CN110655356A - 一种再生混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种再生混凝土及其制备方法，涉及混凝土的技术领域，所述再生混凝土包括以下重量份数的原料：胶凝材料460‑680份、粗集料1100‑1600、细集料600‑700份、增强剂3‑8份、聚羧酸减水剂8‑12份、水180‑200份，本发明的制备方法具有提高再生骨料混凝土的强度和耐久性的优点。

Description

一种再生混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土的技术领域，尤其是涉及一种再生混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土指以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子，必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材。

混凝土在随着社会的发展过程中，越来越多地应用于各类建筑物当中。但是在城市的发展过程中，新的建筑物代替旧的建筑物，必定会伴随着建筑物的废弃、拆卸以及改造。大量的建筑废弃物产生，其中混凝土废弃骨料也是在随年递增。而处理混凝土废弃骨料需要花费大量的人力和物力，所以如何处理混凝土废弃物一直是建筑行业比较关心的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种再生混凝土及其制备方法，通过对废弃混凝土骨料进行预处理并在混凝土配方中添加增强剂，提高再生混凝土的强度和耐久性。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种再生混凝土，所述再生混凝土包括以下重量份数的原料：

所述粗集料包括20％-30％的天然碎石和70％-80％的预处理后的废弃混凝土骨料。

通过采用上述技术方案，再生混凝土利用废弃的混凝土骨料进过预处理后减少了废弃混凝土骨料中的内部产生的裂缝，提高其机械强度，再将预处理后的废弃混凝土骨料与天然骨料进行混合成粗集料，然后与起胶凝作用的胶凝材料、提高混凝土机械强度的细集料混合后，再加入可以继续补充再生骨料中废弃混凝土骨料强度的增强剂以及减少水用量的减水剂助剂后，得到再生混凝土。其各项机械强度性能都得到较大的提升，可以适用于各种地基、墩体等建筑材料的使用。

本发明进一步设置为：所述增强剂包括以下重量百分比的原料；

通过采用上述技术方案，钢纤维主要提高混凝土在初裂后的韧性和延性，但是对于混凝土早期温度裂缝或收缩裂缝的贡献不大。而聚丙烯纤维具有独特的表观特征和较小的纤维直径，其能细化混凝土结构因长期疲劳荷载作用下的裂缝，为混凝土微裂纹的自然愈合提供有利的条件。而且聚丙烯纤维具相对于其他种类的合成纤维，在相同的体积掺量下拥有更多的纤维根数，使得其与混凝土基体之间的粘结性能更好，从而提高混凝土的抗裂性能和延性。

揉捻助剂改变钢纤维表面性能，使得聚丙烯纤维在揉捻助剂的作用下可以先一步与钢纤维进行捻合成混合纤维，捻合后的混合纤维在加入到混凝土中后，对于混凝土初期裂纹后的韧性以及延性得到提高，并且在提高混凝土韧性和延性的同时，混凝土初裂的裂纹可以得到更快的自愈，提高混凝土的初凝强度。

本发明进一步设置为：所述增强剂中还包括自修复微胶囊，所述增强剂包括以下重量百分比的组分：

通过采用上述技术方案，自修复微胶囊在揉捻聚丙烯纤维和钢纤维时，使得聚丙烯纤维和钢纤维之间附着有自修复微胶囊，而自修复微胶囊使得聚丙烯纤维在对混凝土的初裂纹提供有利环境时，捻合的混合纤维中的自修复微胶囊也会进入裂纹中，当自愈后的混凝土在受到压力而再次产生裂缝时，裂纹扩展到自修复微胶囊处后，自修复微胶囊破裂，微胶囊中的芯材对裂缝进行修复，使得混凝土的强度得到回复。

而且自修复微胶囊在混凝土的硬化阶段，也会由于硬化过程而使得部分自修复微胶囊发生破裂，从而使得硬化过程中自修复微胶囊中的芯材渗出，而使得混凝土的硬化得到进一步强化，提高混凝土的强度。

本发明进一步设置为：所述揉捻助剂包括以下重量百分比的组分：

通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂对钢纤维表面进行改性，提高聚丙烯纤维与钢纤维揉捻时的，两者接触表面之间的相容性。OP-40乳化剂对于硅烷偶联剂具有较好的分散乳化作用，使得硅烷偶联剂在钢纤维表面分散更加均匀。并在揉捻助剂中添加适量的环氧树脂，提高聚丙烯酸纤维与钢纤维之间的结合强度，使得钢纤维与聚丙烯纤维不易分散。乙酸丁酯作为溶剂，用于提高揉捻助剂的流动性，使得钢纤维和聚丙烯纤维能够得到揉捻助剂比较彻底的涂覆。

本发明进一步设置为：所述自修复微胶囊的芯材为环氧树脂芯材；壁材为脲醛树脂。

通过采用上述技术方案，自修复微胶囊微粒的壁材脲醛树脂具有一定的强度，当混凝土中产生裂缝并延伸至自修复微胶囊微粒处时，使得自修复微胶囊微粒的壁材破损而释放出环氧树脂芯材，环氧树脂芯材对产生裂缝处进行修复，从而提高混凝土的耐久性。

本发明进一步设置为：所述废弃骨料预处理时添加的预处理助剂包括以下重量份数的组分：

丙烯酰胺接枝共聚淀粉 40～60份；

邻苯二甲酸二乙酯 10～20份；

水 100～120份。

通过采用上述技术方案，由于废弃骨料表面附着大量硬化砂浆且骨料在破碎过程中产生大量细部裂缝，导致废弃骨料孔隙率、吸水率以及压碎指标远高于天然骨料，物理力学性能指标较差，而预处理后的废弃混凝土骨料缝隙减少，使得使用废弃骨料进行制备的混凝土的耐久性以及强度都得到提高。

而且当废弃混凝土骨料中的毛细孔内被丙烯酰胺接枝共聚淀粉水溶液充盈时，可溶性树脂作为有机高分子，增大了毛细孔溶液的粘度，增加毛细孔溶液沿毛细孔迁移的阻力，阻碍了水溶液及侵蚀介质离子沿毛细孔向骨料内部的迁移，提高了混凝土抗离子迁移能力，改善了混凝土的耐久性。另外丙烯酰胺接枝共聚淀粉分子还有堵塞与其分子尺寸相当的毛细孔的作用，这也提高了混凝土抗离子迁能力。当部分毛细孔内部没有被水溶液充盈时，由于溶液丙烯酰胺接枝共聚淀粉浓度较大，可能在混凝土毛细孔内部形成一层丙烯酰胺接枝共聚淀粉溶液膜，高浓度的丙烯酰胺接枝共聚淀粉溶液膜不仅可在一定程度上阻碍水与侵蚀介质离子向混凝土内部的迁移，而且由于该膜与毛细孔壁结合较紧密，使得在混凝土内部可供侵蚀介质离子与水化产物反应场所和向更深部迁移的空间减少，从而也在一定程度上增强了混凝土的抗离子迁移能力，提高了混凝土耐久性。

本发明进一步设置为：所述废弃骨料的预处理过程包括以下工艺步骤：

步骤1：将废弃骨料打碎成粒径为5-7mm的骨料；

步骤2：将打碎后的废弃骨料进行筛分得到；

步骤3：将步骤2处理后的废弃骨料浸泡在预处理助剂浸泡8-12h；

步骤3：将骨料捞出清洗烘干得到预处理后的骨料。

通过采用上述技术方案，废弃骨料通过被打碎，将表面的水泥浆料剥离，而在打碎的过程中骨料内部会由于机械作用力而在内部产生裂缝，接着经过筛分出所需粒径的骨料，再通过预处理助剂进行浸泡处理，使得骨料内部的裂缝部分得到修复，从而使得废弃混凝土骨料的强度得到提升。

一种再生混凝土的制备方法，包括以下工艺步骤：

S1：先将粗集料和细集料按比例混合，并加入40％～50％的原料中的水润湿；

S2：加入胶凝材料与粗集料混合搅拌60～80s；

S3：加入助剂和原料中剩余的水进行搅拌100～150s；

S4：将步骤S3中搅拌好的料进行浇筑成型；

S5：在步骤S4中的混凝土初凝后，在其表面覆盖一层塑料膜进行养护。

通过采用上述技术方案，将水分两次加入混凝土的拌制过程中，先将粗集料和细集料混合并用水进行润湿，然后与胶凝材料进行拌合制，然后再加入剩余的水和助剂进行搅拌。湿润的粗集料和细集料更加容易与胶凝材料进行混合，与胶凝材料之间的流动性更好，两者混合更加均匀，从而使得最后浇筑成型的混凝土的强度更高。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过添加增强剂，使得混凝土骨料中掺杂的废弃混凝土骨料在拌制形成混凝土的过程中，混凝土受到废弃混凝土骨料内部缝隙影响减小，提高混凝土的强度；

2、通过对废弃混凝土骨料进行预处理，使得废弃混凝土骨料内部的裂纹得到填充，使得废弃混凝土骨料的强度得到增强，提高拌制形成的混凝土的强度。

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：

本发明公开的一种再生混凝土，包括以下重量份数的原料：

其中，胶凝材料为水泥、粉煤灰质量比3∶1的混合物。粗集料为质量百分比为30％的天然碎石和70％的预处理后的废弃混凝土骨料混合物。细集料为黄砂。聚羧酸减水剂选购自武汉华轩高新技术有限公司生产的KH-D1-X高性能聚羧酸减水剂。

再生混凝土通过以下步骤进行制备：

废弃混凝土骨料进行预处理：

步骤1：将废弃骨料打碎成粒径为5-7mm的骨料；

步骤2：将打碎后的废弃骨料进行筛分去除大颗粒杂质；

步骤3：将步骤2处理后的废弃骨料浸泡在预处理助剂预处理中8h；

步骤3：将骨料捞出清洗烘干得到预处理后的废弃混凝土骨料骨料。

其中，按重量份数计，预处理助剂中包括丙烯酰胺接枝共聚淀粉60份、邻苯二甲酸二乙酯20份、水120份。

混凝土拌制：

S1：先将粗集料和细集料按比例混合，然后加入50％重量百分比的原料中的水进行润湿；

S2：加入胶凝材料搅拌60s；

S3：加入增强剂、聚羧酸减水剂和原料中剩余的水进行搅拌100s；

S4：将步骤S3中搅拌好的料进行浇筑成型；

S5：在步骤S4中的混凝土初凝后，在其表面覆盖一层塑料膜进行养护。

按重量百分比计，增强剂原料包括聚丙烯纤维30％、钢纤维30％、揉捻助剂5％、自修复微胶囊5％、分散剂2％、水28％，其中揉捻助剂包括硅烷偶联剂30％、OP-40乳化剂10％、环氧树脂5％、乙酸丁酯55％。自修复微胶囊的芯材为环氧树脂芯材；壁材为脲醛树脂。

增强剂制作步骤为：采用加弹机对聚丙烯纤维和钢纤维进行揉捻，并在揉捻的过程中喷淋揉捻助剂、自修复微胶囊、分散剂和水的混合液，得到的揉捻纤维再进行裁切后加入混凝土中。

实施例2～5与实施例1的区别在于再生混凝土中各原料按重量份数计为下表。

实施例6～8与实施例1的区别在于粗集料中各组分按重量百分比计为下表。

实施例10～13与实施例1的区别在于增强剂中各原料按重量百分比计为下表。

实施例14～17与实施例1的区别在于揉捻助剂中各组分按重量百分比计为下表。

实施例18～21与实施例1的区别在于预处理剂中各组分按重量百分比计为下表。

实施例22～25与实施例1的区别在于废弃混凝土骨料预处理剂预处理时间计为下表。

实施例	实施例22	实施例23	实施例24	实施例25
					时间(h)	9	10	11	12

对比例

对比例1与实施例1的区别在于混凝土中未添加有增强剂；

对比例2与实施例1的区别在于废弃混凝土骨料未使用预处理剂进行预处理；

对比例3与实施例1的区别在于混凝土中未添加有增强剂且废弃混凝土骨料未使用预处理剂进行预处理。

检测方法

强度检测

采用《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23—2001J115—2001对实施例1、对比例1和对比例2的混凝土进行测试，结果如下表。

结论：通过回弹性测试可以得出，实施例1中的混凝土的强度大于对比例1和对比例2中的强度，说明本发明中添加有增强剂以及对废弃混凝土进行预处理后，混凝土的强度得到提升。而再通过对比例2与对比例3的对比可以看出，本发明中添加有增强剂后的制备得到的混凝土的强度得到了提升，从而证明增强剂对于混凝土中的废弃混凝土骨料内部的缝隙进行了修补。对比例1与对比例3的对比可以看出，废弃混凝土骨料在通过预处理剂进行预处理后，废弃混凝土骨料内部的缝隙得到修补，从而使得在掺杂有废弃混凝土骨料后的混凝土的强度得到提升。

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)

1.一种再生混凝土，其特征在于，所述再生混凝土包括以下重量份数的原料：

所述粗集料包括20％-30％的天然碎石和70％-80％的预处理后的废弃混凝土骨料。

2.根据权利要求1所述的一种再生混凝土，其特征在于：所述增强剂包括以下重量百分比的组分；

3.根据权利要求2所述的一种再生混凝土，其特征在于：所述增强剂中还包括自修复微胶囊，所述增强剂包括以下重量百分比的原料：

4.根据权利要求3所述的一种再生混凝土，其特征在于：所述揉捻助剂包括以下重量百分比的组分：

5.根据权利要求3所述的一种再生混凝土，其特征在于：所述自修复微胶囊的芯材为环氧树脂芯材；壁材为脲醛树脂。

6.根据权利要求1所述的一种再生混凝土，其特征在于：所述废弃混凝土骨料预处理时添加的预处理助剂包括以下重量份数的组分：

丙烯酰胺接枝共聚淀粉 40～60份；

邻苯二甲酸二乙酯 10～20份；

水 100～120份。

7.根据权利要求1所述的一种再生混凝土，其特征在于：所述废弃混凝土骨料的预处理过程包括以下工艺步骤：

步骤1：将废弃骨料打碎成粒径为5-7mm的骨料；

步骤2：将打碎后的废弃骨料进行筛分除去大颗粒杂质；

步骤3：将步骤2处理后的废弃骨料浸泡在预处理助剂预处理中8-12h；

步骤3：将骨料捞出清洗烘干得到预处理后的骨料。

8.一种根据权利要求1中所述的再生混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤；

S1：先将粗集料和细集料按比例混合，并加入40％～50％的原料中的水润湿；

S2：加入胶凝材料与粗集料混合搅拌60～80s；

S3：加入助剂和原料中剩余的水进行搅拌100～150s；

S4：将步骤S3中搅拌好的料进行浇筑成型；

S5：在步骤S4中的混凝土初凝后，在其表面覆盖一层塑料膜进行养护。