[发明专利]物理—化学联合激活的玻璃固废混凝土及其制备方法

说明书

本发明为物理—化学联合激活的玻璃固废混凝土及其制备方法，在混凝土配方中包括，以标准砂质量的28‑32％替换相应的标准砂的玻璃粉，所述玻璃粉的平均粒径不大于75μm，同时加入有硫酸盐性激发剂、一元强碱碱性激发剂、二元强碱碱性激发剂。所述混凝土先将固废玻璃粉进行物理活化，碾碎至平均粒径在75μm以内，以大约30％的比例替代标准砂，同时加入碱性激发剂能够降低混凝土的ASR反应，避免由于玻璃粉的加入而带来的膨胀率过大的问题。

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，具体来说，是涉及一种物理—化学联合激活的玻璃固废混凝土及其制备方法。

背景技术

根据联合国环境署调查研究，全世界每年有200亿吨的废弃垃圾，其中有7％为玻璃制品，目前大部分废弃玻璃主要处理方式是填埋，由于玻璃是非生物降解材料，填埋处理方式产生了严重的环境污染问题。由于玻璃成分主要是二氧化硅，与水泥砂子成分相近，近年来越来越多的学者采用玻璃部分替代混凝土成分，研究其宏观力学性能和微观结构的变化，为玻璃回收再利用提供新思路。混凝土中废弃玻璃的回收利用研究主要集中在两个方面：一是将废弃玻璃破碎替代部分粗细骨料加入到混凝土中；二是将玻璃粉磨作为掺合料掺入混凝土中。

在固废混凝土的制备过程中，容易发生碱-硅酸反应(Alkali-Silica Reaction，简称ASR)，反应生成物会使混凝土局部产生开裂，影响结构安全性和耐久性，阻碍玻璃混凝土的推广与应用。随着，废弃玻璃的问题日益突出，对其处理的措施也日趋严峻。因此，研究一种有效的措施来抑制制备过程中的ASR反应，实现废弃玻璃的高效回收利用，制备出性能优良的废弃玻璃混凝土具有重要的工程意义。

影响废弃玻璃混凝土中的ASR反应的因素复杂多样：玻璃粒径、玻璃含量、养护条件等。另一方面，为了更加有效地抑制混凝土中的ASR反应，通常会添加一部分化学外加剂来抑制制备过程中的ASR反应。如CN103553491B引入10～20wt％的小于30微米的废玻璃微粉，同时使用的外加剂是减水剂，可以改善混凝土的流动性能、和易性能，但是对玻璃粉的表面改性没有提升作用，不会起到改善碱收缩和力学增强的效果，实际上仅为物理活化。

发明内容

本发明提供的目的是提供一种物理—化学联合激活的玻璃固废混凝土及其制备方法。所述混凝土先将固废玻璃粉进行物理活化，碾碎至平均粒径在75μm以内，以大约30％的比例替代标准砂，同时加入碱性激发剂能够降低混凝土的ASR反应，避免由于玻璃粉的加入而带来的膨胀率过大的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种物理—化学联合激活的玻璃固废混凝土，其特征在于，在混凝土配方中包括，以标准砂质量的28-32％替换相应的标准砂的玻璃粉(标准砂为原混凝土配方中所含标准砂的质量为基准进行替换计算)，所述玻璃粉的平均粒径不大于75μm，同时加入有硫酸盐性激发剂、一元强碱碱性激发剂、二元强碱碱性激发剂。

所述硫酸盐性激发剂、一元强碱碱性激发剂、二元强碱碱性激发剂的加入量分别占混凝土配方中水泥质量的1.8-2.2％、0.8-1.2％、0.8-10％。

一种物理—化学联合激活的玻璃固废混凝土，按重量份数计，混凝土的组成和含量分别为：

普通硅酸盐水泥：1份

玻璃粉：0.47-0.675份

标准砂：1.575-2.25份

水：0.47份

硫酸盐性激发剂：0.018-0.022份

一元强碱碱性激发剂：0.008-0.012份

二元强碱碱性激发剂：0.008-0.1份。

所述玻璃粉由废弃玻璃经物理活化进行碾碎，至平均粒径≤75μm获得。优选平均粒径为40-75μm。