CN106082869A - 一种高弹模石墨烯增强再生混凝土的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高弹模石墨烯增强再生混凝土的制备方法,包括以下步骤:1)将原料水泥、砂子、骨料、水、纳米材料、减水剂按质量比为1:1.4~1.6:2.6~3:0.28~0.32:0.0001~0.0005:0.01~0.05备料;2)将纳米材料,减水剂和水混合,进行超声分散,时间为30~60分钟,得到悬浊液;3)将水泥、砂子和骨料置于搅拌机中,搅拌3~4分钟,使其充分搅拌均匀;4)将步骤2)中所配置的悬浊液加入步骤3)中的混合物中,充分搅拌3~5分钟,得到高弹模石墨烯增强再生混凝土,满足浇筑时的性能要求,所制备的混凝土更加密实,抗压强度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种再生混凝土的方法,具体涉及一种新型材料石墨烯的运用,尤其是一种高弹模石墨烯增强再生混凝土的制备方法。
背景技术
目前,随着建筑业的蓬勃发展,传统的混凝土已经逐渐开始退出舞台,进而随之而来的是人们对于高性能混凝土的追求,人们更加倾向于高强度、高韧性、高耐久性的混凝土。随着可持续发展的思想的深入,建筑的更新产生了建筑垃圾也越来越多,这与可持续发展的趋势相背离,于是处于环保、经济,绿色混凝土成为各课题组研究的方向。传统混凝土主要的问题是脆性,混凝土中的微裂缝和微孔隙多,连接界面不牢固等组多问题。虽然,国内外很多专家为了解决这个问题,在混凝土中掺杂纤维材料、活性矿物质和高效减水剂,虽然可以一定程度上可以提高混凝土的性能,但是收效甚小。
石墨烯材料是最近新崛起的高性能材料,为目前世界上最薄,强度最大的纳米材料。其超强的强度和韧性,超大的比表面积受到了人们的青睐;将石墨烯运用与再生混凝土中,不仅可以解决传统混凝土带来的缺陷,更能将建筑材料推向一个新的高度,不仅有效的解决了混凝土废弃物,而且还使石墨烯得到了有效的应用。在新形势下,使再生混凝土的性能有了巨大的提高。市场运用前景广泛。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的是提供一种高弹模石墨烯增强再生混凝土的制备方法,所制备的混凝土更加密实,抗压强度高。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种高弹模石墨烯增强再生混凝土的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将原料水泥、砂子、骨料、水、纳米材料、减水剂按质量比为1:1.4~1.6:2.6~3:0.28~0.32:0.0001~0.0005:0.01~0.05备料;
2)将纳米材料,减水剂和水混合,进行超声分散,时间为30~60分钟,得到悬浊液;
3)将水泥、砂子和骨料置于搅拌机中,搅拌3~4分钟,使其充分搅拌均匀;
4)将步骤2)中所配置的悬浊液加入步骤3)中的混合物中,充分搅拌3~5分钟,得到高弹模石墨烯增强再生混凝土,满足浇筑时的性能要求。
所述的水泥为42.5R普通硅酸盐水泥。
所述的砂子为中砂,平均粒径为0.25~0.5mm。
所述的粗骨料为天然碎石和废旧混凝土任意比例的混合物,粗骨料最大粒径小于31.5mm。
所述的纳米材料为石墨烯,其粒径0.6-1nm。
所述的减水剂为羧酸基高效减水剂,减水效率为20%~30%。
本发明的有益效果是:
1)选用废弃混凝土作为部分粗骨料配制混凝土,不仅有效的解决了建筑垃圾的再利用问题,而且为日益紧张的混凝土原材料缺乏提供了有效解决途径,既经济又符合使用要求。
2)石墨烯作为新型纳米材料,不仅比普通纳米材料强度高、韧性好,而且具有超高的比表面积,将石墨烯运用到再生混凝土中,不仅有效填补了再生混凝土中粗骨料与水泥界面微缝隙,而且弥补了混凝土拌制过程中出现的微孔隙。使混凝土更加密实,抗压强度更高,微观结构更加致密。提高了再生混凝土的力学物理性能。
附图说明
图1为本发明步骤中粗骨料累计筛分折线图。
具体实施方式:
以下结合实施例对本发明进一步叙述。
本发明中所采用的粗骨料部分来自天然石子,部分来自废弃的混凝土,经过破碎、除杂、清洗和筛分,其质量满足《混凝土用再生粗骨料》GB/T 25177-2010。其筛分情况见表1,粗骨料累计筛分折线见图1所示。
依据JGJ52-2006中对细骨料颗粒级配的要求,对中砂进行筛分分析,分析结果如表2所示,可知中砂的颗粒级配良好,因此用此中砂来制备再生混凝土。
本发明所采用的纳米材料石墨烯的基本性能如表3所示:
实施例1
一种高弹模石墨烯增强再生混凝土的制备方法,包括以下步骤:
1)按照如下质量配比备料,水泥:砂子:天然骨料:再生骨料:水:石墨烯:减水剂=1:1.4:1.82:0.78:0.28:0.0001:0.02,按以上百分比称出各组分质量。水泥为42.5R普通硅酸盐水泥;细骨料为中砂;天然骨料为碎石和取代率为30%的再生骨料的混合物(取代率:废旧混凝土质量占粗骨料总质量的百分比)。纳米材料为石墨烯,其粒径0.6-1nm,减水剂为羧酸基高效减水剂,减水效率为20%~30%。
2)将石墨烯,羧酸基高效减水剂和水混合,进行超声分散,时间为60分钟,得到悬浊液。
3)将水泥、中砂和粗骨料置于搅拌机中,搅拌3~4分钟,使其充分搅拌均匀。
4)将步骤二中所配置的悬浊液加入步骤三中的混合物中,充分搅拌5分钟,使其满足浇筑时的性能要求。
本实施例的有益效果:得到的石墨烯增强再生混凝土28天龄期技术指标:抗压强度达到71.2MPa,较普通混凝土提高了15.1%。
实施例2
一种高弹模石墨烯增强再生混凝土的制备方法,包括以下步骤:
1)按照如下质量配比备料,水泥:砂子:天然骨料:再生骨料:水:石墨烯:减水剂=1:1.5:1.56:0.84:0.30:0.0002:0.01,按以上百分比称出各组分质量。水泥为42.5R普通硅酸盐水泥;细骨料为中砂;天然骨料为碎石和取代率为30%的再生骨料的混合物(取代率:废旧混凝土质量占粗骨料总质量的百分比)。纳米材料为石墨烯,其粒径0.6-1nm,减水剂为羧酸基高效减水剂,减水效率为20%~30%。
2)将石墨烯,羧酸基高效减水剂和水混合,进行超声分散,时间为60分钟,得到悬浊液。
3)将水泥、中砂和粗骨料置于搅拌机中,搅拌4分钟,使其充分搅拌均匀。
4)将步骤二中所配置的悬浊液加入步骤三中的混合物中,充分搅拌5分钟,使其满足浇筑时的性能要求。
本实施例的有益效果:得到的石墨烯增强再生混凝土28天龄期技术指标:抗压强度达到75.1MPa,较普通混凝土提高了17.2%。
实施例3
一种高弹模石墨烯增强再生混凝土的制备方法,包括以下步骤:
1)按照如下质量配比备料,水泥:砂子:天然骨料:再生骨料:水:石墨烯:减水剂=1:1.5:1.4:1.4:0.28:0.0003:0.03,按以上百分比称出各组分质量。水泥为42.5R普通硅酸盐水泥;细骨料为中砂;天然骨料为碎石和取代率为50%的再生骨料的混合物(取代率:废旧混凝土质量占粗骨料总质量的百分比)。纳米材料为石墨烯,其粒径0.6-1nm,减水剂为羧酸基高效减水剂,减水效率为20%~30%。
2)将石墨烯,羧酸基高效减水剂和水混合,进行超声分散,时间为60分钟,得到悬浊液。
3)将水泥、中砂和粗骨料置于搅拌机中,搅拌4分钟,使其充分搅拌均匀。
4)将步骤二中所配置的悬浊液加入步骤三中的混合物中,充分搅拌5分钟,使其满足浇筑时的性能要求。
本实施例的有益效果:得到的石墨烯增强再生混凝土28天龄期技术指标:抗压强度达到68.3MPa,较普通混凝土提高了14.1%。
实施例4
一种高弹模石墨烯增强再生混凝土的制备方法,包括以下步骤:
1)按照如下质量配比备料,水泥:砂子:天然骨料:再生骨料:水:石墨烯:减水剂=1:1.6:0.9:2.1:0.32:0.0004:0.03,按以上百分比称出各组分质量。水泥为42.5R普通硅酸盐水泥;细骨料为中砂;天然骨料为碎石和取代率为70%的再生骨料的混合物(取代率:废旧混凝土质量占粗骨料总质量的百分比)。纳米材料为石墨烯,其粒径0.6-1nm,减水剂为羧酸基高效减水剂,减水效率为20%~30%。
2)将石墨烯,羧酸基高效减水剂和水混合,进行超声分散,时间为60分钟,得到悬浊液。
3)将水泥、中砂和粗骨料置于搅拌机中,搅拌4分钟,使其充分搅拌均匀。
4)将步骤二中所配置的悬浊液加入步骤三中的混合物中,充分搅拌5分钟,使其满足浇筑时的性能要求。
本实施例的有益效果:得到的石墨烯增强再生混凝土28天龄期技术指标:抗压强度达到67.2MPa,较普通混凝土提高了13.8%。
实施例5
一种高弹模石墨烯增强再生混凝土的制备方法,包括以下步骤:
1)按照如下质量配比备料,水泥:砂子:再生骨料:水:石墨烯:减水剂=1:1.6:2.9:0.32:0.0005:0.05,按以上百分比称出各组分质量。水泥为42.5R普通硅酸盐水泥;细骨料为中砂;天然骨料为碎石和取代率为100%的再生骨料的混合物(取代率:废旧混凝土质量占粗骨料总质量的百分比)。纳米材料为石墨烯,其粒径0.6-1nm,减水剂为羧酸基高效减水剂,减水效率为20%~30%。
2)将石墨烯,羧酸基高效减水剂和水混合,进行超声分散,时间为60分钟,得到悬浊液。
3)将水泥、中砂和粗骨料置于搅拌机中,搅拌4分钟,使其充分搅拌均匀。
4)将步骤二中所配置的悬浊液加入步骤三中的混合物中,充分搅拌5分钟,使其满足浇筑时的性能要求。
本实施例的有益效果:得到的石墨烯增强再生混凝土28天龄期技术指标:抗压强度达到65MPa,较普通混凝土提高了11.7%。
由上述实施例可得:本发明所配置的高弹模石墨烯增强再生混凝土在养护28天后,抗压强度可以达到65MPa~75MPa,与普通混凝土相比平均可以提高14% ~16%。石墨烯的掺入有效的弥补了再生混凝土中的微裂缝与微孔隙,更加有效的提高再生混凝土的强度。
Claims (5)
1.一种高弹模石墨烯增强再生混凝土的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将原料水泥、砂子、骨料、水、纳米材料、减水剂按质量比为1:1.4~1.6:2.6~3:0.28~0.32:0.0001~0.0005:0.01~0.05备料;
2)将纳米材料,减水剂和水混合,进行超声分散,时间为30~60分钟,得到悬浊液;
3)将水泥、砂子和骨料置于搅拌机中,搅拌3~4分钟,使其充分搅拌均匀;
4)将步骤2)中所配置的悬浊液加入步骤3)中的混合物中,充分搅拌3~5分钟,得到高弹模石墨烯增强再生混凝土,满足浇筑时的性能要求。
2.根据权利要求1所述的一种高弹模石墨烯增强再生混凝土的制备方法,其特征在于,所述的水泥为42.5R普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种高弹模石墨烯增强再生混凝土的制备方法,其特征在于,所述的砂子为中砂,平均粒径为0.25~0.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种高弹模石墨烯增强再生混凝土的制备方法,其特征在于,所述的粗骨料为天然碎石和废旧混凝土任意比例的混合物,粗骨料最大粒径小于31.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种高弹模石墨烯增强再生混凝土的制备方法,其特征在于,所述的纳米材料为石墨烯,其粒径0.6-1nm;
所述的减水剂为羧酸基高效减水剂,减水效率为20%~30%。
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