CN111825362A - 一种降低再生粗骨料吸水率的改性方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种降低建筑垃圾再生粗骨料吸水率的改性方法。该方法主要包括：1)将再生粗骨料用自来水中浸泡清洗后晾干；2)将骨料放置在网格履带上传输到石蜡乳液雾化区；3)将纳米石蜡乳液通过雾化设备形成石蜡乳液喷雾，在雾化区将雾化的石蜡乳液喷在骨料表面，自然晾干后得到改性后的骨料。该改性方法操作简单且改性效果好，能有效降低建筑垃圾再生粗骨料的吸水率，明显提高由其制备的再生混凝土拌合物的和易性和硬化混凝土的抗渗性能。
Description
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粗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)，其中公称粒径大于5mm的划分为粗骨料。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的性能，须对简单破碎获得的低品质再生骨料进行强化处理，尤其是需要控制再生骨料的吸水率。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碎石颗粒或者去除粘附在碎石表面的残留砂浆，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混凝土的强度以及推广再生混凝土具有重要意义。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种降低再生粗骨料吸水率的改性方法，经过该方法处理的再生粗骨料，吸水率明显下降。掺入到混凝土中，不仅能够达到普通混凝土的性能，而且相比于未改性的再生骨料制备的混凝土，强度明显提升，抗渗性明显增强。改性再生骨料混凝土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：
一种降低再生粗骨料吸水率的改性方法，该方法包括以下步骤：
1)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；
2)将步骤1)中干燥后的再生粗骨料放置在网格状履带上，运输至纳米石蜡乳液雾化区；
3)将纳米石蜡乳液通过雾化设备形成纳米石蜡乳液喷雾，在雾化区通过履带上方和下方的喷嘴喷出，使纳米石蜡乳液吸附在骨料表面；
4)将再生粗骨料自然晾干，即得到改性后的再生骨料。
作为优选的，所述网格状履带为采用钢丝等丝状线条编制的网格，网格孔径不大于骨料尺寸。
作为优选的，所述再生粗骨料只在履带上平铺一层，且颗粒间留有间隙。
作为优选的，所述纳米石蜡乳液中纳米石蜡颗粒的尺寸为40nm～132nm。
作为优选的，纳米石蜡乳液雾化区为一个封闭的空间。前后端设置有履带通行口，履带正上方和正下方分别设置有乳液雾化喷嘴。
作为优选的，所述骨料上纳米石蜡颗粒吸附质量为再生骨料质量的0.2％～1.5％。
使用本发明的有益效果是：
再生骨料的吸水孔主要是孔径大于132nm的部分。利用颗粒尺寸小于132nm的纳米石蜡乳液对再生粗骨料进行雾化喷洒，石蜡颗粒能够有效填充到骨料的孔隙和裂缝中，减少再生骨料对水分的吸收，降低其吸水率。附着纳米石蜡颗粒的再生骨料中，纳米石蜡颗粒一是吸附在孔隙和裂缝中，一是吸附在骨料表面。采用该骨料配制混凝土时，吸附在孔径中的纳米颗粒因为本身斥水，避免颗粒本身被带到浆体中，也有效避免骨料吸水。吸附在骨料表面的纳米石蜡颗粒则在搅拌拌制混凝土的过程中，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，使混凝土的用水量减少，和易性改善，混凝土均匀密实，从而提高混凝土的最终强度和抗渗性。
本发明所选用的纳米石蜡颗粒尺寸低于132nm，并采用雾化的方法能够对孔径132nm以上主要的吸水孔进行有针对性的填充和堵塞，保证了纳米颗粒附着在孔径内部，处于相对稳定的的状态，从而能够持续性的起到憎水作用，降低骨料的吸水率。
本发明设置了专门的石蜡乳液雾化的区域，能够根据颗粒大小及孔径情况，有针对性的控制雾化后纳米石蜡颗粒的浓度和雾化的时间长短，确保达到最优的效果，避免过量的石蜡吸附对混凝土性能产生负面影响。
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JGJ52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GB/T50080中的试验方法，采用再生粗骨料配置再生混凝土，采用PO.42.5水泥，标准砂，水灰比0.5，砂率45％，聚羧酸减水剂减水率25％，掺量1％。
实施例中所使用的粗骨料尺寸范围为5mm～40mm。
实施例1：
一种降低再生粗骨料吸水率的改性方法，该方法包括以下步骤：
1)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；
2)将步骤1)中干燥后的再生粗骨料放置在网格状履带上，运输至纳米石蜡乳液雾化区；
3)将纳米石蜡乳液通过雾化设备形成纳米石蜡乳液喷雾，在雾化区通过履带上方和下方的喷嘴喷出，从而吸附在骨料表面，吸附量为再生骨料质量的0.2％。
4)将再生粗骨料自然晾干，即得到改性后的再生骨料。
其中，网格状履带为采用钢丝编制的网格，网格孔径4.75mm。再生粗骨料尺寸为5mm～40mm，在履带上平铺一层，且颗粒间留有间隙。纳米石蜡乳液中纳米石蜡颗粒的尺寸40nm～80nm。
根据采用JGJ52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GB/T50080中的试验方法，采用再生粗骨料配置再生混凝土，采用PO.42.5水泥，标准砂，水灰比0.5，砂率45％，聚羧酸减水剂减水率25％，掺量1％。
实施例2：
1)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；
2)将步骤1)中干燥后的再生粗骨料放置在网格状履带上，运输至纳米石蜡乳液雾化区；
3)将纳米石蜡乳液通过雾化设备形成纳米石蜡乳液喷雾，在雾化区通过履带上方和下方的喷嘴喷出，从而吸附在骨料表面，吸附量为再生骨料质量的0.6％。
4)将再生粗骨料自然晾干，即得到改性后的再生骨料。
其中，网格状履带为采用不锈钢丝编制的网格，网格孔径4mm。再生粗骨料尺寸为5mm～40mm，在履带上平铺一层，且颗粒间留有间隙。纳米石蜡乳液中纳米石蜡颗粒的尺寸60nm～90nm。
根据采用JGJ52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GB/T50080中的试验方法，采用再生粗骨料配置再生混凝土，采用PO.42.5水泥，标准砂，水灰比0.5，砂率45％，聚羧酸减水剂减水率25％，掺量1％。
实施例3：
1)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；
2)将步骤1)中干燥后的再生粗骨料放置在网格状履带上，运输至纳米石蜡乳液雾化区；
3)将纳米石蜡乳液通过雾化设备形成纳米石蜡乳液喷雾，在雾化区通过履带上方和下方的喷嘴喷出，从而吸附在骨料表面，吸附量为再生骨料质量的1％。
4)将再生粗骨料自然晾干，即得到改性后的再生骨料。
其中，网格状履带为采用不锈钢丝编制的网格，网格孔径4.75mm。再生粗骨料尺寸为5mm～40mm，在履带上平铺一层，且颗粒间留有间隙。纳米石蜡乳液中纳米石蜡颗粒的尺寸90nm～130nm。
根据采用JGJ52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GB/T50080中的试验方法，采用再生粗骨料配置再生混凝土，采用PO.42.5水泥，标准砂，水灰比0.5，砂率45％，聚羧酸减水剂减水率25％，掺量1％。
实施例4：
1)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；
2)将步骤1)中干燥后的再生粗骨料放置在网格状履带上，运输至纳米石蜡乳液雾化区；
3)将纳米石蜡乳液通过雾化设备形成纳米石蜡乳液喷雾，在雾化区通过履带上方和下方的喷嘴喷出，从而吸附在骨料表面，吸附量为再生骨料质量的1.5％。
4)将再生粗骨料自然晾干，即得到改性后的再生骨料。
其中，网格状履带为采用不钢丝编制的网格，网格孔径3.35mm。再生粗骨料尺寸为5mm～40mm，在履带上平铺一层，且颗粒间留有间隙。纳米石蜡乳液中纳米石蜡颗粒的尺寸80nm～125nm。
根据采用JGJ52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GB/T50080中的试验方法，采用再生粗骨料配置再生混凝土，采用PO.42.5水泥，标准砂，水灰比0.5，砂率42％，聚羧酸减水剂减水率25％，掺量1.2％。
改性前后再生粗骨料的吸水率对比：
参照JGJ52所规定的试验方法，分别对改性前后的再生粗骨料的饱和面干吸水率进行测试，测试结果见表1：
表1为饱和面干吸水率对照表
| 实例 | 饱和面干吸水率/％ |
| 基准实例 | 7.3％ |
| 实施例1 | 5.4％ |
| 实施例2 | 4.0％ |
| 实施例3 | 2.8％ |
| 实施例4 | 1.3％ |
改性前后再生骨料混凝土拌和物性能、力学性能与抗渗性性能对比：
参照GB50080中的测试方法测试了骨料改性前后拌和物的坍落度，参照GB50081中的测试方法测试了骨料改性前后混凝土的28天强度，参照GB50082的测试方法测试了骨料改性前后混凝土的抗渗性能，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
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)
1.一种降低再生粗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；
2)将步骤1)中干燥后的再生粗骨料放置在网格状履带上，运输至纳米石蜡乳液雾化区；
3)将纳米石蜡乳液通过雾化设备形成纳米石蜡乳液喷雾，在雾化区通过履带上方和下方的喷嘴喷出，使纳米石蜡乳液吸附在骨料表面；
4)将再生粗骨料自然晾干，即得到改性后的再生骨料。
2.根据权利要求1所述的降低再生粗骨料吸水率的改性方法，其特征在于：所述网格状履带为采用钢丝等丝状线条编制的网格，网格孔径不大于骨料尺寸。
3.根据权利要求1所述的降低再生粗骨料吸水率的改性方法，其特征在于：所述再生粗骨料只在履带上平铺一层，且颗粒间留有间隙。
4.根据权利要求1所述的降低再生粗骨料吸水率的改性方法，其特征在于：所述纳米石蜡乳液中纳米石蜡颗粒的尺寸为40nm～132nm。
5.根据权利要求1所述的降低再生粗骨料吸水率的改性方法，其特征在于：纳米石蜡乳液雾化区为一个封闭的空间。前后端设置有履带通行口，履带正上方和正下方分别设置有乳液雾化喷嘴。
6.根据权利要求1所述的一种降低再生粗骨料吸水率的改性方法，其特征在于：所述骨料上纳米石蜡颗粒吸附质量为再生骨料质量的0.2％～1.5％。
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