再生骨料栏杆柱及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，更具体地说，涉及一种再生骨料栏杆柱及其制备方法。

背景技术

目前的市政路面、园林等公共设施固定隔离的栏杆柱通常以水泥为粘结剂、以无机天然的矿石经开采、破碎、筛分后得到的骨料作为通体集料，浇筑而成。

天然矿石为不可再生的矿产资源，由于过去的过度开采而日趋枯竭。并且天然矿石在开采过程中不可避免的带来生态破坏、环境污染等次生灾害。

同时，人造石、天然石、水磨石加工生产企业抛磨线生产中产生的废浆中含有大量的粉渣，这些粉渣经沉淀后产生的粉尘如不经有效处理，将污染环境，占用场地；玻璃纤维增强复合材料的废弃物，因其具有耐腐蚀等特性，在自然条件下很难分解、消除，如不经特别处理，将是“顽固不化”废弃物；以生活垃圾经焚烧产生的飞灰，含有一定量危害人体健康的微量元素，通过常规的固封、填埋不能有效解决有害元素的渗出、泄露，危害环境及人体健康。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述栏杆柱因使用天然矿石为原料的骨料，而导致生态破坏、环境污染的问题，提供一种再生骨料栏杆柱及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种再生骨料栏杆柱，其特征在于，包括栏杆柱表层以及浇筑于所述栏杆柱表层内的混凝土柱芯；所述栏杆柱表层由水泥毯与浇筑所述混凝土柱芯的浆料发生水化反应而硬化形成；所述混凝土柱芯的主体由再生骨料构成，且所述混凝土柱芯由所述栏杆柱表层约束成型并与所述栏杆柱表层浇筑一体。

作为本发明的进一步改进，所述混凝土柱芯包括钢筋笼，且所述栏杆柱表层的厚度为5-10mm。

作为本发明的进一步改进，所述混凝土柱芯包括以下重量份的组分：再生粗骨料40-50份、再生细粉料15-20份、再生玻璃纤维碎3-5份、飞灰2-5份、水泥20-25份、减水剂0.25-0.75份、水5-10份。

作为本发明的进一步改进，所述再生粗骨料为经风选或经水选后的建筑废弃物经破碎筛分后的再生料，且所述再生粗骨料的粒度为5-31.5mm。

作为本发明的进一步改进，所述再生细粉料为人造石、天然石或水磨石的加工生产厂的抛磨浆水经沉淀后并晾干后得到的细粉料。

作为本发明的进一步改进，所述再生玻璃纤维碎为玻璃纤维增强复合材料经冲切、粉碎后得到的不同长度的玻璃纤维混合碎料。

作为本发明的进一步改进，所述飞灰为生活垃圾经焚烧后收集到的细小颗粒。

本发明还提供一种如上所述的再生骨料栏杆柱的制备方法，包括：

A、将裁切至预设尺寸的水泥毯贴放在模具内壁及底部，并由所述水泥毯包裹形成一个顶部开口的柱形空腔；

B、在所述柱形空腔内浇筑混凝土柱芯。

作为本发明的进一步改进，所述在所述柱形空腔内浇筑混凝土柱芯，包括：

B1、将钢筋笼放置到所述柱形空腔；

B2、将再生粗骨料填充到所述柱形空腔中，并通过振动使所述再生粗骨料与所述钢筋笼一起构成骨料结构框架；

B3、将混凝土柱芯中除了再生粗骨料外的组分混合拌制形成粘稠浆体，并使用泵管抽取浆体灌注入骨料结构框架的多孔隙结构中，且在灌注浆体的同时进行振动处理，直至浆体填充满多孔隙结构且所述水泥毯泛湿为止；

B4、将用作顶面的水泥毯铺放到浇筑有混凝土柱芯的柱形空腔的顶部开口，并振动、抹压至表面泛湿；

B5、自然养护第一时长后脱模，继续养护第二时长得到再生骨料栏杆柱成品。

作为本发明的进一步改进，所述第一时长为3天，所述第二时长为28天。

本发明具有以下有益效果：通过由水泥毯硬化形成栏杆柱表层、并由再生骨料为主体浇筑形成混凝土柱芯，且栏杆柱表层和混凝土柱芯浇筑一体，可在保证结构强度的同时，大大降低再生骨料栏杆柱的成本，简化再生骨料栏杆柱的生产工艺。

并且，本发明还通过水泥毯包裹主要由廉价的再生骨料及危废品构成的混凝土柱芯，开辟了危废品的有效消纳途径。

附图说明

图1是本发明实施例提供的再生骨料栏杆柱的垂向剖面结构示意图；

图2是本发明实施例提供的再生骨料栏杆柱的水平剖面结构示意图；

图3是本发明实施例提供的再生骨料栏杆柱的制备方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的再生骨料栏杆柱的制备方法中浇筑混凝土柱芯的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

结合图1、2所示，是本发明实施例提供的再生骨料栏杆柱的结构示意图，该再生骨料栏杆柱可用作市政马路、公园、花园等处的围栏、围墙的立柱等。在本实施例中，再生骨料栏杆柱可为由工厂生产的预制件，且该再生骨料栏杆柱包括栏杆柱表层11以及混凝土柱芯12，其中混凝土柱芯12浇筑于栏杆柱表层 11内。

上述栏杆柱表层11由水泥毯构成，其包裹在混凝土柱芯12的外层。具体地，水泥毯与浇筑混凝土柱芯12的浆料中的发生水化反应而硬化形成栏杆柱表层 11，即水泥毯吸收浇筑混凝土柱芯12的浆料中多余的自由水，发生水化反应，固化后形成一层强度高、抗冲击性能优的栏杆柱表层11。混凝土柱芯12的主体由再生骨料构成，且混凝土柱芯12由栏杆柱表层11约束成型并与栏杆柱表层11 浇筑一体。

上述用于形成栏杆柱表层11的水泥毯，由胶凝材料和三维纤维织物复合而成，其中三维纤维织物可为聚乙烯和聚丙烯等长丝编织成的三维纤维复合结构 (3D fibrematrix)，胶凝材料则可为含有特殊配方并具有抗渗等功能的干混砂浆混合料(Dry MixMortar)，例如主要化学成分是Al

混凝土柱芯12主要由再生粗骨料构成，其中该再生粗骨料为经风选或经水选后的建筑废弃物、经破碎筛分后的再生料，粒度为5-31.5mm，性能满足 GB/T25177-2010规定的再生粗骨料Ⅰ、Ⅱ类质量要求。

上述再生骨料栏杆柱，通过由水泥毯硬化形成栏杆柱表层、并由再生骨料为主体浇筑形成混凝土柱芯，且栏杆柱表层和混凝土柱芯浇筑一体，与通体表里使用相同砼材料的普通混凝土栏杆柱相比，上述再生骨料栏杆柱可在保证结构强度的同时，大大降低再生骨料栏杆柱的成本，简化再生骨料栏杆柱的生产工艺。

在本发明的一个实施例中，为增加再生骨料栏杆柱的强度，上述混凝土柱芯12可包括钢筋笼，在浇筑成型后，钢筋笼由混凝土柱芯12的混凝土材料包裹和结合而成为整体结构，可大大提高混凝土柱芯12的抗折、抗冲击强度。当然，在某些对强度要求不高的场合，混凝土柱芯12可省去钢筋笼，从而节省成本。

在本发明的一个实施例中，为保证再生骨料栏杆柱的防撞性能，栏杆柱表层11的厚度为5-10mm，即水泥毯硬化后的厚度为5-10mm，具体可根据再生骨料栏杆柱的应用场合稍作调整。

在本发明的一个实施例中，混凝土柱芯12包括以下重量份的组分(除了钢筋笼以外)：再生粗骨料40-50份、再生细粉料15-20份、再生玻璃纤维碎3-5 份、飞灰2-5份、水泥20-25份、减水剂0.25-0.75份、水5-10份。

其中，再生细粉料为人造石、天然石或水磨石的加工生产厂的抛磨浆水经沉淀后并晾干后得到的细粉料，具体可来自人造石、天然石或水磨石的加工生产厂。由于人造石、天然石、水磨石加工生产厂抛磨浆水经沉淀后得到的晾干的细粉料的母体材料为天然的石英砂或岗石砂，质地坚硬、化学稳定性好，和胶凝材料胶化后可以获得优异性能的胶凝层，显著提升再生骨料栏杆柱的强度及密实性。

再生玻璃纤维碎为玻璃纤维增强复合材料经冲切、粉碎后得到的不同长度的玻璃纤维混合碎料。玻璃纤维增强复合材料的废弃物，具有耐腐蚀等特性，在自然条件下很难分解、消除。由玻璃纤维增强的复合材经冲切、粉碎后得到的不同长度的再生玻璃纤维碎，同样具有难分解、自然条件下难以消解的特性，且在环境中易散浮在空气中，经呼吸进入人体后，危害人体健康。在混凝土柱芯12中掺入再生玻璃纤维碎可以显著提高柱体的抗折、抗冲击强度。

飞灰为生活垃圾经焚烧后收集到的细小颗粒，具体可来自生活垃圾焚烧工厂。通过在混凝土柱芯12的胶凝材料中掺用一定量的飞灰，可在一定程度上减少水泥的用量。

水泥可采用42.5及以上普通硅酸盐水泥，例如可使用台泥(英德)水泥有限公司)生产的硅酸盐水泥；减水剂可使用市场上任何符合标准的减水剂，例如聚羧酸高效减水剂；水则可直接使用自来水。

通过使混凝土柱芯12的主体材料包括再生粗骨料、再生细粉料、再生玻璃纤维碎、飞灰等难以处理的再生材料，在其表层包裹、胶结、固化一层强度高、抗冲击性能优的水泥毯固化、密封层，提高了再生骨料栏杆柱的使用性及耐久性。并且，上述混凝土柱芯12可有效消纳石材行业加工处理产生的污染物，同时，水泥毯密实匀质的结构可对再生玻璃纤维碎，以及飞灰中未参与胶凝反应的有害物质、元素起到永久封存，包裹、密封闭作用，避免有害物质、元素外溢泄漏。

结合图3所示，是本发明实施例提供的再生骨料栏杆柱的制备方法的流程示意图，该方法具体包括：

步骤S31：将裁切至预设尺寸的水泥毯贴放在模具内壁及底部，并由水泥毯包裹形成一个顶部开口的柱形空腔。

在该步骤中，可先根据再生骨料栏杆柱的形状和尺寸，将水泥毯裁切至与再生骨料栏杆柱相适的尺寸，然后在成型模具内壁及底部喷涂一层脱模剂，接着将裁切好的水泥毯贴放在模具内壁及底部，从而在成型模具内，由水泥毯构成一个严实的柱形空腔。

步骤S32：在柱形空腔内浇筑混凝土柱芯。

在浇筑混凝土柱芯过程中，可采用振动、抹压等方式，提高混凝土柱芯的密实度。

在本发明的一个实施例中，上述步骤S32，即在柱形空腔内浇筑混凝土柱芯，具体可包括：

步骤S321：将预先编制好、并与柱形空腔的尺寸相适配的钢筋笼放置到柱形空腔。具体地，该钢筋笼可包括纵向受力钢筋、箍筋等，其为本领域的常用结构，在此不再赘述。

步骤S322：将再生粗骨料填充到柱形空腔中，并通过振动使再生粗骨料与所述钢筋笼一起构成骨料结构框架。由于仅使用再生粗骨料(未配以细骨料填充其孔隙)，使得骨料结构框架中存在大量孔隙。

步骤S323：将混凝土柱芯中除了再生粗骨料外的组分(例如再生细粉料、再生玻璃碎、飞灰、水泥、减水剂、水等)混合拌制形成粘稠浆体，并使用泵管抽取浆体灌注入骨料结构框架的多孔隙结构中，且在灌注浆体的同时进行振动处理，即边灌注边振动，直至浆体填充满多孔隙结构且所述水泥毯泛湿为止。

步骤S324：将用作顶面的水泥毯铺放到浇筑有混凝土柱芯的柱形空腔的顶部开口，并振动、抹压至表面泛湿，从而使得水泥毯完全包裹混凝土柱芯。

步骤S325：自然养护第一时长后脱模，继续养护第二时长得到再生骨料栏杆柱成品。特别地，上述第一时长为3天，第二时长为28天，具体可根据温度、湿度等环境因素进行调整。

上述制备过程可在工厂进行，不仅过程简单，且无需增添设备，经济实用，可进行大批量生产。

以下描述三个较佳的制备再生骨料栏杆柱的方案。

实施例1

栏杆柱表层的材料：10mm厚水泥毯3片(6kg)，具体采用泰安鲁创土工材料有限公司生产的水泥毯；

按照如下重量份配比准备混凝土柱芯(60kg)：

再生粗骨料：50

再生细粉料：20

再生玻璃碎：5

飞灰：5

水泥：25

减水剂：0.75

水：10

其中，再生粗骨料为5-31.5mm连续级配的道路拆除混凝土块经破碎筛分后的再生骨料，再生细粉料为人造石生产、加工企业抛磨浆水经沉淀后得到并经晾干的细粉料，再生玻璃碎为废旧的玻璃纤维增强复合材经冲切、粉碎后得到的不同长度的纤维碎料，飞灰为生活垃圾回收企业经焚烧后收集到的细微颗粒，水泥为42.5普通硅酸盐水泥(台泥(英德)水泥有限公司)，减水剂为聚羧酸高效减水剂，水为自来水。

制备过程如下：

1)将水泥毯裁切至预订尺寸；

2)在成型模具内壁及底部喷涂一层脱模剂，接着将裁切好的水泥毯贴放在模具内壁及底部，构成一个严实的柱形空腔；

3)放置预先编制好的钢筋笼；

4)将混凝土柱芯的配比中的粗骨料填充在柱形空腔内，并稍加振动，构成多孔隙的骨料框架结构；

5)将混凝土柱芯的配比中的余部材料(除粗骨料外的材料)按配比混合并拌制均匀至粘稠状态；

6)以泵管抽取步骤5)中的浆体，注入步骤4)中由再生粗骨料填成的多孔隙结构中，边灌注边振动，直至浆体填充满多孔隙结构且表层水泥毯泛湿为止；

7)将用作顶面的水泥毯铺放在里层面料上，振动、抹压至表面泛湿；

8)自然养护3天脱模，继续养护至28天即得再生骨料栏杆柱成品。

实施例2

栏杆柱表层的材料：10mm厚水泥毯3片(6kg)，具体采用泰安鲁创土工材料有限公司生产的水泥毯；

按照如下重量份配比准备混凝土柱芯(60kg)：

再生粗骨料：40

再生细粉料：15

再生玻璃碎：3

飞灰：2

水泥:20

减水剂：0.25

水：5

其中，再生粗骨料为5-25.0mm连续级配的城市住宅拆除废弃物经破碎筛分后的再生骨料，再生细粉料为天然石材生产、加工企业抛磨浆水经沉淀后得到并经晾干的细粉料，再生玻璃碎为废旧的玻璃纤维增强复合材经冲切、粉碎后得到的不同长度的纤维碎料，飞灰为生活垃圾回收企业经焚烧后收集到的细微颗粒，水泥为42.5普通硅酸盐水泥(华润)，减水剂为聚羧酸高效减水剂，水为自来水。

制备过程如下：

1)将水泥毯裁切至预订尺寸；

2)在成型模具内壁及底部喷涂一层脱模剂，接着将裁切好的水泥毯贴放在模具内壁及底部，构成一个严实的柱形空腔；

3)放置预先编制好的钢筋笼；

4)将混凝土柱芯的配比中的粗骨料填充在柱形空腔内，并稍加振动，构成多孔隙的骨料框架结构；

5)将混凝土柱芯的配比中的余部材料(除粗骨料外的材料)按配比混合并拌制均匀至粘稠状态；

6)以泵管抽取步骤5)中的浆体，注入步骤4)中由再生粗骨料填成的多孔隙结构中，边灌注边振动，直至浆体填充满多孔隙结构且表层水泥毯泛湿为止；

7)将用作顶面的水泥毯铺放在里层面料上,振动、抹压至表面泛湿；

8)自然养护3天脱模，继续养护至28天即得再生骨料栏杆柱成品。

实施例3

栏杆柱表层的材料：10mm厚水泥毯3片(6kg)，具体采用泰安鲁创土工材料有限公司生产的水泥毯；

按照如下重量份配比准备混凝土柱芯(60kg)：

再生粗骨料：45

再生细粉料：18

再生玻璃碎：4

飞灰：3.5

水泥：22.5

减水剂：0.8

水：7.5

其中，再生粗骨料为5-20.0mm连续级配的桥梁拆除废弃物经破碎筛分后的再生骨料，再生细粉料为水磨石生产、加工企业抛磨浆水经沉淀后得到并经晾干的细粉料，再生玻璃碎为废旧的玻璃纤维增强复合材经冲切、粉碎后得到的不同长度的纤维碎料，飞灰为生活垃圾回收企业经焚烧后收集到的细微颗粒，水泥为P.W.42.5普通硅酸盐水泥(海螺产)，减水剂为聚羧酸高效减水剂，所述水为自来水。

制备过程如下：

1)将水泥毯裁切至预订尺寸；

2)在成型模具内壁及底部喷涂一层脱模剂，接着将裁切好的水泥毯贴放在模具内壁及底部，构成一个严实的柱形空腔；

3)放置预先编制好的钢筋笼；

4)将混凝土柱芯配比中的粗骨料填充在柱形空腔内，并稍加振动，构成多孔隙的骨料框架结构；

5)将混凝土柱芯配比中的余部材料(除再生粗骨料外的材料)按配比混合并拌制均匀至粘稠状态；

6)以泵管抽取步骤5)中的浆体，注入步骤4)中由再生粗骨料填成的多孔隙结构中。边灌注边振动，直至浆体填充满多孔隙结构且表层水泥毯泛湿为止；

7)将用作顶面的水泥毯铺放在里层面料上,振动、抹压至表面泛湿；

8)自然养护3天脱模，继续养护至28天即得再生骨料栏杆柱成品。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。