CN112110699A - 一种再生骨料混凝土及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混凝土领域，具体公开了一种再生骨料混凝土及其生产方法。再生骨料混凝土包括如下重量份的组分：水泥280‑330份；改性再生骨料1100‑1300份；细砂600‑750份；粉煤灰40‑60份；矿粉80‑100份；水110‑130份；减水剂4‑6份；早强剂2‑3份；憎水剂10‑15份。再生骨料混凝土的生产方法包括如下步骤：S1憎水处理、S2混合。再生骨料经过改性处理，克服原有缺陷，强度大幅提高，可完全替代天然骨料，且再生骨料混凝土的抗压强度高。

Description

一种再生骨料混凝土及其生产方法
技术领域
本发明涉及混凝土的领域，更具体的说，它涉及一种再生骨料混凝土及其生产方法。
背景技术
混凝土是指由胶凝材料和骨料胶结成整体的工程复合材料的统称，常用于房屋建设、道路施工等处，一般水泥作为胶凝材料,砂石作为骨料。随着建筑业的迅速发展，由建筑业产生的建筑垃圾也空前增加，建筑垃圾不仅处理费用高，还引发环境问题。在建筑垃圾中，废弃混凝土的量是最大的，因此再生骨料混凝土的研究也是目前的重要课题。
再生骨料混凝土是一种绿色混凝土，即人们将废弃混凝土仅经裂解、破碎、筛分后制成再生骨料，部分或全部代替天然骨料以配制成再生骨料混凝土。再生骨料混凝土一方面可以解决天然骨料资源紧缺的问题，另一方面解决废弃混凝土对城市环境的污染严重的问题。
但是再生骨料细微裂纹多且表面包裹着一层砂浆，因此再生骨料的吸水率大、强度低，在各方面性能上较天然骨料差。为保证混凝土的性能，再生骨料替代天然骨料的含量受到限制，若再生骨料的替代率超过30%，则再生骨料混凝土的抗压强度有较明显的下降。
发明内容
针对现有技术存在的再生骨料混凝土抗压强度不高的问题，本发明的第一个目的在于提供一种再生骨料混凝土，其具有再生骨料替代率高且混凝土抗压强度高的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种再生骨料混凝土的生产方法。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种再生骨料混凝土，包括如下重量份的组分：
水泥 280-330份；
改性再生骨料 1100-1300份；
细砂 600-750份；
粉煤灰 40-60份；
矿粉 80-100份；
水 110-130份；
减水剂 4-6份；
早强剂 2-3份；
憎水剂 10-15份；
所述改性再生骨料的制备过程如下：
第一步，按重量份计，将100-120份再生骨料浸入3-5mol/L硫酸溶液中，浸泡20-30h，浸泡期间每间隔2-3h搅拌3-5min，浸泡完成后捞出，清水冲洗干净、风干；
第二步，将再生骨料浸入混合砂浆中，搅拌均匀后浸泡10-15min，浸泡完成后捞出，再将再生骨料与8-10份改性竹纤维混合均匀，得到复合料；
第三步，将复合料浸入水玻璃溶液中，浸泡30-40min，浸泡完成后捞出，风干。
通过采用上述技术方案，再生骨料经过酸处理，表面硬化的砂浆被除去，再经砂浆处理，表面均匀包覆一层湿砂浆且裂缝得到填充，接着竹纤维均匀粘附在湿砂浆层上，然后经水玻璃浸泡，水玻璃与水泥砂浆的水化产物发生反应，生成水硬性硅酸钠凝胶，均匀包裹再生骨料且内部填充有大量的竹纤维。再生骨料经过以上处理，克服原有缺陷，强度大幅提高，可完全替代天然骨料，且再生骨料混凝土的抗压强度高。
进一步地，所述混合砂浆包括如下重量份的组分：30-40份水泥粉、3-5份粉煤灰、8-12份矿粉、40-50份水和0.1-0.2份糖钙。
通过采用上述技术方案，其一、再生骨料表面包覆的砂浆层更为密实，对其补强作用明显；其二、糖钙可延缓混合砂浆凝固，便于后续粘附竹纤维，提高竹纤维的附着量。
进一步地，所述改性竹纤维的制备过程如下：
第一步，先将竹纤维浸入盐酸溶液中，持续3-5min后取出水洗、干燥；
第二步，再将8-10份竹纤维、3-4份马来酸酐和50-60份二甲苯混合均匀，升温至140-150℃，持续2-3h，最后经过滤、甲苯洗、丙酮洗、干燥，得到改性竹纤维。
进一步地，所述混合砂浆还包括3-5份水性环氧树脂乳液。
通过采用上述技术方案，其一、砂浆层的防水性能提升，抗渗性好；其二、竹纤维接枝马来酸酐后可与环氧树脂之间化学键合，提高竹纤维的附着量，进而提高竹纤维对于砂浆层的补强增韧作用。
进一步地，所述憎水剂为有机硅憎水剂。
通过采用上述技术方案，再生混凝土的抗渗性能提高。
进一步地，所述早强剂为三乙醇胺。
进一步地，所述减水剂为聚羧酸系减水剂。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种再生骨料混凝土的生产方法，包括如下步骤：
S1憎水处理：按配方所需重量份，先将憎水剂和改性再生骨料混合均匀；
S2混合：再将水泥、经过S1憎水处理的改性再生骨料、细砂、粉煤灰、矿粉、水、减水剂、早强剂混合均匀，得到再生骨料混凝土。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明采用改性再生骨料完全替代天然骨料，一方面具有环保意义，另一方面再生骨料经过改性处理，克服原有缺陷，强度大幅提高，再生骨料混凝土的抗压强度高；
2、本发明中竹纤维经过改性且混合砂浆中添加有水性环氧树脂乳液，使竹纤维的附着量提高，进而提高竹纤维对于再生骨料的补强作用。
附图说明
图1是本发明提供的方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，予以特别说明的是：以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
本发明的实施例采用如下原料：
水泥为42.5级普通硅酸盐水泥；细砂平均粒径0.2mm；粉煤灰为二级；矿粉为S95级；聚羧酸系减水剂的型号为SP409，采购自辽宁科隆精细化工股份有限公司；有机硅憎水剂为甲基硅酸钠，购买自济南启航化工科技有限公司；再生骨料为C30混凝土破碎、除杂、筛分、分级等处理后制得，粒径为5-25mm；竹纤维由毛竹材经粉碎后过100目筛得到；水性环氧树脂乳液的型号为LS265，采购自武汉罗森杰化学科技有限公司。
实施例1：
一种再生骨料混凝土，包括如下重量份的组分：
水泥 280份；
改性再生骨料 1100份；
细砂 600份；
粉煤灰 40份；
矿粉 80份；
水 110份；
聚羧酸系减水剂 4份；
三乙醇胺 2份；
有机硅憎水剂 10份。
改性再生骨料的制备过程如下：
第一步，按重量份计，将100份再生骨料浸入300份3mol/L硫酸溶液中，浸泡20h，浸泡期间每间隔2h搅拌3min，浸泡完成后捞出，清水冲洗干净、风干；
第二步，将经过酸处理的再生骨料浸入200份混合砂浆中，搅拌均匀后浸泡10min，浸泡完成后捞出，再将再生骨料与8份改性竹纤维混合均匀，使改性竹纤维均匀粘附在再生骨料上，得到复合料；
第三步，将复合料浸入200份5wt%水玻璃溶液中，浸泡30min，浸泡完成后捞出，依次风干、水洗、风干。
混合砂浆的制备过程如下：将30份水泥粉、3份粉煤灰、8份矿粉、3份水性环氧树脂乳液、40份水和0.1份糖钙混合均匀即可。
改性竹纤维的制备过程如下：
第一步，先将竹纤维浸入5wt%盐酸溶液中，持续3min后取出水洗、干燥；
第二步，再将8份经过酸处理的竹纤维、3份马来酸酐和50份二甲苯混合均匀，升温至140℃，持续2h，最后经过滤、甲苯洗、丙酮洗、烘干，得到改性竹纤维。
一种再生骨料混凝土的生产方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1憎水处理：按上述配方所需重量份，先使用喷雾器，将有机硅憎水剂均匀喷在改性再生骨料表面；
S2混合：再将水泥、经过S1憎水处理的改性再生骨料、细砂、粉煤灰、矿粉、水、减水剂、早强剂混合均匀，得到再生骨料混凝土。
实施例2：
一种再生骨料混凝土，包括如下重量份的组分：
水泥 330份；
改性再生骨料 1300份；
细砂 750份；
粉煤灰 60份；
矿粉 100份；
水 130份；
聚羧酸系减水剂 6份；
三乙醇胺 3份；
有机硅憎水剂 15份。
改性再生骨料的制备过程如下：
第一步，按重量份计，将120份再生骨料浸入300份5mol/L硫酸溶液中，浸泡30h，浸泡期间每间隔3h搅拌5min，浸泡完成后捞出，清水冲洗干净、风干；
第二步，将经过酸处理的再生骨料浸入200份混合砂浆中，搅拌均匀后浸泡15min，浸泡完成后捞出，再将再生骨料与10份改性竹纤维混合均匀，使改性竹纤维均匀粘附在再生骨料上，得到复合料；
第三步，将复合料浸入200份5wt%水玻璃溶液中，浸泡40min，浸泡完成后捞出，依次风干、水洗、风干。
混合砂浆的制备过程如下：将40份水泥粉、5份粉煤灰、12份矿粉、5份水性环氧树脂乳液、50份水和0.2份糖钙混合均匀即可。
改性竹纤维的制备过程如下：
第一步，先将竹纤维浸入5wt%盐酸溶液中，持续5min后取出水洗、干燥；
第二步，再将10份经过酸处理的竹纤维、4份马来酸酐和60份二甲苯混合均匀，升温至150℃，持续3h，最后经过滤、甲苯洗、丙酮洗、烘干，得到改性竹纤维。
一种再生骨料混凝土的生产方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1憎水处理：按上述配方所需重量份，先使用喷雾器，将有机硅憎水剂均匀喷在改性再生骨料表面；
S2混合：再将水泥、经过S1憎水处理的改性再生骨料、细砂、粉煤灰、矿粉、水、减水剂、早强剂混合均匀，得到再生骨料混凝土。
实施例3：
一种再生骨料混凝土，包括如下重量份的组分：
水泥 300份；
改性再生骨料 1200份；
细砂 700份；
粉煤灰 50份；
矿粉 90份；
水 120份；
聚羧酸系减水剂 5份；
三乙醇胺 2.5份；
有机硅憎水剂 12份。
改性再生骨料的制备过程如下：
第一步，按重量份计，将110份再生骨料浸入300份4mol/L硫酸溶液中，浸泡25h，浸泡期间每间隔2.5h搅拌4min，浸泡完成后捞出，清水冲洗干净、风干；
第二步，将经过酸处理的再生骨料浸入200份混合砂浆中，搅拌均匀后浸泡12min，浸泡完成后捞出，再将再生骨料与9份改性竹纤维混合均匀，使改性竹纤维均匀粘附在再生骨料上，得到复合料；
第三步，将复合料浸入200份5wt%水玻璃溶液中，浸泡35min，浸泡完成后捞出，依次风干、水洗、风干。
混合砂浆的制备过程如下：将35份水泥粉、4份粉煤灰、10份矿粉、4份水性环氧树脂乳液、45份水和0.15份糖钙混合均匀即可。
改性竹纤维的制备过程如下：
第一步，先将竹纤维浸入5wt%盐酸溶液中，持续4min后取出水洗、干燥；
第二步，再将9份经过酸处理的竹纤维、3.5份马来酸酐和55份二甲苯混合均匀，升温至145℃，持续2.5h，最后经过滤、甲苯洗、丙酮洗、烘干，得到改性竹纤维。
一种再生骨料混凝土的生产方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1憎水处理：按上述配方所需重量份，先使用喷雾器，将有机硅憎水剂均匀喷在改性再生骨料表面；
S2混合：再将水泥、经过S1憎水处理的改性再生骨料、细砂、粉煤灰、矿粉、水、减水剂、早强剂混合均匀，得到再生骨料混凝土。
实施例4：
与实施例3的区别在于，再生骨料混凝土不包括有机硅憎水剂。
实施例5
与实施例3的区别在于，混合砂浆不包括水性环氧树脂乳液。
实施例6：
与实施例3的区别在于，竹纤维等质量替换改性竹纤维。
对比例1：
与实施例3的区别在于，天然骨料等质量替换全部改性再生骨料，天然骨料为粒径5-25mm的碎石。
对比例2：
与实施例3的区别在于，再生骨料等质量替换全部改性再生骨料。
对比例3：
与实施例3的区别在于，改性再生骨料的制备过程不包括第三步。
对比例4：
与实施例3的区别在于，改性再生骨料的制备过程中未添加改性竹纤维。
对比例5：
与实施例3的区别在于，改性再生骨料的制备过程中未添加改性竹纤维，再生骨料混凝土制备过程中添加100份改性竹纤维。
性能测试：
参照GB/T 50081-2016《普通混凝土力学性能试验方法标准》中记载的方法，对实施例1-6、对比例1-5的再生骨料混凝土进行测试，测试其抗压强度，养护龄期28d，所得结果见表1。
参照GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中记载的逐级加压法，对实施例1-6、对比例1-5的再生骨料混凝土进行测试，测试其抗渗性能，得到最大水压力，所得结果见表1。
表1 再生骨料混凝土测试结果记录表
抗压强度/MPa 抗渗性/MPa
实施例1 41.7 1.2
实施例2 42.1 1.2
实施例3 42.4 1.2
实施例4 42.3 0.6
实施例5 37.3 1.0
实施例6 36.2 1.1
对比例1 42.1 0.8
对比例2 27.5 0.5
对比例3 34.2 0.8
对比例4 32.1 1.1
对比例5 34.5 1.1
从表1可以看出：
1、实施例1-3、对比例1-2的测试结果对比可得，本发明制得的混凝土抗压强度高、抗渗性好，再生骨料经过改性，可实现完全替代天然骨料；
2、实施例3和实施例4的测试结果对比可得，有机硅憎水剂可有效提高混凝土的抗渗性能；
3、实施例3和实施例5的测试结果对比可得，水性环氧树脂乳液一方面可以提高改性竹纤维的附着量，进而提高改性竹纤维的补强效果，另一方面可提高再生骨料表面砂浆的防水抗渗性能；
4、实施例3和实施例6的测试结果对比可得，竹纤维经过改性，表面活性基团增多，可与环氧树脂基团结合，进而更容易附着在再生骨料表面，提高表面砂浆层的密实性；
5、实施例3和对比例3的测试结果对比可得，水玻璃与砂浆层反应后可提高砂浆层的强度；
6、实施例3和对比例4-5的测试结果对比可得，竹纤维置于再生骨料的砂浆层中更有效地提高了混凝土的抗压强度。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种再生骨料混凝土，其特征在于，包括如下重量份的组分：
水泥 280-330份；
改性再生骨料 1100-1300份；
细砂 600-750份；
粉煤灰 40-60份；
矿粉 80-100份；
水 110-130份；
减水剂 4-6份；
早强剂 2-3份；
憎水剂 10-15份；
所述改性再生骨料的制备过程如下：
第一步，按重量份计，将100-120份再生骨料浸入3-5mol/L硫酸溶液中，浸泡20-30h，浸泡期间每间隔2-3h搅拌3-5min，浸泡完成后捞出，清水冲洗干净、风干；
第二步，将再生骨料浸入混合砂浆中，搅拌均匀后浸泡10-15min，浸泡完成后捞出，再将再生骨料与8-10份改性竹纤维混合均匀，得到复合料；
第三步，将复合料浸入水玻璃溶液中，浸泡30-40min，浸泡完成后捞出，风干。
2.根据权利要求1所述的一种再生骨料混凝土，其特征在于：所述混合砂浆包括如下重量份的组分：30-40份水泥粉、3-5份粉煤灰、8-12份矿粉、40-50份水和0.1-0.2份糖钙。
3.根据权利要求2所述的一种再生骨料混凝土，其特征在于：所述改性竹纤维的制备过程如下：
第一步，先将竹纤维浸入盐酸溶液中，持续3-5min后取出水洗、干燥；
第二步，再将8-10份竹纤维、3-4份马来酸酐和50-60份二甲苯混合均匀，升温至140-150℃，持续2-3h，最后经过滤、甲苯洗、丙酮洗、干燥，得到改性竹纤维。
4.根据权利要求3所述的一种再生骨料混凝土，其特征在于：所述混合砂浆还包括3-5份水性环氧树脂乳液。
5.根据权利要求1所述的一种再生骨料混凝土，其特征在于：所述憎水剂为有机硅憎水剂。
6.根据权利要求1所述的一种再生骨料混凝土，其特征在于：所述早强剂为三乙醇胺。
7.根据权利要求1所述的一种再生骨料混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸系减水剂。
8.一种权利要求1至7任一项所述的再生骨料混凝土的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1憎水处理：按配方所需重量份，先将憎水剂和改性再生骨料混合均匀；
S2混合：再将水泥、经过S1憎水处理的改性再生骨料、细砂、粉煤灰、矿粉、水、减水剂、早强剂混合均匀，得到再生骨料混凝土。
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