述回收水、陶瓷抛光粉、氨基磺酸盐系高效减水剂的质量比为(95-105)：(50-60)：(6-8)。
16.通过采用上述技术方案，在进一步限定掺合料的种类后，再进一步限定回收水、陶瓷抛光粉、氨基磺酸盐系高效减水剂之间的质量比，在前期回收水、陶瓷抛光粉、氨基磺酸盐系高效减水剂快速生成托贝莫来石，在后期托贝莫来石生成速率减慢时，在火山灰作用之下，持续促进与水泥水化产物反应，从而实现从多方面、持续增强混凝土的抗压强度。
17.优选的，所述回收水与清水的质量比为1：(0.7-0.8)。
18.市面上回收水的使用量通常只占到一小部分，对回收水的利用程度较弱。而在本技术中，将通过特殊手段处理的回收水应用到混凝土制备，并与陶瓷抛光粉、氨基磺酸盐系高效减水剂等共同配合，不仅可以有效改善混凝土的和易性、抗压强度，还可以提高回收水在混凝土制备中的比例，从而提高回收水的利用程度。
19.优选的，所述陶瓷抛光粉的比表面积为750-850m2/kg，活性指数大于85％。
20.通过采用上述技术方案，进一步限定陶瓷抛光粉的比表面积，在该比表面积下，陶瓷抛光粉可以起到良好的微集料填充效应，从而有助于改善混凝土的和易性。
21.第二方面，本技术提供一种利用回收水的环保混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：一种利用回收水的环保混凝土的制备方法，包括以下步骤：将粗骨料、细骨料混合均匀，得到待用料；将清水、回收水、硅酸盐水泥、掺合料、氨基磺酸盐系高效减水剂混合均匀，得到中间浆料；将中间浆料与待用料混合，得到成品。
22.优选的，将所述掺合料、氨基磺酸盐系高效减水剂投入到30-50份清水中，在超声频率10-15khz、功率800-1000w、超声时间5-8min的条件下混合，得到混合料；混合料与清水、回收水、硅酸盐水泥共同混合。
23.通过采用上述技术方案，将特定的掺合料、氨基磺酸盐系高效减水剂与清水混合，
在特定的超声条件下对原料进行处理。利用超声波的空化作用将陶瓷抛光粉与其他原料所形成的团聚颗粒打开，使掺合料、氨基磺酸盐系高效减水剂在溶液中均匀分散，从而有利于后期在混凝土体系中有更好的分散效果，进一步改善混凝土的流动性和抗压强度。
24.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、利用固液分离手段对洗车水进行前处理，将洗车水中的悬浮颗粒、水泥凝胶、络合物等不溶物分离。然后再用二氧化碳对待处理水进行处理，两者之间发生反应，可以大幅度降低待处理的碱性；以得到接近中性、杂质较少的回收水。
25.2、将经过特殊处理的回收水与氨基磺酸盐系高效减水剂、陶瓷抛光粉相互配合，回收水可以促进陶瓷抛光粉在前期溶出更多的活性硅和铝离子。这些溶出的活性硅和铝离子参与到水热反应，可以有效促进更多的托贝莫来石生成，加快托贝莫来石的结晶速率，从而有效提高混凝土的抗压强度。
26.3、陶瓷抛光粉、氨基磺酸盐系高效减水剂在回收水的溶剂条件下，快速填充到混凝土浆体内，从而释放更多的自由水，有效改善混凝土的和易性。
具体实施方式
27.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
28.以下实施例及对比例中所用的原料均为市售产品。
29.其中，陶瓷抛光粉为广州某陶瓷厂生产抛光陶瓷砖制品时，经刮平定厚、研磨抛光等工序产生的砖屑。
30.玻璃粉为使用回收的绿色啤酒瓶经过研磨而得，粒径为75-150μm。实施例
31.实施例1一种利用回收水的环保混凝土，包括以下原料：回收水、清水、硅酸盐水泥、掺合料、细骨料、粗骨料、氨基磺酸盐系高效减水剂。
32.其中掺合料为陶瓷抛光粉、粉煤灰、玻璃粉。
33.细骨料为人工砂，类型为中砂，细度模数为2.8。
34.粗骨料为碎石，规格为5-25mm。
35.陶瓷抛光粉的比表面积为800m2/kg，活性指数为85％。
36.回收水的处理包括以下步骤：步骤1)：收集搅拌车的洗车水。
37.步骤2)：利用压滤机对洗车水进行固液分离，将洗车水的悬浮颗粒等不溶物与液相分离，得到待处理水。
38.步骤3)：将待处理水内注入中和反应器内，往中和反应器内通入过量二氧化碳，搅拌混合，使待处理水与二氧化碳充分反应。
39.步骤4)：反应完成后，得到回收水。
40.具体用量详见表1。
41.本技术实施例还提供一种利用回收水的环保混凝土的制备方法，包括以下步骤：步骤01)：将粗骨料、细骨料混合，搅拌至均匀，得到待用料。
42.步骤02)：将40kg的清水投入到超声分散仪中，调整超声频率至12khz、超声功率为
1000w，然后再往超声分散仪中投入掺合料、氨基磺酸盐系高效减水剂，超声混合6min，得到混合料。
43.步骤03)：将剩余的清水、回收水、硅酸盐水泥混合，搅拌至均匀，得到中间浆料。
44.步骤04)：将中间浆料与待用料混合，搅拌至均匀，得到环保混凝土。
45.实施例2一种利用回收水的环保混凝土，与实施例1的不同之处在于，掺合料的总量变为70kg。掺合料中陶瓷抛光粉与粉煤灰、玻璃粉的质量比为1：0.2：0.3。即陶瓷抛光粉的使用量为46.7kg，粉煤灰的使用量为9.3kg，玻璃粉的使用量为14.0kg。
46.陶瓷抛光粉的比表面积为750m2/kg。
47.各原料的具体用量不同，详见表1。
48.一种利用回收水的环保混凝土的制备方法，与实施例1的不同之处在于，步骤02)中超声频率15khz、功率800w、超声时间8min。
49.实施例3一种利用回收水的环保混凝土，与实施例1的不同之处在于，掺合料的总量变为100kg。掺合料中陶瓷抛光粉与粉煤灰、玻璃粉的质量比为1：0.1：0.5，即陶瓷抛光粉的使用量为62.5kg，粉煤灰的使用量为6.3kg，玻璃粉的使用量为31.3kg。
50.陶瓷抛光粉的比表面积为850m2/kg。
51.各原料的具体用量不同，详见表1。
52.一种利用回收水的环保混凝土的制备方法，与实施例1的不同之处在于，步骤02)中超声频率10khz、功率1000w、超声时间5min。
53.表1实施例4
一种利用回收水的环保混凝土，与实施例1的不同之处在于，掺合料为陶瓷抛光粉，陶瓷抛光粉的使用量为85kg，粉煤灰的使用量为0kg，玻璃粉的使用量为0kg。
54.实施例5一种利用回收水的环保混凝土，与实施例1的不同之处在于，掺合料中，陶瓷抛光粉与粉煤灰、玻璃粉的质量比为1：1：1。即陶瓷抛光粉的使用量28kg，粉煤灰的使用量为28kg，玻璃粉的使用量为29kg。
55.实施例6一种利用回收水的环保混凝土，与实施例1的不同之处在于，回收水、陶瓷抛光粉、氨基磺酸盐系高效减水剂的质量比为95：50：6。即回收水的使用量为95kg，陶瓷抛光粉的使用量为50kg，氨基磺酸盐系高效减水剂的使用量为6kg。
56.清水的使用量为69kg。
57.实施例7一种利用回收水的环保混凝土，与实施例1的不同之处在于，回收水、陶瓷抛光粉、氨基磺酸盐系高效减水剂的质量比为105：60：8。即回收水的使用量为105kg，陶瓷抛光粉的使用量为60kg，氨基磺酸盐系高效减水剂的使用量为8kg。
58.清水的使用量为59kg。
59.实施例8一种利用回收水的环保混凝土，与实施例1的不同之处在于，回收水与清水的质量比为1：0.8。即回收水的使用量为91kg，清水的使用量为73kg。
60.实施例9一种利用回收水的环保混凝土，与实施例1的不同之处在于，回收水与清水的质量比为1：1.2。即回收水的使用量为74kg，清水的使用量为90kg。
61.实施例10一种利用回收水的环保混凝土，与实施例1的不同之处在于，陶瓷抛光粉的比表面积为500m2/kg。
62.实施例11一种利用回收水的环保混凝土的制备方法，与实施例1的不同之处在于，省略步骤02)，直接将掺合料、氨基磺酸盐系高效减水剂与清水、回收水、硅酸盐水泥混合均匀。
63.对比例对比例1一种利用回收水的环保混凝土，与实施例1的不同之处在于，将回收水替换成等质量的清水，即回收水的使用量为0kg，清水的使用量为164kg。
64.对比例2一种利用回收水的环保混凝土，与实施例1的不同之处在于，将氨基磺酸盐系高效减水剂替换成等质量的聚羧酸系减水剂，即氨基磺酸盐系高效减水剂的使用量为0kg，聚羧酸系减水剂的使用量为6.73kg。
65.对比例3一种利用回收水的环保混凝土，与实施例1的不同之处在于，将陶瓷抛光粉替换成等质量的粉煤灰，即陶瓷抛光粉的使用量为0kg，粉煤灰的使用量为58.4kg。
66.对比例4一种利用回收水的环保混凝土，与实施例1的不同之处在于，将清水替换成等质量的回收水，即回收水的使用量为164kg，清水的使用量为0kg。
67.性能检测试验1、抗压强度：参照gb/t50081-2019《普通混凝土物理力学性能试验方法标准》对实施例1-11、对比例1-3的混凝土进行7d、28d抗压强度检测。
68.2、流动性：参照gb/t50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》对实施例1-11、对比例1-3的混凝土的拌合物进行坍落度检测。
69.3、表观密度：参照gb/t50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》对实施例1-11、对比例1-3的混凝土的拌合物进行表观密度检测。
70.上述试验1-3结果详见表2。
71.表2表2根据表2中实施例1与对比例1、对比例4的检测数据对比可知，使用了大量回收水的实施例1在抗压强度方面可以达到与仅使用清水的对比例1相仿的抗压强度；实施例1的
混凝土拌合物的流动性已经与对比例1的性能十分相近，相较于完全使用回收水的对比例4有了大幅度的提高；在表观密度方面，实施例1的产品较对比例1、4都更胜一筹。
72.再结合对比例2、3的检测数据对比可知，在将特定的陶瓷抛光粉、氨基磺酸盐系高效减水剂任一替换掉后所制得的产品，在抗压强度、流动性、表观密度都较实施例1有较大幅度的下降。
73.说明在特定比例的回收水、陶瓷抛光粉、氨基磺酸盐系高效减水剂的共同配合下，可以快速填充到混凝土浆体的各处，同时促进大量托贝莫来石生成，从而有效提高流动性、抗压强度和表观密度，实现了回收水在混凝土中的利用。
74.根据表2中实施例1与实施例4、5的检测数据对比可知，实施例4在实施例1的基础上，将掺合料改变成为仅含有陶瓷抛光粉，所制得的产品在抗压强度、流动性、表观密度上都有一定的下降。发明人猜测，可能是因为缺少了与粉煤灰、玻璃粉的共同配合后，掺合料与砂浆之间的摩擦力过大，从而影响了混凝土的性能。再结合实施例5的检测数据可知，实施例5的抗压强度、流动性、表观密度较实施例4的好，但是不如实施例1的。说明掺合料不仅需要选用特定的陶瓷抛光粉、粉煤灰、玻璃粉，并且还需要限定三者在特定的用量、比例之间配合，从而充分发挥效果。
75.根据表2中实施例1、7、8与实施例9的检测数据对比可知，实施例9所制得的产品在抗压强度、表观密度上略差于实施例1的，但是实施例9的产品在流动性上略高于实施例1的。说明在本技术所提供的回收水与清水的特定比例配合下，能够为陶瓷掺合料、氨基磺酸盐系高效减水剂在体系中的配合提供良好的环境，从而进一步促进对混凝土性能的改善。
76.根据表2中实施例1与实施例10的检测数据对比可知，实施例10的产品在前期抗压强度上与实施例1的相似，但是实施例10的产品在后期抗压强度上略差于实施例1的；在流动性、表观密度上，实施例10的也稍逊于实施例1的。说明需要进一步限定陶瓷抛光粉的比表面积，在特定的比表面积下，可以与其他原料有更好的配合，在砂浆中填充颗粒间的孔隙，起到微集料填充效应；从而降低需水量，提高流动性。
77.根据表2中实施例1与实施例11的检测数据对比可知，在特定的超声条件下提前混合掺合料、氨基磺酸盐系高效减水剂，再与清水、回收水、硅酸盐水泥混合，有利于打开团聚颗粒，从而充分发挥掺合料、氨基磺酸盐系高效减水剂、回收水之间的配合效果，提高混凝土的流动性和抗压强度。
78.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种利用回收水的环保混凝土，其特征在于，按照质量份数，包括以下原料：80-110份回收水、55-90份清水、250-265份硅酸盐水泥、70-100份掺合料、700-800份细骨料、950-1100份粗骨料、5-9份氨基磺酸盐系高效减水剂；掺合料至少包括陶瓷抛光粉；回收水的处理包括以下步骤：收集搅拌车的洗车水；对洗车水进行固液分离，得到待处理水；往待处理水内通入过量二氧化碳，搅拌混合反应；反应完成后，得到回收水。2.根据权利要求1所述的利用回收水的环保混凝土，其特征在于：所述掺合料除包括陶瓷抛光粉外，还包括粉煤灰、石灰石、玻璃粉中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的利用回收水的环保混凝土，其特征在于：所述掺合料为陶瓷抛光粉、粉煤灰、玻璃粉，陶瓷抛光粉与粉煤灰、玻璃粉的质量比为1：（0.1-0.2）：（0.3-0.5）。4.根据权利要求3所述的利用回收水的环保混凝土，其特征在于：所述回收水、陶瓷抛光粉、氨基磺酸盐系高效减水剂的质量比为（95-105）：（50-60）：（6-8）。5.根据权利要求1所述的利用回收水的环保混凝土，其特征在于：所述回收水与清水的质量比为1：（0.7-0.8）。6.根据权利要求1所述的利用回收水的环保混凝土，其特征在于：所述陶瓷抛光粉的比表面积为750-850m2/kg，活性指数大于85%。7.一种基于权利要求1-6任一项所述的利用回收水的环保混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将粗骨料、细骨料混合均匀，得到待用料；将清水、回收水、硅酸盐水泥、掺合料、氨基磺酸盐系高效减水剂混合均匀，得到中间浆料；将中间浆料与待用料混合，得到成品。8.根据权利要求7所述的利用回收水的环保混凝土的制备方法，其特征在于：将所述掺合料、氨基磺酸盐系高效减水剂投入到30-50份清水中，在超声频率10-15khz、功率800-1000w、超声时间5-8min的条件下混合，得到混合料；混合料与清水、回收水、硅酸盐水泥共同混合。

技术总结
本申请涉及环保混凝土领域，更具体地说，它涉及一种利用回收水的环保混凝土及其制备方法。一种利用回收水的环保混凝土，按照质量份数，包括以下原料：80-110份回收水、55-90份清水、250-265份硅酸盐水泥、70-100份掺合料、700-800份细骨料、950-1100份粗骨料、5-9份氨基磺酸盐系高效减水剂；掺合料至少包括陶瓷抛光粉；回收水的处理包括以下步骤：收集搅拌车的洗车水；对洗车水进行固液分离，得到待处理水；往待处理水内通入过量二氧化碳，搅拌混合反应；反应完成后，得到回收水。本申请具有改善回收水对混凝土的性能影响的优点。回收水对混凝土的性能影响的优点。


技术研发人员：肖为容 曹伟明 黄俊杰 高辉 毕美兰 曾土娇
受保护的技术使用者：广东东方混凝土有限公司
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/9/23