CN111807743A - 一种降低再生细骨料吸水率的改性方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种降低建筑垃圾再生细骨料吸水率的改性方法。该方法主要包括：1)将再生细骨料用自来水中浸泡清洗后晾干；2)将其完全浸没在石蜡的溶剂石脑油溶液中；3)浸泡充分后，将再生细骨料捞出，置于温度低于石蜡的熔点、高于溶剂石脑油的终馏点的恒温密封且有蒸汽回收的装置中加热，直至质量不再变化，即得到改性后的骨料。该改性方法操作简单、溶剂可重复利用，且改性效果好，能有效降低再生粗骨料的吸水率，明显提高硬化砂浆的强度和抗渗性能。

Description

一种降低再生细骨料吸水率的改性方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种降低再生细骨料吸水率的改性方法。

背景技术

近些年来，随着我国的城镇化进程的进一步发展和城市的逐步更新，棚改、道路、桥梁等城市建设中原有建筑物的拆除和改造，产生了大量的建筑垃圾。然而，大部分建筑垃圾未经任何处理，被运往郊外或城市周边进行简单填埋或露天堆存，这不仅浪费了土地和资源，还污染了环境；另一方面，随着人口的日益增多，建筑业对砂石骨料的需求量不断增长。长期以来，由于砂石骨料来源广泛易得，价格低廉，被认为是取之不尽、用之不竭的原材料而被随意开采，从而导致资源枯竭、山体滑坡、河床改道，严重破坏了自然环境。

由废弃混凝土制备的骨料称为再生混凝土骨料(简称再生骨料)，其中粒径在0.15mm～4.75mm之间的颗粒称之为再生细骨料。生产和利用建筑垃圾再生骨料对于节约资源、保护环境和实现建筑业的可持续发展具有重要意义。仅仅通过简单破碎和筛分工艺制备的再生细骨料颗粒棱角多、表面粗糙、组分中还含有硬化水泥砂浆，再加上混凝土块在破碎过程中因损伤累积在内部造成大量微裂纹，导致再生骨料自身的孔隙率大、吸水率大、堆积密小、空隙率大、压碎指标高。这种再生细骨料制备的再生混凝土水量较大、硬化后的强度低、弹性模量低，而且抗渗性、抗冻性、抗碳化能力、收缩、徐变和抗氯离子渗透性等耐久性能均低于普通混凝土。由于废弃混凝土质量差异较大，通过简单工艺制备的再生细骨料性能差异也较大，不便于再生骨料的推广应用。为了提高再生混凝土或再生砂浆的性能，须对简单破碎获得的低品质再生细骨料进行强化处理，尤其是需要控制再生细骨料的吸水率。目前再生骨料控制吸水的改性措施主要包括：(1)物理改性：通过机械方法破坏弱的再生细骨料颗粒或者去除粘附在再生细骨料表面的残留砂浆，已达到降低孔隙率的目的；2)化学改性：通过活性掺合料、无机盐添加剂等措施，填充、封堵裂缝，来改善再生细骨料表面状态。这些方法虽然在一定程度上提高了再生骨料的性能，但也有不足之处，物理改性工艺复杂、改良流程繁琐，设备庞大、动力消耗大以及设备成本高；化学方法受限于骨料本身的性能，添加剂的组分最佳配比、最佳产量以及最优浓度都无法准确的确定，生产和使用要么无法达到效果，要么造成资源浪费。因此，采用一种能够有效解决以上矛盾和问题的优化方法对提高再生细骨料性能以及推广再生细骨料具有重要意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种降低再生细骨料吸水率的改性方法，经过该方法处理的再生细骨料，吸水率明显下降。掺入到砂浆中，相比于未改性的再生细骨料制备的砂浆，强度明显提升，抗渗性明显增强。改性再生细骨料的有效和规模化应用，不仅减少对土地资源的占用，减少对环境的污染，而且变废为宝，有利于社会可持续发展。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种降低再生细骨料吸水率的改性方法，该方法包括以下步骤：

1)将再生细骨料在自来水中浸泡并搅拌后捞出，用自来水冲洗2遍，自然晾晒至表面干燥；

2)将步骤1)中干燥后的再生细骨料浸泡在石蜡的溶剂石脑油溶液中；

3)浸泡充分后，将再生细骨料捞出，置于温度低于石蜡的熔点、高于溶剂石脑油的终馏点的恒温且有蒸汽回收的密封容器中加热，直至质量不再变化，即得到改性后的骨料。

作为优选的，所述石蜡是指熔点不低于70℃的高熔点石蜡。

作为优选的，所述溶剂石脑油为70号溶剂油或90号溶剂油。

作为优选的，所述石蜡的溶剂石脑油溶液中石蜡与溶剂石脑油质量比为1:25～1:5。

作为优选的，所述密封容器内设置有加热和温控装置，保证温度恒定，且上部设置有溶剂石脑油蒸汽收集装置，用于收集蒸发的溶剂石脑油。且设置重量测量装置，便于实时监测再生细骨料重量变化。

作为优选的，所述密封容器的温度低于石蜡的熔点，高于溶剂石脑油的终馏点。

使用本发明的有益效果是：

1.细骨料尺寸在0.15mm～4.75mm之间，采用喷洒、雾化以及喷涂等方式进行石蜡封闭都存在不均匀、不完全、流程繁杂以及效果差的问题。采用石蜡的溶剂石脑油溶液浸泡，可以实现细骨料表面的均匀覆盖，尤其是对于存在孔径、裂缝处可以利用液体深入到缝隙内部，进行针对性的填充，从而有效降低再生细骨料的吸水率。采用该骨料配制砂浆或混凝土时，吸附在孔径内的石蜡颗粒因位置较深，且本身斥水，有效避免颗粒本身被带到浆体中，也有效避免骨料吸水。吸附在骨料表面的石蜡颗粒则在搅拌拌制砂浆或混凝土的过程中，通过颗粒间的摩擦逐渐脱落混入到混凝土中，因其本身光滑、憎水的特性，可以在混凝土中就更为突出的起到填充、润滑、分散水等的作用，使砂浆或混凝土的用水量减少，和易性改善，材料均匀密实，从而提高其最终强度和抗渗性。

2.经大量试验验证，调整确定了石蜡与溶剂石脑油的比例范围，确保再生细骨料充分浸泡后，所含的石蜡颗粒限制在一定范围内，使其能够产生积极有益的效果。

3.本发明设置了专门的加热恒温密封区域，通过控制温度，可以实现溶剂石脑油的回收利用，极大降低了再生细骨料的改性成本。

具体实施方式

为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本技术方案进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而不是要限制本技术方案的范围。

基准实例：将再生粗骨料在自来水中浸泡并搅拌后捞出，用自来水冲洗2遍，自然晾晒至表面干燥；采用GB/T 14684所规定的试验方法，测定再生骨料的饱和面干吸水率；然后参照JGJ/T 70中的试验方法，采用再生细骨料配置再生砂浆，采用PO.42.5水泥，水灰比0.5，水泥和再生细骨料按质量比1:4。

实施例中所使用的细骨料尺寸范围为0.15mm～4.75mm。

实施例1：

一种降低再生细骨料吸水率的改性方法，该方法包括以下步骤：

1)将尺寸范围为0.15mm～4.75mm的再生细骨料在自来水中浸泡并搅拌后捞出，用自来水冲洗2遍，自然晾晒至表面干燥；

2)将步骤1)中干燥后的再生细骨料浸泡在石蜡的溶剂石脑油溶液中，其中石蜡熔点为80℃，溶剂石脑油为70号，石蜡与溶剂石脑油按质量比1:8配制；

3)浸泡充分后，将再生细骨料捞出，置于温度为70℃的密封恒温且有蒸汽回收的装置中加热，直至质量不再变化，即得到改性后的骨料。

采用GB/T 14684所规定的试验方法，测定再生骨料的饱和面干吸水率；然后参照JGJ/T 70中的试验方法，采用再生细骨料配置再生砂浆，采用PO.42.5水泥，水灰比0.5，水泥和再生细骨料按质量比1:4。

实施例2：

一种降低再生细骨料吸水率的改性方法，该方法包括以下步骤：

1)将尺寸范围为0.15mm～4.75mm的再生细骨料在自来水中浸泡并搅拌后捞出，用自来水冲洗2遍，自然晾晒至表面干燥；

2)将步骤1)中干燥后的再生细骨料浸泡在石蜡的溶剂石脑油溶液中，其中石蜡熔点为114℃，溶剂石脑油为90号，石蜡与溶剂石脑油按质量比1:25配制；

3)浸泡充分后，将再生细骨料捞出，置于温度为95℃的密封恒温且有蒸汽回收的装置中加热，直至质量不再变化，即得到改性后的骨料。

采用GB/T 14684所规定的试验方法，测定再生骨料的饱和面干吸水率；然后参照JGJ/T 70中的试验方法，采用再生细骨料配置再生砂浆，采用PO.42.5水泥，水灰比0.5，水泥和再生细骨料按质量比1:4。

实施例3：

一种降低再生细骨料吸水率的改性方法，该方法包括以下步骤：

1)将尺寸范围为0.15mm～4.75mm的再生细骨料在自来水中浸泡并搅拌后捞出，用自来水冲洗2遍，自然晾晒至表面干燥；

2)将步骤1)中干燥后的再生细骨料浸泡在石蜡的溶剂石脑油溶液中，其中石蜡熔点为80℃，溶剂石脑油为70号，石蜡与溶剂石脑油按质量比1:5配制；

3)浸泡充分后，将再生细骨料捞出，置于温度为75℃的密封恒温且有蒸汽回收的装置中加热，直至质量不再变化，即得到改性后的骨料。

采用GB/T 14684所规定的试验方法，测定再生细骨料的饱和面干吸水率；然后参照JGJ/T 70中的试验方法，采用再生细骨料配置再生砂浆，采用PO.42.5水泥，水灰比0.5，水泥和再生细骨料按质量比1:4。

改性前后再生细骨料的吸水率对比：

参照GB/T14684所规定的试验方法，分别对改性前后的再生细骨料的饱和面干吸水率进行测试，测试结果见表1：

表1饱和面干吸水率对照表

实例	饱和面干吸水率/％
		基准实例	15.3％
实施例1	7.4％
		实施例2	11.2％
实施例3	4.8％

改性前后再生骨料砂浆拌和物性能、力学性能与抗渗性性能对比：

参照JGJ/T 70中的测试方法测试了骨料改性前后拌和物的稠度、砂浆的28天强度以及抗渗性能，测试结果见表2：

表2为基准实施例与本发明发制得再生骨料性能对照表

实例	28d抗压强度(MPa)	抗渗压力(MPa)
			基准实例	5.2	0.9
实施例1	8.7	1.7
			实施例2	6.8	1.4
实施例3	7.4	1.8

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术内容的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本专利的保护范围。

Claims (6)

1.一种降低再生细骨料吸水率的改性方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1)将再生细骨料在自来水中浸泡并搅拌后捞出，用自来水冲洗2遍，自然晾晒至表面干燥；

2)将步骤1)中干燥后的再生细骨料浸泡在石蜡的溶剂石脑油溶液中；

3)浸泡充分后，将再生细骨料捞出，置于温度低于石蜡的熔点、高于溶剂石脑油的终馏点的恒温且有蒸汽回收的密封容器中加热，直至质量不再变化，即得到改性后的骨料。

2.根据权利要求1所述的一种降低再生细骨料吸水率的改性方法，其特征在于：所述石蜡是指熔点不低于70℃的高熔点石蜡。

3.根据权利要求1所述的一种降低再生细骨料吸水率的改性方法，其特征在于：所述溶剂石脑油为70号溶剂油或90号溶剂油。

4.根据权利要求1所述的一种降低再生细骨料吸水率的改性方法，其特征在于：所述石蜡的溶剂石脑油溶液中石蜡与溶剂石脑油质量比为1:25～1:5。

5.根据权利要求1所述的一种降低再生细骨料吸水率的改性方法，其特征在于：

所述密封容器内设置有加热和温控装置，保证温度恒定，且上部设置有溶剂石脑油蒸汽收集装置，用于收集蒸发的溶剂石脑油。且设置重量测量装置，便于实时监测再生细骨料重量变化。

6.根据权利要求1所述的一种降低再生细骨料吸水率的改性方法，其特征在于：所述密封容器的温度低于石蜡的熔点，高于溶剂石脑油的终馏点。