CN105461248A - 一种再生骨料的改性方法及改性再生骨料混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种再生骨料的改性方法及改性再生骨料混凝土，改性方法包括以下步骤：将再生骨料放入质量浓度5-8%的磷酸溶液浸泡15-24h,用水清洗再生骨料2-4遍，然后取与再生骨料重量比为0.2-0.6%的十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷，用有机溶剂将十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷溶解，得到十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷溶液，然后用十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷溶液充分湿润再生骨料，晾干后密封保存，即可得到改性再生骨料。本发明改性方法的特点是改性效果好，成本低，环保。经过本发明方法处理过的再生骨料制备的改性再生骨料混凝土，与现有再生骨料混凝土相比，抗压强度、劈拉强度、抗渗性能、抗碳化性能及抗冻性能均有显著提高。

Description

一种再生骨料的改性方法及改性再生骨料混凝土
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体来说是一种再生骨料的改性方法及改性再生骨料混凝土。
背景技术
进入21世纪以来，我国进入了城镇化的快速发展阶段。随着原有建筑物的拆除和改造，建筑垃圾大量堆积，生态环境污染越来越严重。房屋、道路、桥梁等混凝土建筑物的拆除以及混凝土生产、施工等过程中产生的废弃混凝土，经过破碎、清洗、分级等一系列加工后，按比例配合，得到粒径在40mm以下的再生骨料，将所得的再生骨料代替部分或者全部天然骨料。这种技术既能解决废旧混凝土的处置问题，又能节省天然砂石，同时带来社会效益、经济效益和环保效益，是发展绿色混凝土、实现建筑资源环境可持续发展的重要手段。再生骨料与天然骨料相比，存在吸水率大，微细裂缝多，力学、耐久和粘结性能差等问题，极大地限制了其在混凝土工程中的应用。
国内外研究表明，再生混凝土骨料的界面经过处理后，将使其各项性能得到一定程度的提高。目前国内外对再生骨料的处理方法主要有：（1）物理强化：主要是机械方法活化粗骨料，其原理在于破坏弱的再生碎石颗粒或除去粘附于再生碎石上的残留砂浆。（2）化学强化：通过加入添加剂（粉煤灰、硅粉、矿粉、KIM粉、减水剂、盐酸及硫酸）等改善再生骨料表面状态对再生混凝土界面过度区进行强化。上述方法虽然都不同程度提高了再生混凝土强度，但存在不足之处：机械方法强化，工艺复杂、设备庞大、动力消耗大、设备磨损大，推广应用成本较高；化学强化的效果与添加剂的掺量及溶液的浓度相关，最佳掺量及最优浓度没有界定，容易造成材料浪费或成本增加，改性效果有限。因此，一种同时具有较高性价比和优异性能的再生骨料的改性方法对于提高再生混凝土强度、推广再生混凝土的应用具有实际意义和价值。
发明内容
本发明的目的针对现有处理再生骨料的技术不足，提供一种再生骨料的改性方法及改性再生骨料混凝土。经过该方法处理过的再生骨料吸水率显著下降，掺入到混凝土中后，改性再生骨料混凝土基本达到基准普通混凝土的性能，与基准再生骨料混凝土相比，强度明显提高。改性再生骨料混凝土的大规模应用可有效降低废弃混凝土建筑物对环境造成的污染，变废为宝，有利于建设低碳循环经济社会。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：
将再生骨料放入质量浓度5-8%的磷酸溶液浸泡24h,用水清洗再生骨料2-4遍，然后取与再生骨料重量比为0.2-0.6%的十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷，用有机溶剂将十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷溶解，得到十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷溶液,然后用十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷溶液充分湿润再生骨料，晾干后密封保存，即可得到改性再生骨料。
优选地，以上所述的有机溶剂为丙酮或四氢呋喃。
以上所述改性再生骨料配制的改性再生骨料混凝土，包括以下重量份的原料：5-20mm再生粗骨料455份、20-40mm再生粗骨料683份、水160份、水泥356份和砂698份。
优选地，以上所述的砂为河砂，细度模数2.72，密度为2650kg/m3。
优选地，所述的水泥选用P·042.5的普通硅酸盐水泥。
本技术的术语，再生骨料：是指废弃混凝土经特定处理、破碎、分级并按一定的比例混合后形成的以满足不同使用要求的骨料。
再生骨料混凝土：是指将废弃的混凝土块经过破碎、清洗、分级后，按一定比例与级配混合，部分或全部代替砂石等天然骨料（主要是粗骨料），再加入水泥、水等配制而成的新混凝土。
基准再生骨料混凝土：再生粗骨料不经过任何处理制成的再生骨料混凝土。
改性再生骨料混凝土：再生粗骨料经过改性处理制成的再生骨料混凝土。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果：
1、经过本发明方法改性过的再生骨料吸水率显著下降，掺入到混凝土后，改性再生骨料混凝土的性能基本能达到基准普通混凝土的要求，与现有再生骨料混凝土相比，微细裂缝明显减少，强度、耐久性性能及粘结性能明显提高，延长了工程使用寿命，节约了维修成本。
2、本发明改性过的再生骨料具有优异性能，可在再生骨料混凝土中得到大规模应用，推动了再生骨料混凝土的快速发展，有效地降低废弃混凝土建筑物对环境造成的污染，变废为宝，有利于建设低碳循环经济社会。
3、经过本发明方法改性过的再生骨料混凝土，与现有的再生骨料混凝土相比，其抗压强度、劈裂抗拉强度、抗渗性及抗冻性显著提高，而且本改性方法对混凝土拌和物的工作性能没有不良影响。
4、本发明改性方法具有产品质量好、成本低、工艺简单、环保等优点，具有很好的社会效益、生态效益和经济效益。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明进一步说明，但不限于本发明的保护范围。
一、再生骨料的改性方法
实施例1
一种再生骨料的改性方法，包括以下步骤：将再生骨料放入质量浓度5%的磷酸溶液浸泡24h,用水清洗再生骨料2遍，然后取与再生骨料重量比为0.2%的十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷，用丙酮将十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷溶解，得到十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷溶液,然后用十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷溶液充分湿润再生骨料，晾干后密封保存，即可得到改性再生骨料。其中，丙酮的用量以十二氟庚基丙基笼型倍半氧烷溶液能充分润湿再生骨料为准。
实施例2
一种再生骨料的改性方法，包括以下步骤：将再生骨料放入质量浓度8%的磷酸溶液浸泡24h,用水清洗再生骨料4遍，然后取与再生骨料重量比为0.6%的十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷，用四氢呋喃将十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷溶解，得到十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷溶液,然后用十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷溶液充分湿润再生骨料，晾干后密封保存，即可得到改性再生骨料。其中，四氢呋喃的用量以十二氟庚基丙基笼型倍半氧烷溶液能充分润湿再生骨料为准。
二、改性再生骨料混凝土
以下实施例所述的砂为中砂，细度模数2.72，密度为2650kg/m3。所用的水泥选用普通硅酸盐水泥P042.5，所述的再生骨料是按实施例1或实施例2的改性方法制备。
实施例3
一种改性再生骨料混凝土，包括以下重量份的原料：5-20mm再生粗骨料455份、20-40mm再生粗骨料683份、水160份、水泥356份和砂698份。本实施例所用的再生粗骨料是按实施例1的改性方法制备。
改性再生骨料混凝土制备工艺：按照上述重量份数称取各原料；先把5-20mm再生粗骨料455份和20-40mm再生粗骨料683份投入搅拌锅内，之后再投入水泥356份和砂698份，最后加入160份水拌和3min，即可得到改性再生骨料混凝土。
实施例4
一种改性再生骨料混凝土，包括以下重量份的原料：5-20mm再生粗骨料455份、20-40mm再生粗骨料683份、水160份、水泥356份和砂698份。本实施例所用的再生粗骨料是按实施例2的改性方法制备。
改性再生骨料混凝土制备工艺：按照上述重量份数称取各原料；先把5-20mm再生粗骨料455份和20-40mm再生粗骨料683份投入搅拌锅内，之后再投入水泥356份和砂698份，最后加入160份水拌和3min，即可得到改性再生骨料混凝土。
对照例1
基准普通混凝土，包括以下重量份的原料：5-20mm天然粗骨料455份、20-40mm天然粗骨料683份、水160份、水泥356份和砂698份。
基准普通混凝土的制备工艺：按照上述重量份数称取各原料；先把5-20mm天然粗骨料455份和20-40mm天然粗骨料683份投入搅拌锅内，之后再投入水泥356份和砂698份，最后加入160份水拌和3min，即可得到改性再生骨料混凝土。
对照例2
基准再生骨料混凝土，包括以下重量份的原料：5-20mm再生粗骨料455份、20-40mm再生粗骨料683份、水160份、水泥356份和砂698份。所述再生粗骨料未经任何改性方法处理。
基准再生混凝土的制备工艺：按照上述重量份数称取各原料；先把5-20mm再生粗骨料455份和20-40mm再生粗骨料683份投入搅拌锅内，之后再投入水泥356份和砂698份，最后加入160份水拌和3min，即可得到再生骨料混凝土。
以上实施例3改性再生骨料混凝土、实施例4改性再生骨料混凝土和对照例1基准普通混凝土及对照例2基准再生骨料混凝土经过检测，产品的性能如表1所示。
表1：混凝土产品的性能对照表
混凝土种类 28天抗压强度/MPa 增幅/% 28天劈拉强度/MPa 增幅/% 28天抗渗等级 增幅/% 28天碳化深度/mm 降幅/% 28天抗冻等级 增幅/%
对照例1 22.6 - 1.92 - W6 - 1.0 - F100 -
对照例2 19.3 0 1.58 0 W4 0 1.4 0 F50 0
实施例3 24.6 8.8 2.07 7.8 W8 50 0.8 20 F150 50
实施例4 25.8 14.2 2.14 11.5 W8 50 0.6 40 F150 50
经过本发明方法改性过的再生骨料制备的改性再生骨料混凝土，与基准普通混凝土及基准再生骨料混凝土相比，28天抗压强度、劈拉强度、抗渗性能、抗碳化性能及抗冻性能均有显著提高。

Claims (3)

1.一种再生骨料的改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
将再生骨料放入质量浓度5-8%的磷酸溶液浸泡24h,用水清洗再生骨料2-4遍，然后取与再生骨料重量比为0.2-0.6%的十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷，用有机溶剂将十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷溶解，得到十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷溶液,然后用十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷溶液充分湿润再生骨料，晾干后密封保存，即可得到改性再生骨料。
2.根据权利要求1所述的一种再生骨料的改性方法，其特征在于：所述的有机溶剂为丙酮或四氢呋喃。
3.根据权利要求1或2所述的改性再生骨料配制的改性再生骨料混凝土，其特征在于，包括以下重量份的原料：5-20mm再生粗骨料455份、20-40mm再生粗骨料683份、水160份、水泥356份和砂698份。
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