CN108218319A - 一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土及其制备方法，属于建筑材料技术领域。所述钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土，按原料的总重量的百分含量计，由如下原料制成：水6‑8％、水泥12‑14％、河砂28.5‑32％、再生粗骨料41‑48.8％、树脂胶粉1.0‑2.5％、钢纤维1.5‑3.5％、减水剂0.1‑0.2％和聚苯乙烯颗粒0.6‑0.8％。本发明还公开了上述钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的制备方法。本发明的再生保温混凝土，具有防火、密度低、导热系数小、隔声、抗震、造价低廉、轻质高强、节能利废等优势。

Description

一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土及其制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
建筑外墙作为建筑耗能的主要部位，其节能技术成为所有重视环保节能国家研究的重点。由于建筑承重和保温功能由两种体系材料完成，且不能同时进行施工，随之带来了造价提高、施工复杂等问题。根据系统工程理论，建筑材料的节能不能只看生产或使用过程中的某一个环节。如果没有系统工程的观点，设计生产的建筑材料有可能在一个方面反映出“绿色”而在其它方面则是“黑色”，评价时难免失之偏颇甚至误导。在材料的生产、使用、废弃和再生循环过程中，以与生态环境相协调，满足最少资源和能源消耗、最小或无环境污染、最佳使用性能、最高循环再利用率要求，设计生产的建筑材料才是建筑节能的大势所趋。
目前建筑围护结构最广泛使用的是外墙保温系统，主要为膨胀聚苯板(EPS)和挤塑聚苯板(XPS)薄抹灰系统、聚氨酷保温系统、保温混凝土系统等。保温材料在大量的工程应用中存在以下问题:
(1)工序繁琐。外墙保温系统的工序较多，一般至少有5道工序，按正常工期来算，每道工序约为15-20天，全部工序完成约需要3个月以上。
(2)使用寿命存在差异。一般保温材料的使用年限最多为25年，而建筑的使用年限在70年以上。这二者的使用年限相差在50年以上，这在建筑全寿命周期中存在着保温材料二次或多次施工更换的后遗症。
(3)与主体结构结合不牢固。保温层材料与结构主体材料物理性能差异较大，易造成保温层开裂，甚至是脱落，不仅影响其保温层的保温性能，其使用寿命和安全性也会大大缩水。
(4)存在安全隐患。外墙保温系统由多个部分构成，而保温层强度与其他部分(抗裂层、粘结层)差异较大，极易产生变形，由此带来保温层或其他部分剥落伤人的事故屡见不鲜。同时保温材料大多为有机材料，失火后很难扑灭且释放有毒烟气，对人员和财产酿成不可挽回的损失。
再生骨料混凝土是将废弃混凝土进行破碎、筛分等处理后，用以全部或部分替代天然骨料制备的混凝土。再生骨料混凝土既能减少对天然砂石的使用量和开采量，解决天然砂石骨料日渐枯竭的难题，有效降低混凝土行业对天然砂石资源的依赖性；又能充分合理地消耗现有的建筑垃圾，变废为宝，减轻建筑垃圾对自然环境造成的污染。再生骨料混凝土实现混凝土产业、环境及自然资源的和谐发展，必将对混凝土行业的可持续发展起到积极的促进作用。
然而现有技术的废弃混凝土破碎后得到的再生混凝土骨料一般存在棱角过多、针状物所占比例过大等问题，而且破碎过程中会产生大量的内部横向裂纹，同时再生混凝土骨料表面往往包裹着一层水泥混凝土，使得再生混凝土骨料与天然砂石骨料相比，吸水率高、压碎指标大、空隙率大、表观密度低。再生混凝土骨料的这些固有缺陷导致再生骨料混凝土强度低、耐久性差，限制了再生混凝土的应用领域，
与此同时，近年来，数十万吨的聚苯乙烯颗粒用于制作商品包装材料，用后即被丢弃，因此造成了很严重的环保问题。如果能将废弃的聚苯乙烯颗粒加以利用，将带来显著的经济效益和环境效益，也可以解决现有保温材料的不足。
聚苯乙烯颗粒为有机材料，表面憎水，水泥基体为无机胶凝材料，以离子化合物为主，表面具有极强的亲水特性，颗粒与水泥交接的界面区即颗粒与水化水泥基体的过渡区，在其界面结合处存在着大量的凝胶体、晶体以及未水化的水泥熟料颗粒、孔洞、裂缝等这些特点导致颗粒与水泥砂装之间的界面过渡区强度低，两相的表面接触极大的影响了混凝土的工作性，普通的聚苯颗粒混凝土存在强度低、耐久性差的问题。
发明内容
本发明的目的之一，是提供一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土。本发明的再生保温混凝土，具有防火、密度低、导热系数小、隔声、抗震、造价低廉、轻质高强、节能利废等优势，使再生混凝土和废弃聚苯乙烯颗粒可以得到有效利用，解决现有保温材料耐火性低、强度低的弊端。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土，按原料的总重量的百分含量计，由如下原料制成：水6-8％、水泥12-14％、河砂28.5-32％、再生粗骨料41-48.8％、树脂胶粉1.0-2.5％、钢纤维1.5-3.5％、减水剂0.1-0.2％和聚苯乙烯颗粒0.6-0.8％。
本发明所采用的原料的性能和作用分别如下：
1、水泥是由生料(主要含CaO、S i02、A1203、Fe203)按适当比例混合后磨细，经过高温锻烧得到熟料，再加入0.5％的石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成，是以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。
2、河砂，作为本发明的天然细骨料。河砂能起到填充空隙的作用，使再生混凝土更加密实。另外，河砂和水泥与水混合后首先形成水泥混凝土，可以提高混凝土的流动性。河砂含量的增加会导致再生混凝土密度的上升，进而提高再生混凝土的强度。由于河砂化学性质稳定，在混凝土中视为惰性材料。
3、再生粗骨料，相对于天然粗骨料，再生粗骨料表面多包裹一层水泥混凝土，其针状颗粒以及表面扁平颗粒量大于天然骨料，采用自然干燥状态下的再成骨料。再生粗骨料的表观密度、堆积密度低于天然骨料，但吸水率、压碎指标、空隙率远高于天然骨料。
4、树脂胶粉为水溶性可再分散粉末，以聚乙烯醇作为保护胶体，与醋酸乙烯-碳酸乙烯共聚物混合。加入树脂胶粉主要是改善聚苯颗粒表面和水泥基体表面的界面关系。
5、钢纤维是采用钢材为原料，经过特殊工艺加工处理而成的高强度纤维。钢纤维的直径小、比表面积大，具有很高的抗拉强度和熔点燃点，耐酸、碱、盐等化学腐蚀，无毒。作为混凝土的次要加强筋材料，以改变混凝土的物理性能为主。
钢纤维在混凝土中与水泥基材紧密结合，极大地增强了混凝土的整体性，均匀分布在混凝土中的大量纤维起着“承托”骨料的作用、可减轻混凝土表面的泌水及颗粒的离析，从而大大降低了混凝土中的孔隙含量，极大地提高了混凝土的抗冻、抗渗等耐久性能。
6、减水剂，属于表面活性剂，它对水泥有强烈分散作用，能大大提高水泥拌合物流动性和混凝土坍落度，同时大幅度降低用水量，显著改善混凝土工作性。
7、聚苯乙烯颗粒全称为膨胀聚苯乙烯颗粒，又称膨胀聚苯颗粒、可发性聚苯乙烯，是由苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物原料，经过预发、熟化、成型、烘干和切割等工艺制成，外观为白色小球。它是一种稳定的、无挥发、憎水性的封闭式的超轻颗粒，具有优异的保温、隔热、抗冲击、低吸湿性等特点。本发明采用的聚苯乙烯颗粒是用废弃的塑料泡沫经粉碎处理得到的。
聚苯乙烯颗粒具有优异持久的保温隔热性、独特的缓冲抗震性、抗老化性和防水性，可以降低再生混凝土的密度和导热系数，提高隔声、抗震功效。
本发明采用的再生粗骨料的密度低于普通粗骨料，与水泥、河砂、钢纤维、聚苯乙烯颗粒形成合理级配，避免了传统聚苯乙烯颗粒的密度和混凝土的密度相差特别大导致的聚苯乙烯颗粒的上浮现象，各种原材料分布更均匀，降低孔隙率。将钢纤维掺入聚苯乙烯颗粒再生混凝土后，由于其单位质量的数量多，纤维单丝分布在成品混凝土内部，形成了乱向撑托体系，可以在一定程度上阻止微细裂纹的产生，填充成品混凝土中孔洞，有效减少成品混凝土的塑性收缩。成品混凝土的抗裂能力得到增强，耐久性能得到有效改善。受到冲击时，成品混凝土内部的纤维可以消耗大量能量，从而增强了成品混凝土的抗冲击能力。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土，按原料的总重量的百分含量计，由如下原料制成：水7.3％、水泥13.1％、河砂31.2％、再生粗骨料42.8％、树脂胶粉1.5％、钢纤维3.26％、减水剂0.14％和聚苯乙烯颗粒0.7％。
更进一步，所述水泥的强度等级为42.5。
采用上述更进一步的有益效果是：作为再生混凝土中主要的胶凝材料，水泥的强度对再生混凝土的强度起着决定性的作用。但是水泥标号越高，价格就越贵。目前市场上最常见的水泥标号是32.5和42.5,高标号水泥需要订制，价格高昂。42.5的水泥产量大，性价比高，混凝土强度随水泥强度的提高和用量的增加而提高。
更进一步，所述河砂为天然河砂，表观密度2590kg/m3，吸水率0.5％，细度模数2.67。
更进一步，所述再生粗骨料是取强度为30MPa-50MPa的废弃混凝土，破碎、过筛后，得到的粒径为5mm-20mm的碎块。
采用上述更进一步的有益效果是：相对于天然粗骨料，再生粗骨料表面多包裹一层水泥混凝土，针状颗粒以及表面扁平颗粒量大于天然骨料，所有骨料均采用自然干燥状态。再生骨料的表观密度、堆积密度低于天然骨料，但吸水率、压碎指标、空隙率远高于天然骨料。聚苯乙烯为憎水性非极性高分子，导致聚苯乙烯颗粒和水泥之间不能很好结合。粒径为5mm-20mm的再生骨料级配合理，填充了聚苯乙烯颗粒和水泥之间的空隙，提升了成品混凝土的密实度、密度、强度。
更进一步，所述树脂胶粉为聚乙烯醇和醋酸乙烯-碳酸乙烯共聚物混合物，粒径为400μm，堆积密度为520kg/m3，固体含量为99％，成膜温度为1℃。
采用上述更进一步的有益效果是：树脂胶粉分散后成膜并作为第二种胶粘剂发挥增强作用(亲水性乳胶粉与水泥悬浮体的液相一起向基体的孔隙及毛细管内渗透，乳胶粉在孔隙及毛细管内成膜并牢牢地吸附在基体表面，从而保证了胶结材料与基体之间良好的粘结强度)；胶粉中的保护胶体会被再生骨料与聚苯颗粒吸收，这样成膜后不会被水破坏掉，可以“二次分散”，成膜的聚合物树脂作为增强材料分布于整个混凝土中，从而增加了混凝土的内聚力。
更进一步，所述钢纤维的长度为50mm，直径为0.4mm，抗拉强度为700MPa。
采用上述更进一步的有益效果是：钢纤维的添加使保温混凝土的现行收缩率大为降低，从而提高其抗裂能力。通过对比同等质量但长度分别为30mm、40mm、50mm、60mm的钢纤维进行实验，随着单根纤维长度增大，混凝土抗拉强度与抗压强度也会增大，但长度超过50mm，混凝土孔隙率会增加，抗压和抗拉强度会出现下降趋势。
通过对比其它配方不变但纤维种类改变的纤维聚苯颗粒再生混凝土，这些混凝土的抗压强度基本一致，保温性能无差异，但是钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土>碳纤维聚苯颗粒再生混凝土>玄武岩纤维聚苯颗粒再生混凝土>聚丙纤维聚苯颗粒再生混凝土>未掺加纤维聚苯颗粒再生混凝土，可见钢纤维对比其他常用纤维材料，能更好地与聚苯颗粒、再生骨料、水泥、砂结合在一起，整体性好。
更进一步，所述减水剂为分子量20000－30000的聚羧酸盐高效减水剂。
采用上述更进一步的有益效果是：聚羧酸盐高效减水剂属于表面活性剂。它对水泥有强烈分散作用，能大大提高水泥拌合物流动性和混凝土坍落度，同时大幅度降低用水量，显著改善混凝土工作性。减水剂由于特殊的分子结构，具有亲水基团和憎水基团。减水剂加水后，其亲水基团会电离出离子，自身带电荷，由于电斥力作用，水泥絮凝结构被打开，被其包围的游离水被释放出来，使拌合水增加。其憎水基团定向的吸附于水泥颗粒的表面形成了一层水膜，在水泥颗粒中起到了润滑作用，提高了拌合物的流动性。水泥颗粒在减水剂的作用下，充分散开，水化面积增大，从而水化更为充分，提高了混凝土的强度。
更进一步，所述聚苯乙烯颗粒是取废弃的聚苯乙烯泡沫板，破碎、过筛后，得到的粒径为0.1mm-2mm的颗粒，其内部空气含量为98％-99％，粒径为0.1mm-2mm，容重为20kg/m3，导热系数为0.006w/m·K。
采用上述更进一步的有益效果是：聚苯乙烯颗粒为回收的废旧泡沫板粉碎后得到，外观呈近似球形，内部含有大量封闭孔隙，其孔洞结构较好，而且颗粒粒径等参数容易控制，材料无毒、无污染、无放射性、环保。这种聚苯颗粒重量轻，强度高、隔热防水、抗雨水冲刷能力强，导热系数低，保温隔热性能好，抗裂性能优异，干密度小、软化系数高、干缩率低，干燥快、整体性强、耐候、耐冻融、不开裂、施工方便，有稳定的热工性能与力学性能，并且也相对提高了混凝土的使用寿命。
本发明的目的之二，是提供上述钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的制备方法。本发明的制备方法简单，成本低廉，市场前景广阔，适合规模化生产。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：取强度为30MPa-50MPa的废弃混凝土，破碎、过筛后，得到粒径为5mm-20mm的碎块，即为再生粗骨料；
步骤2：取废弃的聚苯乙烯泡沫板，破碎、过筛后，得到的粒径为0.1-2mm的颗粒，即为聚苯乙烯颗粒；
步骤4：一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生混凝土，按原料的总重量的百分含量计，由如下原料制成：水6-8％、水泥13-14％、河砂28.5-32％、步骤1得到的再生粗骨料41-48.8％、树脂胶粉1.0-2.5％、钢纤维1.5-3.0％、减水剂0.1-0.2％和步骤2得到的聚苯乙烯颗粒0.6-0.8％；
步骤4：取水泥、钢纤维、再生粗骨料、河砂，混合后，搅拌1分钟，得到混合料；
步骤5：将步骤3所述重量配比的聚苯乙烯颗粒称重，得到吸水前的聚苯乙烯颗粒的重量；将步骤3所述重量配比的聚苯乙烯颗粒浸泡在水中至少0.5h，得到吸水后的聚苯乙烯颗粒，称重，得到吸水后的聚苯乙烯颗粒的重量；用吸水后的聚苯乙烯颗粒的重量减去吸水前的聚苯乙烯颗粒的重量，得到聚苯乙烯颗粒的吸水量；用步骤2所述重量配比的水的重量减去聚苯乙烯颗粒的吸水量，得到剩余水量；
步骤6：将步骤5得到的吸水后的聚苯乙烯颗粒，掺加树脂胶粉，然后加入到步骤4得到的混合料中，搅拌均匀，再加入步骤5计算出的剩余水量和减水剂，搅拌3分钟，即得到所述钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土。
本发明的有益效果：
1、本发明的再生保温混凝土，具有防火、密度低、导热系数小、隔声、抗震、造价低廉、轻质高强、节能利废等优势，耐久性和防火性获得显著提高，并且兼具节能保温和结构加固双重效果，施工工序比承重结构加保温层的组合更简单，缩短了工期。
2、本发明以废弃的聚苯乙烯泡沫加工而来的聚苯颗粒和废弃混凝土加工的再生骨料为原料，既能有效解决聚苯乙烯颗粒“白色污染”问题，还能消耗大量废旧混凝土，带来了显著的经济效益和环境效益，为混凝土的发展和建筑工程节能带来了新的契机，对实现可持续发展和环境保护有着十分重要的意义。
3、本发明的制备方法简单，市场前景广阔，适合规模化生产。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
本实施例的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土，设计强度C30，按原料的总重量的百分含量计，由如下原料制成：水7％、水泥13.5％、河砂30％、再生粗骨料45.15％、树脂胶粉1.5％、钢纤维2％、减水剂0.15％和聚苯乙烯颗粒0.7％。其中，所述水为自来水；所述水泥的强度等级为42.5；所述河砂为天然河砂，表观密度2590kg/m3，吸水率0.5％，细度模数2.67；所述再生粗骨料是取强度为30MPa-50MPa的废弃混凝土，破碎、过筛后，得到的粒径为5mm-20mm的碎块；所述树脂胶粉为聚乙烯醇和醋酸乙烯-碳酸乙烯共聚物混合物，粒径为400μm，堆积密度为520kg/m3，固体含量为99％，成膜温度为1℃；所述钢纤维的长度为50mm，直径为0.4mm，抗拉强度为700MPa；所述减水剂为分子量20000－30000的聚羧酸盐高效减水剂；所述聚苯乙烯颗粒是取废弃的聚苯乙烯泡沫板，破碎、过筛后，得到的粒径为0.1mm-2mm的颗粒，其内部空气含量为98％-99％，粒径为0.1mm-2mm，容重为20kg/m3，导热系数为0.006w/m·K。
上述钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：取强度为30MPa-50MPa的废弃混凝土，破碎、过筛后，得到粒径为5mm-20mm的碎块，即为再生粗骨料；
步骤2：取废弃的聚苯乙烯泡沫板，破碎、过筛后，得到的粒径为0.1-2mm的颗粒，即为聚苯乙烯颗粒；
步骤4：一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生混凝土，按原料的总重量的百分含量计，由如下原料制成：水7％、水泥13.5％、河砂30％、再生粗骨料45.15％、树脂胶粉1.5％、钢纤维2％、减水剂0.15％和聚苯乙烯颗粒0.7％；
步骤4：取水泥、钢纤维、再生粗骨料、河砂，混合后，搅拌1分钟，得到混合料；
步骤5：将步骤3所述重量配比的聚苯乙烯颗粒称重，得到吸水前的聚苯乙烯颗粒的重量；将步骤3所述重量配比的聚苯乙烯颗粒浸泡在水中至少0.5h，得到吸水后的聚苯乙烯颗粒，称重，得到吸水后的聚苯乙烯颗粒的重量；用吸水后的聚苯乙烯颗粒的重量减去吸水前的聚苯乙烯颗粒的重量，得到聚苯乙烯颗粒的吸水量；用步骤2所述重量配比的水的重量减去聚苯乙烯颗粒的吸水量，得到剩余水量；
步骤6：将步骤5得到的吸水后的聚苯乙烯颗粒，掺加树脂胶粉，然后加入到步骤4得到的混合料中，搅拌均匀，再加入步骤5计算出的剩余水量和减水剂，搅拌3分钟，即得到所述钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土。
本实施例制备得到的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的性能指标，详见表1。
表1实施例1制备得到的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土性能指标
由表1可知，实施例1制备得到的的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的导热系数满足《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2015)中各地区围护结构(屋面、墙体)热工性能限值(最低值为严寒地区屋面0.28W/m·K)要求，强度满足《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)要求，实现了节能与承重一体化的目的。
实施例2
本实施例的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土，设计强度C30，按原料的总重量的百分含量计，由如下原料制成：水8％、水泥14％、河砂32％、再生粗骨料41％、树脂胶粉2.5％、钢纤维1.8％、减水剂0.1％和聚苯乙烯颗粒0.6％。其中，所述水为自来水；所述水泥的强度等级为42.5；所述河砂为天然河砂，表观密度2590kg/m3，吸水率0.5％，细度模数2.67；所述再生粗骨料是取强度为30MPa-50MPa的废弃混凝土，破碎、过筛后，得到的粒径为5mm-20mm的碎块；所述树脂胶粉为聚乙烯醇和醋酸乙烯-碳酸乙烯共聚物混合物，粒径为400μm，堆积密度为520kg/m3，固体含量为99％，成膜温度为1℃；所述钢纤维的长度为50mm，直径为0.4mm，抗拉强度为700MPa；所述减水剂为分子量20000－30000的聚羧酸盐高效减水剂；所述聚苯乙烯颗粒是取废弃的聚苯乙烯泡沫板，破碎、过筛后，得到的粒径为0.1mm-2mm的颗粒，其内部空气含量为98％-99％，粒径为0.1mm-2mm，容重为20kg/m3，导热系数为0.006w/m·K。
上述钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的制备方法，同实施例1。
本实施例制备得到的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的性能指标，详见表2。
表2实施例2制备得到的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土性能指标
由表2可知，实施例2制备得到的的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的导热系数满足《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2015)中各地区围护结构(屋面、墙体)热工性能限值(最低值为严寒地区屋面0.28W/m·K)要求，强度满足《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)要求，实现了节能与承重一体化的目的。
实施例3
本实施例的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土，设计强度C30，按原料的总重量的百分含量计，由如下原料制成：水7％、水泥13.5％、河砂30％、再生粗骨料45.15％、树脂胶粉1.5％、钢纤维2％、减水剂0.15％和聚苯乙烯颗粒0.7％。其中，所述水为自来水；所述水泥的强度等级为42.5；所述河砂为天然河砂，表观密度2590kg/m3，吸水率0.5％，细度模数2.67；所述再生粗骨料是取强度为30MPa-50MPa的废弃混凝土，破碎、过筛后，得到的粒径为5mm-20mm的碎块；所述树脂胶粉为聚乙烯醇和醋酸乙烯-碳酸乙烯共聚物混合物，粒径为400μm，堆积密度为520kg/m3，固体含量为99％，成膜温度为1℃；所述钢纤维的长度为50mm，直径为0.4mm，抗拉强度为700MPa；所述减水剂为分子量20000－30000的聚羧酸盐高效减水剂；所述聚苯乙烯颗粒是取废弃的聚苯乙烯泡沫板，破碎、过筛后，得到的粒径为0.1mm-2mm的颗粒，其内部空气含量为98％-99％，粒径为0.1mm-2mm，容重为20kg/m3，导热系数为0.006w/m·K。
上述钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的制备方法，同实施例1。
本实施例制备得到的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的性能指标，详见表3。
表3实施例3制备得到的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土性能指标
由表3可知，实施例3制备得到的的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的导热系数满足《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2015)中各地区围护结构(屋面、墙体)热工性能限值(最低值为严寒地区屋面0.28W/m·K)要求，强度满足《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)要求，实现了节能与承重一体化的目的。
实施例4
本实施例的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土，设计强度C30，按原料的总重量的百分含量计，由如下原料制成：水6.5％、水泥12.5％、河砂30％、再生粗骨料46.2％、树脂胶粉2.5％、钢纤维1.5％、减水剂0.15％和聚苯乙烯颗粒0.65％。其中，所述水为自来水；所述水泥的强度等级为42.5；所述河砂为天然河砂，表观密度2590kg/m3，吸水率0.5％，细度模数2.67；所述再生粗骨料是取强度为30MPa-50MPa的废弃混凝土，破碎、过筛后，得到的粒径为5mm-20mm的碎块；所述树脂胶粉为聚乙烯醇和醋酸乙烯-碳酸乙烯共聚物混合物，粒径为400μm，堆积密度为520kg/m3，固体含量为99％，成膜温度为1℃；所述钢纤维的长度为50mm，直径为0.4mm，抗拉强度为700MPa；所述减水剂为分子量20000－30000的聚羧酸盐高效减水剂；所述聚苯乙烯颗粒是取废弃的聚苯乙烯泡沫板，破碎、过筛后，得到的粒径为0.mm1-2mm的颗粒，其内部空气含量为98％-99％，粒径为0.1mm-2mm，容重为20kg/m3，导热系数为0.006w/m·K。
上述钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的制备方法，同实施例4。
本实施例制备得到的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的性能指标，详见表4。
表4实施例4制备得到的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土性能指标
由表4可知，实施例4制备得到的的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的导热系数满足《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2015)中各地区围护结构(屋面、墙体)热工性能限值(最低值为严寒地区屋面0.28W/m·K)要求，强度满足《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)要求，实现了节能与承重一体化的目的。
实施例5
本实施例的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土，设计强度C30，按原料的总重量的百分含量计，由如下原料制成：水7.5％、水泥13.5％、河砂29％、再生粗骨料43.8％、树脂胶粉1.8％、钢纤维3.5％、减水剂0.15％和聚苯乙烯颗粒0.75％。其中，所述水为自来水；所述水泥的强度等级为42.5；所述河砂为天然河砂，表观密度2590kg/m3，吸水率0.5％，细度模数2.67；所述再生粗骨料是取强度为30MPa-50MPa的废弃混凝土，破碎、过筛后，得到的粒径为5mm-20mm的碎块；所述树脂胶粉为聚乙烯醇和醋酸乙烯-碳酸乙烯共聚物混合物，粒径为400μm，堆积密度为520kg/m3，固体含量为99％，成膜温度为1℃；所述钢纤维的长度为50mm，直径为0.4mm，抗拉强度为700MPa；所述减水剂为分子量20000－30000的聚羧酸盐高效减水剂；所述聚苯乙烯颗粒是取废弃的聚苯乙烯泡沫板，破碎、过筛后，得到的粒径为0.mm1-2mm的颗粒，其内部空气含量为98％-99％，粒径为0.1mm-2mm，容重为20kg/m3，导热系数为0.006w/m·K。
上述钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的制备方法，同实施例1。
本实施例制备得到的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的性能指标，详见表5。
表4实施例4制备得到的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土性能指标
由表5可知，实施例5制备得到的的钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的导热系数满足《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2015)中各地区围护结构(屋面、墙体)热工性能限值(最低值为严寒地区屋面0.28W/m·K)要求，强度满足《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)要求，实现了节能与承重一体化的目的。
对比例1
与实施例3不同的是，对比例1的再生混凝土的原料不含刚纤维，即按原料的总重量的百分含量计，由如下原料制成：水7.3％、水泥13.1％、河砂31.2％、再生粗骨料46.06％、树脂胶粉1.5％、减水剂0.14％和聚苯乙烯颗粒0.7％。其中，所述水为自来水；所述水泥的强度等级为42.5；所述河砂为天然河砂，表观密度2590kg/m3，吸水率0.5％，细度模数2.67；所述再生粗骨料是取强度为30MPa-50MPa的废弃混凝土，破碎、过筛后，得到的粒径为5mm-20mm的碎块；所述树脂胶粉为聚乙烯醇和醋酸乙烯-碳酸乙烯共聚物混合物，粒径为400μm，堆积密度为520kg/m3，固体含量为99％，成膜温度为1℃；所述减水剂为分子量20000－30000的聚羧酸盐高效减水剂；所述聚苯乙烯颗粒是取废弃的聚苯乙烯泡沫板，破碎、过筛后，得到的粒径为0.1mm-2mm的颗粒，其内部空气含量为98％-99％，粒径为0.1mm-2mm，容重为20kg/m3，导热系数为0.006w/m·K。
上述再生混凝土的制备方法，同实施例1。
对比例1制备得到的再生混凝土的性能指标，详见表6。
表6对比例1和实施例3制备得到的再生混凝土性能指标的对比
项目 对比例1的技术指标 实施例3的技术指标
导热系数(W/m·K) 0.09 0.09
抗压强度(MPa) 20.9 21.3
抗拉强度(MPa) 2.07 2.82
由表6可知，没有加入钢纤维的再生混凝土，其抗拉强度下降了36.2％。
由此可见，在聚苯乙烯颗粒再生混凝土中加入钢纤维，可以有效提高再生混凝土的抗拉强度，防止混凝土开裂，提升混凝土整体性和耐久性。
对比例2
与实施例2不同的是，对比例2的再生混凝土的原料不含聚苯乙烯颗粒，即按原料的总重量的百分含量计，由如下原料制成：水7.3％、水泥13.1％、河砂31.2％、再生粗骨料43.7％、树脂胶粉1.3％、钢纤维3.26％和减水剂0.14％。其中，所述水为自来水；所述水泥的强度等级为42.5；所述河砂为天然河砂，表观密度2590kg/m3，吸水率0.5％，细度模数2.67；所述再生粗骨料是取强度为30MPa-50MPa的废弃混凝土，破碎、过筛后，得到的粒径为5mm-20mm的碎块；所述树脂胶粉为聚乙烯醇和醋酸乙烯-碳酸乙烯共聚物混合物，粒径为400μm，堆积密度为520kg/m3，固体含量为99％，成膜温度为1℃；所述钢纤维的长度为50mm，直径为0.4mm，抗拉强度为700MPa；所述减水剂为分子量20000－30000的聚羧酸盐高效减水剂。
上述再生混凝土的制备方法，同实施例1。
对比例2制备得到的再生混凝土的性能指标，详见表7。
表6对比例2和实施例3制备得到的再生混凝土性能指标的对比
项目 对比例2的技术指标 实施例3的技术指标
导热系数(W/m·K) 0.861 0.09
抗压强度(MPa) 22.1 21.3
抗拉强度(MPa) 3.77 2.82
由表6可知，没有加入聚苯乙烯颗粒的再生混凝土，其导热系数增加了856.67％，且高于《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2015)中各地区围护结构(屋面、墙体)热工性能限值，无法直接作为节能材料使用。由此可见，在钢纤维再生混凝土中加入聚苯颗粒可以有效降低再生混凝土的导热系数，提升混凝土保温性能。
对比例3
与实施例2不同的是，对比例3的再生混凝土的原料中，以聚丙烯纤维代替刚纤维，即按原料的总重量的百分含量计，由如下原料制成：水7％、水泥13.5％、河砂30％、再生粗骨料45.15％、树脂胶粉1.5％、聚丙烯纤维2％、减水剂0.15％和聚苯乙烯颗粒0.7％。其中，所述水为自来水；所述水泥的强度等级为42.5；所述河砂为天然河砂，表观密度2590kg/m3，吸水率0.5％，细度模数2.67；所述再生粗骨料是取强度为30MPa-50MPa的废弃混凝土，破碎、过筛后，得到的粒径为5mm-20mm的碎块；所述树脂胶粉为聚乙烯醇和醋酸乙烯-碳酸乙烯共聚物混合物，粒径为400μm，堆积密度为520kg/m3，固体含量为99％，成膜温度为1℃；所述聚丙烯纤维的长度为50mm，直径为0.4mm，抗拉强度为700MPa；所述减水剂为分子量20000－30000的聚羧酸盐高效减水剂；所述聚苯乙烯颗粒是取废弃的聚苯乙烯泡沫板，破碎、过筛后，得到的粒径为0.1mm-2mm的颗粒，其内部空气含量为98％-99％，粒径为0.1mm-2mm，容重为20kg/m3，导热系数为0.006w/m·K。
上述再生混凝土的制备方法，同实施例1。
对比例3制备得到的再生混凝土的性能指标，详见表8。
表8对比例3和实施例3制备得到的再生混凝土性能指标的对比
项目 对比例3的技术指标 实施例3的技术指标
导热系数(W/m·K) 0.09 0.09
抗压强度(MPa) 20.6 21.3
抗拉强度(MPa) 2.15 2.82
由表8可知，用聚丙烯纤维替换钢纤维的再生混凝土，其抗拉强度降低了31.16％。
由此可见，在聚苯乙烯颗粒再生混凝土中加入钢纤维，可以有效提高再生混凝土的抗拉强度，防止混凝土开裂，提升混凝土整体性和耐久性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土，其特征在于，按原料的总重量的百分含量计，由如下原料制成：水6-8％、水泥12-14％、河砂28.5-32％、再生粗骨料41-48.8％、树脂胶粉1.0-2.5％、钢纤维1.5-3.5％、减水剂0.1-0.2％和聚苯乙烯颗粒0.6-0.8％。
2.根据权利要求1所述的一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土，其特征在于，所述钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土，按原料的总重量的百分含量计，由如下原料制成：水7.3％、水泥13.1％、河砂31.2％、再生粗骨料42.8％、树脂胶粉1.5％、钢纤维3.26％、减水剂0.14％和聚苯乙烯颗粒0.7％。
3.根据权利要求1或2所述的一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土，其特征在于，所述水泥的强度等级为42.5。
4.根据权利要求1或2所述的一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土，其特征在于，所述河砂为天然河砂，表观密度2590kg/m3，吸水率0.5％，细度模数2.67。
5.根据权利要求1或2所述的一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土，其特征在于，所述再生粗骨料是取强度为30MPa-50MPa的废弃混凝土，破碎、过筛后，得到的粒径为5mm-20mm的碎块。
6.根据权利要求1或2所述的一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土，其特征在于，所述树脂胶粉为聚乙烯醇和醋酸乙烯-碳酸乙烯共聚物混合物，粒径为400μm，堆积密度为520kg/m3，固体含量为99％，成膜温度为1℃。
7.根据权利要求1或2所述的一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土，其特征在于，所述钢纤维的长度为50mm，直径为0.4mm，抗拉强度为700MPa。
8.根据权利要求1或2所述的一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土，其特征在于，所述减水剂为分子量20000－30000的聚羧酸盐高效减水剂。
9.根据权利要求1或2所述的一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土，其特征在于，所述聚苯乙烯颗粒是取废弃的聚苯乙烯泡沫板，破碎、过筛后，得到的粒径为0.1mm-2mm的颗粒，其内部空气含量为98％-99％，粒径为0.1mm-2mm，容重为20kg/m3，导热系数为0.006w/m·K。
10.一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：取强度为30MPa-50MPa的废弃混凝土，破碎、过筛后，得到粒径为5mm-20mm的碎块，即为再生粗骨料；
步骤2：取废弃的聚苯乙烯泡沫板，破碎、过筛后，得到的粒径为0.1-2mm的颗粒，即为聚苯乙烯颗粒；
步骤3：一种钢纤维聚苯乙烯颗粒再生混凝土，按原料的总重量的百分含量计，由如下原料制成：水6-8％、水泥13-14％、河砂28.5-32％、步骤1得到的再生粗骨料41-48.8％、树脂胶粉1.0-2.5％、钢纤维1.5-3.0％、减水剂0.1-0.2％和步骤2得到的聚苯乙烯颗粒0.6-0.8％；
步骤4：取水泥、钢纤维、再生粗骨料、河砂，混合后，搅拌1分钟，得到混合料；
步骤5：将步骤3所述重量配比的聚苯乙烯颗粒浸泡在水中至少0.5h，得到吸水后的聚苯乙烯颗粒，称重，用吸水后的聚苯乙烯颗粒的重量减去吸水前的聚苯乙烯颗粒的重量，得到聚苯乙烯颗粒的吸水量；用步骤2所述重量配比的水的重量减去聚苯乙烯颗粒的吸水量，得到剩余用水量；
步骤6：将步骤5得到的吸水后的聚苯乙烯颗粒，掺加树脂胶粉，然后加入到步骤4得到的混合料中，搅拌均匀，再加入步骤5计算出的剩余水量和减水剂，搅拌3分钟，即得到所述钢纤维聚苯乙烯颗粒再生保温混凝土。
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