CN109456003A - 一种抗渗再生混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗渗再生混凝土及其制备方法，涉及建筑材料领域。抗渗再生混凝土的原料包括如下重量份数的组分：普通硅酸盐水泥75～85份；天然细骨料50～60份；改性再生粗骨料90～100份；粉煤灰8～10份；聚羧酸减水剂1～2份；葡萄糖酸钠8～12份；纳米碳纤维5～6份；水35～45份；改性再生粗骨料的制备方法为：（1）将废弃的混凝土破碎成5‑40mm的骨料，然后将破碎的骨料用水清洗，自然风干，得到干骨料；（2）将渗透剂、纳米二氧化钛和水混合均匀形成改性液，将干骨料投入改性液中，搅拌混合均匀，得到悬浮液；（3）将悬浮液放入密闭容器中，向悬浮液内通入二氧化碳气体，过滤，将骨料风干后得到改性再生粗骨料。本发明具有抗渗性好的优点。

Description

一种抗渗再生混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种抗渗再生混凝土及其制备方法。
背景技术
随着建筑业发展迅速，城镇化脚步越来越快，同时旧城改造项目越来越多，并由此产生了大量的废弃建筑垃圾。在我国大部分建筑废弃物都未通过科学的方式进行回收处理。绝大多数建筑废弃物当作垃圾进行处置，随意堆砌在露天郊外，或者采取简单的填埋方式进行处理。
在公开号为CN107010896A的中国发明专利中公开了一种掺加短切玄武岩纤维和再生粗骨料的再生混凝土，其特征在于：由下述重量份的原料制成：水100-300份，普通硅酸盐水泥300-500份，中砂500-700份，天然碎石500-650份，再生粗骨料500-650份，粉煤灰30-50份，减水剂1-5份和短切玄武岩纤维1-6份。
上述专利中的再生粗骨料与天然骨料相比，再生粗骨料表面包裹有已硬化的水泥浆，故再生混凝土中新旧水泥砂浆总含量较普通混凝土高，因此其孔隙率比天然混凝土高，抗渗性差。
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抗渗再生混凝土，其具有抗渗性好的优点。
本发明的目的二在于提供一种抗渗再生混凝土的制备方法，其具有抗渗性好的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种抗渗再生混凝土，其原料包括如下重量份数的组分：
普通硅酸盐水泥75～85份；
天然细骨料50～60份；
改性再生粗骨料90～100份；
粉煤灰8～10份；
聚羧酸减水剂1～2份；
葡萄糖酸钠8～12份；
纳米碳纤维5～6份；
水35～45份；
所述改性再生粗骨料的制备方法为：
(1)将废弃的混凝土破碎成5-40mm的骨料，然后将破碎的骨料用水清洗，自然风干，得到干骨料；
(2)将渗透剂、纳米二氧化钛和水混合均匀形成改性液，将干骨料投入改性液中，搅拌混合均匀，得到悬浮液；
(3)将悬浮液放入密闭容器中，向悬浮液内通入二氧化碳气体，过滤，将骨料风干后得到改性再生粗骨料。
通过采用上述技术方案，清洗骨料可以去除粘附在骨料表面的灰尘，纳米二氧化钛是为了填充骨料存在的较大孔隙和裂缝，渗透剂增加了纳米二氧化钛的渗透性，使其更容易进入骨料内部的孔隙和裂缝，增强骨料的结构强度，二氧化碳气体通入悬浮液时，一部分二氧化碳溶解在水中后，与骨料中的水化产物氢氧化钙反应生成碳酸钙，碳酸钙可以改善骨料与水泥浆的接触界面，增强混凝土的强度，减小再生骨料孔隙率，纳米碳纤维能够填充骨料之间的缝隙，从而使得再生混凝土的孔隙率降低，增强抗渗性能，同时也可以增强再生混凝土的机械性能。回收利用废弃混凝土，绿色环保。
进一步优选为，所述步骤(1)中干骨料的含水率小于3％。
通过采用上述技术方案，干骨料含水率太高，干骨料内部的孔隙和裂缝中会残留水分，不利于纳米二氧化钛进入干骨料内部的孔隙和裂缝，当干骨料的含水率小于3％时，纳米二氧化钛容易进入干骨料内部的孔隙和裂缝，减小再生骨料孔隙率，增强混凝土的强度。
进一步优选为，所述步骤(2)中的渗透剂、纳米二氧化钛和水的重量份数分别为10-15份、1-3份、80-90份。
通过采用上述技术方案，在上述配比下，纳米二氧化钛能够分散均匀，且容易进入干骨料内部的孔隙和裂缝。
进一步优选为，所述步骤(2)中的干骨料与改性液的体积比为(20-30):100。
通过采用上述技术方案，干骨料的体积太小，改性液中的纳米二氧化钛不能充分利用，干骨料的体积太大，不利于纳米二氧化钛和干骨料充分接触，因此，干骨料与改性液的体积比为(20-30):100。
进一步优选为，所述步骤(2)中的渗透剂选自辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的任意一种。
通过采用上述技术方案，上述渗透剂属于非离子表面活性剂，分子中的醚键不易被酸、碱破坏，所以稳定性较高，水溶性较好，耐电解质，易于生物降解，泡沫小，适合于本发明的干骨料改性处理。
进一步优选为，所述步骤(3)中的二氧化碳气体的流量为5-10L/min。
通过采用上述技术方案，二氧化碳气体流量太小，难以满足碳化反应的需求量，二氧化碳的流量太大，二氧化碳难以溶解于水中并与骨料中的水化产物发生反应，造成浪费。
进一步优选为，所述步骤(3)具体包括：将悬浮液放入密闭容器中，向悬浮液内通入二氧化碳气体，当密闭容器内的气压达到160-180KPa时，停止通入二氧化碳，反应10-20min后，过滤，将骨料风干后得到改性再生粗骨料。
通过采用上述技术方案，密闭容器内的气压超过大气压时，可以增大二氧化碳在水中的溶解度，使其与骨料中的水化产物充分发生反应。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种抗渗再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将天然细骨料、改性再生粗骨料混合均匀，得到第一混合物；
步骤二，普通硅酸盐水泥、粉煤灰混合均匀得到第二混合物；
步骤三，将聚羧酸减水剂、葡萄糖酸钠、纳米碳纤维、水混合均匀，得到第三混合物；
步骤四，将第一混合物和第二混合物依次加入第三混合物中，混合均匀，得到抗渗混凝土。
通过采用上述技术方案，对再生粗骨料进行改性后，减小再生粗骨料孔隙率，纳米碳纤维能够填充骨料之间的缝隙，从而使得再生混凝土的孔隙率降低，增强抗渗性能，同时也可以增强再生混凝土的机械性能。回收利用废弃混凝土，绿色环保。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过清洗骨料可以去除粘附在骨料表面的灰尘，纳米二氧化钛是为了填充骨料存在的较大孔隙和裂缝，渗透剂增加了纳米二氧化钛的渗透性，使其更容易进入骨料内部的孔隙和裂缝，增强骨料的结构强度，二氧化碳气体通入悬浮液时，一部分二氧化碳溶解在水中后，与骨料中的水化产物氢氧化钙反应生成碳酸钙，碳酸钙可以改善骨料与水泥浆的接触界面，增强混凝土的强度，减小再生骨料孔隙率，纳米碳纤维能够填充骨料之间的缝隙，从而使得再生混凝土的孔隙率降低，增强抗渗性能；
(2)纳米碳纤维能够填充骨料之间的缝隙，从而使得再生混凝土的孔隙率降低，增强抗渗性能，同时也可以增强再生混凝土的机械性能；
(3)本发明能够回收利用废弃混凝土，降低污染，绿色环保。
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1：一种抗渗再生混凝土，其原料包括如下重量份数的组分：
普通硅酸盐水泥75份；
天然细骨料60份；
改性再生粗骨料90份；
粉煤灰8份；
聚羧酸减水剂1份；
葡萄糖酸钠8份；
纳米碳纤维5份；
水35份；
改性再生粗骨料的制备方法为：
(1)将废弃的混凝土破碎成5-40mm的骨料，然后将破碎的骨料用水清洗，自然风干，得到干骨料，干骨料的含水率为2.5％；
(2)将渗透剂、纳米二氧化钛和水混合均匀形成改性液，渗透剂、纳米二氧化钛和水的重量份数分别为10份、1份、90份，渗透剂为辛基酚聚氧乙烯醚，将干骨料投入改性液中，干骨料与改性液的体积比为20:100，搅拌混合均匀，得到悬浮液；
(3)将悬浮液放入密闭容器中，向悬浮液内通入二氧化碳气体，二氧化碳气体的流量为5L/min，当密闭容器内的气压达到160KPa时，反应20min后，停止通入二氧化碳，过滤，将骨料风干后得到改性再生粗骨料。
一种抗渗再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将天然细骨料、改性再生粗骨料混合均匀，得到第一混合物；
步骤二，普通硅酸盐水泥、粉煤灰混合均匀得到第二混合物；
步骤三，将聚羧酸减水剂、葡萄糖酸钠、纳米碳纤维、水混合均匀，得到第三混合物；
步骤四，将第一混合物和第二混合物依次加入第三混合物中，混合均匀，得到抗渗混凝土。
实施例2：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，干骨料的含水率为2％。
实施例3：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，干骨料的含水率为1.5％。
实施例4：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，渗透剂、纳米二氧化钛和水的重量份数分别为13份、2份、87份。
实施例5：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，渗透剂、纳米二氧化钛和水的重量份数分别为15份、3份、80份。
实施例6：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，干骨料与改性液的体积比为25:100。
实施例7：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，干骨料与改性液的体积比为30:100。
实施例8：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，渗透剂是壬基酚聚氧乙烯醚。
实施例9：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，渗透剂是脂肪醇聚氧乙烯醚。
实施例10：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，二氧化碳气体的流量为7L/min。
实施例11：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，二氧化碳气体的流量为10L/min。
实施例12：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，步骤(3)具体包括：将悬浮液放入密闭容器中，向悬浮液内通入二氧化碳气体，二氧化碳气体的流量为5L/min，当密闭容器内的气压达到170KPa时，反应15min后，停止通入二氧化碳，过滤，将骨料风干后得到改性再生粗骨料。
实施例13：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，步骤(3)具体包括：将悬浮液放入密闭容器中，向悬浮液内通入二氧化碳气体，二氧化碳气体的流量为5L/min，当密闭容器内的气压达到180KPa时，反应10min后，停止通入二氧化碳，过滤，将骨料风干后得到改性再生粗骨料。
实施例14：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，其原料包括如下重量份数的组分：
普通硅酸盐水泥80份；
天然细骨料55份；
改性再生粗骨料95份；
粉煤灰9份；
聚羧酸减水剂1.5份；
葡萄糖酸钠10份；
纳米碳纤维5.5份；
水40份。
实施例15：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，其原料包括如下重量份数的组分：
普通硅酸盐水泥85份；
天然细骨料50份；
改性再生粗骨料100份；
粉煤灰10份；
聚羧酸减水剂2份；
葡萄糖酸钠12份；
纳米碳纤维6份；
水45份。
对比例1：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，其原料包括如下重量份数的组分：
普通硅酸盐水泥75份；
天然细骨料60份；
普通再生粗骨料90份；
粉煤灰8份；
聚羧酸减水剂1份；
葡萄糖酸钠8份；
纳米碳纤维5份；
水35份；
普通再生粗骨料是指将废弃的混凝土破碎成5-40mm的骨料，将上述组分混合搅拌均匀得到抗渗混凝土。
对比例2：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，未加入纳米碳纤维。
对比例3：一种抗渗再生混凝土，与对比例1的不同之处在于，未加入纳米碳纤维。
对比例4：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，干骨料的含水率为5％。
对比例5：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，渗透剂、纳米二氧化钛和水的重量份数分别为5份、5份、95份。
对比例6：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，干骨料与改性液的体积比为40:100。
对比例7：一种抗渗再生混凝土，与实施例1的不同之处在于，二氧化碳气体的流量为2L/min。
对比例8：采用公开号为CN107010896A的中国发明专利中的实施例1制备再生混凝土。
性能测试
试验样品：采用实施例1-15中获得的再生混凝土作为试验样品1-15，采用对比例1-8中获得的再生混凝土作为对照样品1-8。
试验方法：依据GB/T17671测试试验样品1-15和对照样品1-8的28天抗压强度，依据GB/T50082-2009按抗渗透高度法测试试验样品1-15和对照样品1-8的抗渗性能。
试验结果：试验样品1-15和对照样品1-8的测试结果如表1所示。由表1可知，对照样品3未加入纳米碳纤维和改性再生粗骨料时，抗压强度和渗透高度与现有的再生混凝土没有太大差别，对照样品1在加入纳米碳纤维后，抗压强度提高3MPa，渗透高度降低了4mm，对照样品2在加入改性再生粗骨料后，抗压强度提高3.5MPa，渗透高度降低了6mm，试验样品1在同时加入纳米碳纤维和改性再生粗骨料后，抗压强度提高13MPa，渗透高度降低了16mm，抗压强度增加量大于对照样品1和2的总和，渗透高度降低量大于对照样品1和2的总和，说明本发明通过对普通混凝土骨料改性后，改善骨料与水泥浆的接触界面，增强混凝土的强度，减小再生骨料孔隙率，纳米碳纤维能够填充骨料之间的缝隙，从而使得再生混凝土的孔隙率降低，二者协同增效，增强抗渗性能和抗压强度。
表1试验样品1-15和对照样品1-8的测试结果
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 (8)

1.一种抗渗再生混凝土，其特征在于，其原料包括如下重量份数的组分：
普通硅酸盐水泥 75～85份；
天然细骨料 50～60份；
改性再生粗骨料 90～100份；
粉煤灰 8～10份；
聚羧酸减水剂 1～2份；
葡萄糖酸钠8～12份；
纳米碳纤维5～6份；
水 35～45份；
所述改性再生粗骨料的制备方法为：
（1）将废弃的混凝土破碎成5-40mm的骨料，然后将破碎的骨料用水清洗，自然风干，得到干骨料；
（2）将渗透剂、纳米二氧化钛和水混合均匀形成改性液，将干骨料投入改性液中，搅拌混合均匀，得到悬浮液；
（3）将悬浮液放入密闭容器中，向悬浮液内通入二氧化碳气体，过滤，将骨料风干后得到改性再生粗骨料。
2.根据权利要求1所述的一种抗渗再生混凝土，其特征在于，所述步骤（1）中干骨料的含水率小于3%。
3.根据权利要求1所述的一种抗渗再生混凝土，其特征在于，所述步骤（2）中的渗透剂、纳米二氧化钛和水的重量份数分别为10-15份、1-3份、80-90份。
4.根据权利要求1所述的一种抗渗再生混凝土，其特征在于，所述步骤（2）中的干骨料与改性液的体积比为（20-30）:100。
5.根据权利要求1所述的一种抗渗再生混凝土，其特征在于，所述步骤（2）中的渗透剂选自辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种抗渗再生混凝土，其特征在于，所述步骤（3）中的二氧化碳气体的流量为5-10L/min。
7.根据权利要求1所述的一种抗渗再生混凝土，其特征在于，所述步骤（3）具体包括：将悬浮液放入密闭容器中，向悬浮液内通入二氧化碳气体，当密闭容器内的气压达到160-180KPa时，反应10-20min后，停止通入二氧化碳，过滤，将骨料风干后得到改性再生粗骨料。
8.一种抗渗再生混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将天然细骨料、改性再生粗骨料混合均匀，得到第一混合物；
步骤二，将普通硅酸盐水泥、粉煤灰混合均匀得到第二混合物；
步骤三，将聚羧酸减水剂、葡萄糖酸钠、纳米碳纤维、水混合均匀，得到第三混合物；
步骤四，将第一混合物和第二混合物依次加入第三混合物中，混合均匀，得到抗渗混凝土。
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