CN107673679A - 一种再生混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种再生混凝土及其制备方法，其中一种再生混凝土包括如下重量份数的组分：再生粗骨料105~128份；细骨料55~68份；水泥30~38份；粉煤灰4.5~7.6份；硅藻土1.5~3份；改性玄武岩纤维短切砂0.11~0.82份；水；细骨料包括再生细骨料和天然砂。本发明中改性玄武岩纤维短切砂与各组分之间的接触面积增大，有助于提高再生混凝土的抗压强度；硅藻土附着在改性玄武岩纤维短切砂的表面，与改性玄武岩纤维短切砂配合，进一步提高本申请中再生混凝土的抗压强度。

Description

一种再生混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，特别涉及一种再生混凝土及其制备方法。
背景技术
随着旧建筑的拆除、市政的基础改造等工程都会产生大量的建筑垃圾，其中大部分为废弃混凝土，目前采用掩埋的方式处理废弃混凝土要占用大量的掩埋垃圾用地，还会带来一系列关于自然能源、资源、可持续发展和环境保护等问题；另外，随着新建筑的增加，对混凝土的需求越来越旺盛，造成资源的大规模开采，耗费大量的人力、物力资源。
在倡导可持续发展的社会形势下，提出了“再生混凝土”的概念。再生混凝土是把再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土，变废为宝。再生骨料是由废弃混凝土块经过破碎、清洗、分级并按一定的比例混合后而成。骨料是混凝土的骨架，对混凝土的力学性能起着决定性的作用，在破碎再生骨料的过程中，再生骨料的外表面或内部会产生细小裂纹与空洞，当用再生骨料制备得到再生混凝土后，这些裂纹和空洞会严重影响再生混凝土的抗压强度，使再生混凝土的抗压强度劣于普通混凝土。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种再生混凝土，具有加强再生混凝土抗压强度的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种再生混凝土，包括如下重量份数的组分：
再生粗骨料105～128份；
细骨料55～68份；
水泥30～38份；
粉煤灰4.5～7.6份；
硅藻土1.5～3份；
改性玄武岩纤维短切砂0.11～0.82份；
水；
所述改性玄武岩纤维短切砂的制备方法包括如下步骤：
S1，将重量份数为3～4份的无水乙醇和重量份数为6～7份去离子水的配置为溶剂；
S2，将重量份数为0.05～0.1份的异丁基三乙氧基硅烷溶于重量份数为10份的所述溶剂中，搅拌混合均匀；
S3，将重量份数为25～30份的玄武岩纤维短切砂加入S2中的混液中，浸泡1h后取出，在室温下自然晾干，再放入130℃的烘箱中干燥2h，得到改性玄武岩纤维短切砂；
所述细骨料包括再生细骨料和天然砂，所述玄武岩纤维短切砂的长度为30～60mm，所述水泥选用普通硅酸盐水泥。
采用上述技术方案，用再生粗骨料代替天然粗骨料，用部分再生细骨料代替部分天然细骨料，将废弃的建筑垃圾再次利用，节约了天然资源，减少了对废弃垃圾处理占用的土地；再生粗骨料、再生细骨料、河砂作为骨料，粉煤灰作为填料，相互配合，有助于降低混合物中各组分之间的间隙；用异丁基三乙氧基硅烷对玄武岩纤维短切砂进行改性，增加玄武岩纤维短切砂表面的粗糙度，改性玄武岩纤维短切砂与各组分之间的接触面积增大，经抗压强度测试，有助于提高再生混凝土的抗压强度；硅藻土吸着力和渗透性强，附着在改性玄武岩纤维短切砂的表面，与改性玄武岩纤维短切砂配合，经抗压强度测试，有助于提高再生混凝土的抗压强度。
进一步优选为：所述水的重量份数为20～32份。
采用上述技术方案，经抗压强度测试，水的重量份数为20～32份时，有助于提高本申请中再生混凝土的抗压强度。
进一步优选为：还包括重量份数为0.19～0.56份的减水剂，所述水的重量份数为14～19 份。
采用上述技术方案，加入减水剂，减少水的用量，减水剂吸附于水泥颗粒表面，在水泥颗粒表面形成吸附膜，减少水分蒸发的毛细空隙，使再生混凝土的网络结构更为致密，有助于提高再生混凝土的抗压强度。
进一步优选为：所述减水剂为聚羧酸类减水剂。
采用上述技术方案，聚羧酸类减水剂为液态产品且为高效减水剂，与水泥的相容性好，有助于提高再生混凝土的抗压强度。
进一步优选为：所述再生粗骨料的规格为10.0～15.0mm，所述再生细骨料的规格为 2.0～4.0mm，所述天然砂的规格为0.25～0.5mm。
采用上述技术方案，再生粗骨料、再生细骨料与天然砂的粒径分布不同，经抗压强度测试，在上述范围内经混合后，有利于提高再生混凝土的密实性，有助于提高再生混凝土的抗压强度。
进一步优选为：所述再生细骨料与天然砂的重量份数的比为1:1.2～1.5。
采用上述技术方案，再生细骨料的掺量对再生混凝土的强度影响较为明显，经抗压强度测试，再生细骨料与天然砂的掺入比例在上述范围内时，再生混凝土的抗压强度较佳。
进一步优选为：所述硅藻土中SiO2占比大于80wt％。
进一步优选为：所述粉煤灰选用一级粉煤灰。
采用上述技术方案，选用上述类型的硅藻土和粉煤灰，经抗压强度测试，均有助于再生混凝土抗压强度的提高。
本发明的目的二在于提供一种再生混凝土的制备方法。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种混凝土的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，用重量份数为2.0～3.0份的水将相应重量份数的再生粗骨料和再生细骨料预湿，将预湿后的再生粗骨料、再生细骨料与天然砂混合均匀，得到第一混合物；
步骤二，将相应重量份数的水泥、粉煤灰混合均匀得到第二混合物；
步骤三，将相应重量份数的改性玄武岩纤维短切砂、硅藻土混合均匀，得到第三混合物；
步骤四，将步骤一中得到的第一混合物、步骤二中得到的第二混合物、步骤三中得到的第三混合物混合均匀得到第四混合物；
步骤五，将重量份数为18～29份的水加入到第四混合物中混合均匀，制得成品。
采用上述技术方案，经抗压强度测试，先用重量份数为2～3份的水将再生粗骨料和再生细骨料预湿，有助于提高本申请中再生混凝土的抗压强度。
本发明的目的三在于提供一种再生混凝土的制备方法。
为实现上述目的三，本发明提供了如下技术方案：
步骤1，用重量份数为2.0～3.0份的水将相应重量份数再生粗骨料和再生细骨料预湿，将预湿后的再生粗骨料、再生细骨料与天然砂混合均匀，得到第1混合物；
步骤2，将相应重量份数的水泥、粉煤灰混合均匀得到第2混合物；
步骤3，将相应重量份数的改性玄武岩纤维短切砂、硅藻土混合均匀，得到第3混合物；
步骤4，将步骤1中得到的第1混合物、步骤2中得到的第2混合物、步骤3中得到的第3 混合物混合均匀得到第4混合物；
步骤5，将相应重量份数的减水剂与重量份数为12～16份的水混合均匀后，加入到第4混合物中混合均匀，制得成品。
采用上述技术方案，减水剂与水混合后加入第4混合物，增加了减水剂与水泥的相容性，有助于提高本申请中再生混凝土的抗压强度。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.改性玄武岩纤维短切砂与各组分之间的接触面积增大，有助于提高再生混凝土的抗压强度；
2.硅藻土附着在改性玄武岩纤维短切砂的表面，与改性玄武岩纤维短切砂配合，进一步提高本申请中再生混凝土的抗压强度。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种再生混凝土，各组分及其相应重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
步骤一，用重量份数为2～3份的水将规格为15～20mm的再生粗骨料和规格为1.0～2.0mm的再生细骨料预湿，将预湿后的的再生粗骨料、再生细骨料与规格为0.5～1.5mm的天然砂混合均匀，得到第一混合物，其中再生细骨料与天然砂的重量份数的比为1:1.12；
步骤二，将水泥和粉煤灰混合均匀，得到第二混合物，其中粉煤灰为二级粉煤灰，其中水泥为P·O42.5普通硅酸盐水泥；
步骤三，将重量份数为3份的重量份数为无水乙醇和7份去离子水的配置为混液；将重量份数为0.05份的异丁基三乙氧基硅烷溶于重量份数为10份的混液中；搅拌混合均匀后，将重量份数为25份、长度为30mm的玄武岩纤维短切砂加入混液中，浸泡1h后取出，在室温下自然晾干，再放入130℃的烘箱中干燥2h，得到改性玄武岩纤维短切砂；将相应重量份数的改性玄武岩纤维短切砂和相应重量份数的硅藻土混合均匀，得到第三混合物，其中硅藻土中的SiO2占硅藻土的70wt％；
步骤五，将步骤一中得到的第一混合物、步骤二中得到的第二混合物、步骤三中得到的第三混合物混合均匀得到第四混合物；
步骤六，将重量份数为18～29份的水加入到第四混合物中混合均匀，制得成品。
实施例2：一种再生混凝土，与实施例1的区别在于，步骤三中无水乙醇的重量份数为4份，去离子水的重量份数为6份，将异丁基三乙氧基硅烷的重量份数为0.1份，玄武岩纤维短切砂的重量份数为30份、长度为60mm。
实施例3：一种再生混凝土，与实施例1的区别在于，步骤三中无水乙醇的重量份数为4份，去离子水的重量份数为7份，将异丁基三乙氧基硅烷的重量份数为0.8份，玄武岩纤维短切砂的重量份数为28份、长度为45mm。
实施例4：一种再生混凝土，与实施例1的区别在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
实施例5：一种再生混凝土，与实施例4的区别在于，再生细骨料与天然砂的重量份数的比为1:1，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
实施例6：一种再生混凝土，与实施例4的区别在于，再生细骨料与天然砂的重量份数的比为1:1.52，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
实施例7：一种再生混凝土，与实施例4的区别在于再生粗骨料的规格为10.0～15.0mm，再生细骨料的规格为2.0～4.0mm，天然砂的规格为0.25～0.5mm，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
实施例8：一种再生混凝土，与实施例7的区别在于，再生细骨料与天然砂的重量份数的比为1:1.3，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
实施例9：一种再生混凝土，与实施例7的区别在于，再生细骨料与天然砂的重量份数的比为1:1.5，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
实施例10：一种再生混凝土，与实施例7的区别在于，再生细骨料与天然砂的重量份数的比为1:1.2，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-10中各组分及其相应的重量份数
实施例11：一种再生混凝土，与实施例10的区别在于，还包括木质素磺酸钠盐类减水剂，步骤六为：将木质素磺酸钠盐类减水剂与重量份数为12～16份的水混合均匀，加入到第四混合物中混合均匀，制得成品，各组分及其相应的重量份数如表2所示。
实施例12-13：一种再生混凝土，与实施例11的区别在于，各组分及其相应的重量份数如表2所示。
实施例14-16：一种再生混凝土，与实施例11的区别在于，减水剂为聚羧酸类减水剂，各组分及其相应的重量份数如表2所示。
表2实施例11-16中各组分及其相应的重量份数
实施例17：一种再生混凝土，与实施例1的区别在于，硅藻土中SiO2占比为80wt％。
实施例18：一种再生混凝土，与实施例1的区别在于，硅藻土中SiO2占比为90wt％。
实施例19：一种再生混凝土，与实施例1的区别在于，粉煤灰选用一级粉煤灰。
对比例1-18：一种再生混凝土，与实施例4的区别在于，各组分及其相应的重量份数如表3所示。
对比例19：一种再生混凝土，与实施例7的区别在于，再生粗骨料的规格为25～35mm。
对比例20：一种再生混凝土，与实施例7的区别在于，再生粗骨料的规格为5～10mm。
对比例21：一种再生混凝土，与实施例7的区别在于，再生细骨料的规格为 4.0～4.75mm。
对比例22：一种再生混凝土，与实施例7的区别在于，再生细骨料与天然砂的重量份数的比为1:0.89，各组分及其相应的重量份数如表3所示。
对比例23：一种再生混凝土，与实施例7的区别在于，再生细骨料与天然砂的重量份数的比为1:0.74，各组分及其相应的重量份数如表3所示。
表3对比例1-18、对比例22-23中各组分及其相应的重量份数
对比例24-25：一种再生混凝土，与实施例11的区别在于，各组分及其相应的重量份数如表4所示。
表4对比例24-25各组分及其相应的重量份数
对比例26：一种再生混凝土，与实施例11的区别在于，制备方法为：将所有组分一起加入，一起搅拌，制得成品。
对比例27：一种再生混凝土，与实施例1的区别在于，步骤三中选用未改性的玄武岩纤维短切砂，直接将重量份数为0.21份的玄武岩纤维短切砂和重量份数为1.8份的硅藻土混合均匀，得到第三混合物。
抗压强度测试试验
测试样品：选取实施例1-19作为试验样品1-19，选取对比例1-27作为对比样品1-27，测试样品为150mm×150mm×150mm的立方体标准试样。
测试方法：同样的试验样品取两组，分别在标准条件下养护7天和28天，按照 GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》对试验样品的抗压强度进行测试。
测试结果：试验样品1-19的强度测试结果如表5所示，对比样品1-27的强度测试结果如表6所示。
表5试验样品1-19的抗压强度测试结果
表6对比样品1-27的抗压强度测试结果
对比表5和表6中的数据可知，再生粗骨料、再生细骨料、天然砂、水、水泥、粉煤灰、硅藻土、改性玄武岩纤维短切砂和减水剂的重量组分在本申请中的范围内的实施例1-19的试验样品，在养护7d和28d后的抗压强度均优于对比样品在养护7d和28d后的抗压强度。
对比实施例4和对比例13-15，发现硅藻土的加入与改性玄武岩纤维短切砂配合，对再生混凝土的抗压强度有较明显的提高，且硅藻土加入范围在本申请内时较佳；对比对比例16-18和实施例4发现改性玄武岩纤维短切砂的加入对再生混凝土的抗压强度有明显提高，且改性玄武岩纤维短切砂的加入量在本申请内时较佳。
对比实施例4、7和对比例19-21，发现再生粗骨料的规格为10.0～15.0mm，再生细骨料的规格为2.0～4.0mm，天然砂的规格为0.25～0.5mm时，再生混凝土的抗压强度较优。
对比实施例5-9和对比例22-23，对比实施例4和对比例3-4，发现再生细骨料与天然砂的比为1:1.2～1.5时，制备得到的再生混凝土的抗压强度较优。
对比实施例10和实施例11-16、对比例24-25，发现加入减水剂，减少水的用量后，再生混凝土的抗压强度有明显提高，加入聚羧酸类减水剂时对再生混凝土的抗压强度提升较多，且加入量在本申请中时较佳。
对比实施例4、实施例10和对比例26，发现采用本申请中的方法制备的再生混凝土的抗压强度的优势明显。
对比实施例1和对照组27，发现将玄武岩纤维短切砂经改性处理后制备得到的再生混凝土的抗压强度有明显提高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种再生混凝土，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
再生粗骨料105~128份；
细骨料55~68份；
水泥30~38份；
粉煤灰4.5~7.6份；
硅藻土1.5~3份；
改性玄武岩纤维短切砂0.11~0.82份；
水；
所述改性玄武岩纤维短切砂的制备方法包括如下步骤：
S1，将重量份数为3~4份的无水乙醇和重量份数为6~7份去离子水的配置为溶剂；
S2，将重量份数为0.05~0.1份的异丁基三乙氧基硅烷溶于重量份数为10份的所述溶剂中，搅拌混合均匀；
S3，将重量份数为25~30份的玄武岩纤维短切砂加入S2中的混液中，浸泡1h后取出，在室温下自然晾干，再放入130℃的烘箱中干燥2h，得到改性玄武岩纤维短切砂；
所述细骨料包括再生细骨料和天然砂，所述玄武岩纤维短切砂的长度为30~60mm，所述水泥选用普通硅酸盐水泥。
2.根据权利要求1所述的一种再生混凝土，其特征在于，所述水的重量份数为20~32份。
3.根据权利要求1所述的一种再生混凝土，其特征在于，还包括重量份数为0.19~0.56份的减水剂，所述水的重量份数为14~19份。
4.根据权利要求3所述的一种再生混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
5.根据权利要求1所述的一种再生混凝土，其特征在于，所述再生粗骨料的规格为10.0~15.0mm，所述再生细骨料的规格为2.0~4.0mm，所述天然砂的规格为0.25~0.5mm。
6.根据权利要求5所述的一种再生混凝土，其特征在于，所述再生细骨料与天然砂的重量份数的比为1:1.2~1.5。
7.根据权利要求6所述的一种再生混凝土，其特征在于，所述硅藻土中SiO2占比大于80wt%。
8.根据权利要求7所述的一种再生混凝土，其特征在于，所述粉煤灰选用一级粉煤灰。
9.如权利要求1或2所述的一种再生混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，用重量份数为2.0~3.0份的水将相应重量份数的再生粗骨料和再生细骨料预湿，将预湿后的再生粗骨料、再生细骨料与天然砂混合均匀，得到第一混合物；
步骤二，将相应重量份数的水泥、粉煤灰混合均匀得到第二混合物；
步骤三，将相应重量份数的改性玄武岩纤维短切砂、硅藻土混合均匀，得到第三混合物；
步骤四，将步骤一中得到的第一混合物、步骤二中得到的第二混合物、步骤三中得到的第三混合物混合均匀得到第四混合物；
步骤五，将重量份数为18~29份的水加入到第四混合物中混合均匀，制得成品。
10.如权利要求3所述的一种再生混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，用重量份数为2.0~3.0份的水将相应重量份数再生粗骨料和再生细骨料预湿，将预湿后的再生粗骨料、再生细骨料与天然砂混合均匀，得到第1混合物；
步骤2，将相应重量份数的水泥、粉煤灰混合均匀得到第2混合物；
步骤3，将相应重量份数的改性玄武岩纤维短切砂、硅藻土混合均匀，得到第3混合物；
步骤4，将步骤1中得到的第一混合物、步骤2中得到的第2混合物、步骤3中得到的第3混合物混合均匀得到第4混合物；
步骤5，将相应重量份数的减水剂与重量份数为12~16份的水混合均匀后，加入到第4混合物中混合均匀，制得成品。
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