CN112390582B - 一种应用再生混凝土骨料的混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及混凝土的领域，具体公开了一种应用再生混凝土骨料的混凝土及其制备方法。混凝土包括异丁烯醇聚氧乙烯醚6‑9份；环氧乙酰亚麻油酸甲酯2‑4份；再生粗集料1700‑1950份；再生细集料20‑200份；再生水泥150‑170份；水140‑163份。其制备方法为：步骤1），取异丁烯醇聚氧乙烯醚和环氧乙酰亚麻油酸甲酯混合，加热至62‑66℃，获得第一混合物；步骤2），取再生水泥和再生细集料一起加入再生粗集料中，混合均匀，获得第二混合物；步骤3），取水和第一混合物一起加入第二混合物中，混合均匀，获得混凝土。本申请可以提高应用再生混凝土骨料的混凝土的抗冻性。
Description
技术领域
本申请涉及混凝土技术领域，更具体地说，它涉及一种应用再生混凝土骨料的混凝土及其制备方法。
背景技术
随着我国城镇化进程的发展，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。因此，生产和利用再生混凝土骨料对于节约资源、保护环境和实现建筑业的可持续发展具有重要意义。
应用再生混凝土骨料的混凝土是指将废弃的混凝土块经过破碎、清洗、分级后，得到再生混凝土骨料，再按一定比例与级配混合，部分或全部代替砂石等天然集料(主要是粗集料)，加入再生水泥、水等配而成的新混凝土。
仅仅通过简单破碎和筛分工艺制备的再生混凝土骨料颗粒棱角多、表面粗糙，组分中还含有硬化再生水泥再生砂浆，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，导致再生混凝土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。
针对上述中的相关技术，发明人认为这种再生混凝土骨料制备的混凝土水量较大、硬化后的强度低、弹性模量低，导致混凝土的抗冻性较低，致使严寒地带的水土建筑物发生冻融破坏现象，降低了混凝土的质量，不利于混凝土的推广应用。
发明内容
为了提高混凝土的抗冻性，本申请提供一种应用再生混凝土骨料的混凝土及其制备方法。
本申请提供的一种应用再生混凝土骨料的混凝土及其制备方法，采用如下的技术方案：
一种应用再生混凝土骨料的混凝土，由包括以下质量份数的原料制成：
异丁烯醇聚氧乙烯醚6-9份；
环氧乙酰亚麻油酸甲酯2-4份；
再生粗集料1700-1950份；
再生细集料20-200份；
再生水泥150-170份；
水140-163份。
通过采用上述技术方案，通过加入异丁烯醇聚氧乙烯醚，对再生水泥颗粒有分散作用，能在维持混凝土坍塌落度基本不变的条件下，改善混凝土拌合物的流动性，减少拌合用水量。
通过加入环氧乙酰亚麻油酸甲酯，能够改善混凝土的和易性，有效改善混凝土毛细孔结构，同时析出凝胶，堵塞混凝土内部毛细孔通道，从而提高混凝土抗渗防水功能。
通过加入再生粗集料，在混凝土承受压荷载时，其内部由再生粗集料传递应力，当混凝土在外荷载作用下发生破坏时，裂缝很难贯穿再生粗集料而是绕过再生粗集料在骨料周围出现，从而提高混凝土的强度。再生粗集料还可以提高混凝土的弹性模量，减小荷载作用下混凝土的变形，使得混凝土体积稳定性和耐久性更好。
通过加入再生细集料，再生细集料能够填充再生粗集料之间的缝隙，增加混凝土的强度。
通过异丁烯醇聚氧乙烯醚、环氧乙酰亚麻油酸甲酯以特定的比例配合，可以减少混凝土的孔隙率并且提高混凝土的强度，减缓低温下混凝土的弹性形变，从而提高混凝土的抗冻性能。
优选的，所述混凝土的原料还包括以下质量份数的组分：
水分蒸发抑制剂1-5份。
通过采用上述技术方案，在混凝土施工过程中，水分蒸发抑制剂可以减少混凝土表面水分的蒸发，使得水分蒸发速率低于沁水速率，减缓混凝土表面开裂、发粘。水分蒸发抑制剂可以采用丙烯酸乳液、丙三醇、脂肪醇、脂肪醇聚氧乙烯醚。
优选的，所述混凝土的原料还包括以下质量份数的组分：
阻锈剂6-7份。
通过采用上述技术方案，阻锈剂能够有效提高混凝土抗硫酸盐侵蚀的性能，起到抑制其泵张破坏的作用，从而提高混凝土结构耐久性，可以广泛应用于沿海港口、海水渗入区等不良地质区域和海洋水域的钢筋混凝土结构。阻锈剂可以采用亚硝酸钙、苯并三唑、六偏磷酸钠、聚丙烯酸铵、2-胺基-6(2-羟基苯亚甲基胺)己酸。
优选的，所述混凝土的原料还包括以下质量份数的组分：
泵送剂4-9份。
通过采用上述技术方案，泵送剂能大大提高混凝土拌合物的流动性，并能较长时间保持混凝土流动性，能使混凝土经过压力输送后仍保持良好的和易性，减缓离析和沁水。泵送剂可以采用葡萄糖酸钠、酒石酸钾钠、碳酸甘油酯。
优选的，所述混凝土的原料还包括以下质量份数的组分：
引气剂2-4份。
通过采用上述技术方案，引气剂能够引入一定量的微小封闭气泡，减缓冻胀应力，调节混凝土凝结硬化性能和气体含量，改善混凝土耐久性和新拌混凝土的流变性能。引气剂可以采用烷基磺酸钠、季戊四醇、新戊二醇。
优选的，所述混凝土的原料还包括以下质量份数的组分：
缓凝剂5-6份。
通过采用上述技术方案，缓凝剂可以延缓混凝土初凝和终凝时间而不影响混凝土后期强度。
优选的，所述缓凝剂包括以下质量份数的组分：
磷酸二氢钾3-8份；
柠檬酸钠4-7份。
通过采用上述技术方案，通过加入磷酸二氢钾，可以减少塌落度损失，保证混凝土正常运输和泵送施工，提高工作效率，减少材料浪费。
通过加入柠檬酸钠，降低混凝土绝对温升，延迟温峰出现时间，有效减缓混凝土温度应力裂缝的产生，从而提高混凝土的抗压、抗拉性能。
通过磷酸二氢钾与柠檬酸钠以特定的比例配合，能够推迟再生水泥水化反应，延长混凝土凝结时间，使得新拌混凝土在较长时间内保持塑性，方便浇注，提高施工效率，同时不会对混凝土后期各项性能造成不良影响。
优选的，所述混凝土的原料还包括以下质量份数的组分：
聚(β-氨基丙酸)5-7份。
通过采用上述技术方案，聚(β-氨基丙酸)可以减少混凝土拌合用水量，从而减少混凝土中的成冰量，并使冰晶粒度细小且均匀分散，减少对混凝土的破坏应力，聚(β-氨基丙酸)与异丁烯醇聚氧乙烯醚、环氧乙酰亚麻油酸甲酯相互配合，可以改变混凝土液相浓度，能够降低混凝土的冰点,保证混凝土在负温下有液相存在,使再生水泥仍能继续水化，从而能够促进混凝土的防冻性能，减缓冬季温度较低时的冻融作用。
优选的，应用再生混凝土骨料的混凝土的制备方法的制备方法包括以下步骤：
步骤1)，取异丁烯醇聚氧乙烯醚和环氧乙酰亚麻油酸甲酯加入水中，加热至62-66℃，获得第一混合物；
步骤2)，取再生水泥、再生细集料、再生粗集料加入第一混合物中，混合均匀，获得混凝土。
通过采用上述技术方案，通过将异丁烯醇聚氧乙烯醚和环氧乙酰亚麻油酸甲酯混合加热，使得各组分在加热过程中混合分布更为均匀。
优选的，应用再生混凝土骨料的混凝土的制备方法的制备方法包括以下步骤：
所述步骤1)中，取水分蒸发抑制剂、泵送剂、引气剂、磷酸二氢钾、柠檬酸钠、聚(β-氨基丙酸)与异丁烯醇聚氧乙烯醚一起加入第一混合物中，混合均匀；
所述步骤2)中，取阻锈剂和缓凝剂与再生水泥一起加入第一混合物中，混合均匀。
通过采用上述技术方案，各组分混合均匀，形成稳定的状态，更好的发挥各组分的效果。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用异丁烯醇聚氧乙烯醚与环氧乙酰亚麻油酸甲酯以特定的比例配合，可以减少混凝土的孔隙率并且提高混凝土的强度，从而提高混凝土在低温下的抗冻性能。
2、本申请中优选采用聚(β-氨基丙酸)与异丁烯醇聚氧乙烯醚、环氧乙酰亚麻油酸甲酯相互配合，可以改变混凝土液相浓度，能够降低混凝土的冰点，保证混凝土在负温下有液相存在,使再生水泥仍能继续水化，从而能够促进混凝土的防冻性能，减缓冬季温度较低时的冻融作用。
3、本申请中优选采用磷酸二氢钾与柠檬酸钠以特定的比例配合，能够推迟再生水泥水化反应，延长混凝土凝结时间，使得新拌混凝土在较长时间内保持塑性，方便浇注，从而提高施工效率。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
以下实施例及比较例中各原料组分的来源信息详见表1
表1
实施例1-3：一种应用再生混凝土骨料的混凝土，包括以下组分：
异丁烯醇聚氧乙烯醚、环氧乙酰亚麻油酸甲酯、再生粗集料、再生细集料、再生水泥、水。
再生粗集料为再生砂与再生石的复配。
再生细集料为再生粉煤灰、再生矿粉的一种或两种的复配。
实施例1-3中，各组分的投入量(单位Kg)详见表2
表2
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 异丁烯醇聚氧乙烯醚 | 6 | 7 | 9 |
| 环氧乙酰亚麻油酸甲酯 | 2 | 3 | 4 |
| 再生砂 | 780 | 865 | 950 |
| 再生石 | 920 | 960 | 1000 |
| 再生粉煤灰 | 0 | 62 | 125 |
| 再生矿粉 | 20 | 47 | 75 |
| 再生水泥 | 150 | 160 | 170 |
实施例1-3的应用再生混凝土骨料的混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤1)，取异丁烯醇聚氧乙烯醚、环氧乙酰亚麻油酸甲酯与水一起加入第一搅拌机中，加热至64℃，转速200r/min，持续搅拌30min，获得第一混合物；
步骤2)，在第一混合物中，根据配方选择再生水泥、再生砂、再生石、再生粉煤灰、再生矿粉一起加入第一搅拌机中，转速200r/min，持续搅拌30min，获得混凝土。
实施例4
一种应用再生混凝土骨料的混凝土，与实施例2相比，区别仅在于：
步骤1)中，取异丁烯醇聚氧乙烯醚、环氧乙酰亚麻油酸甲酯与水一起加入第一搅拌机中，加热至62℃。
实施例5
一种应用再生混凝土骨料的混凝土，与实施例2相比，区别仅在于：
步骤1)中，取异丁烯醇聚氧乙烯醚、环氧乙酰亚麻油酸甲酯与水一起加入第一搅拌机中，加热至66℃。
实施例6-8
一种应用再生混凝土骨料的混凝土，与实施例2相比，区别仅在于：
混凝土的组分还包括缓凝剂。
缓凝剂为磷酸二氢钾与柠檬酸钠的复配。
实施例6-8中，各组分的投入量(单位Kg)详见表3
表3
| 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | |
| 磷酸二氢钾 | 3 | 5 | 8 |
| 柠檬酸钠 | 4 | 6 | 7 |
在步骤1)磷酸二氢钾、柠檬酸钠与异丁烯醇聚氧乙烯醚一起加入第一搅拌机中。
实施例9-11
一种应用再生混凝土骨料的混凝土，与实施例2相比，区别仅在于：
混凝土的组分还包括聚(β-氨基丙酸)。
实施例9-11中，各组分的投入量(单位Kg)详见表4
表4
| 实施例9 | 实施例10 | 实施11 | |
| 聚(β-氨基丙酸) | 5 | 6 | 7 |
在步骤1)聚(β-氨基丙酸)与异丁烯醇聚氧乙烯醚一起加入第一搅拌机中。
实施例12-14
一种应用再生混凝土骨料的混凝土，与实施例2相比，区别仅在于：
混凝土的组分还包括水分蒸发抑制剂、阻锈剂、泵送剂与引气剂。
水分蒸发抑制剂为丙烯酸乳液与丙三醇的复配；
阻锈剂为亚硝酸钙；
泵送剂为葡萄糖酸钠；
引气剂为烷基磺酸钠。
实施例12-14中，各组分的投入量(单位Kg)详见表5
表5
| 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | |
| 异丁烯醇聚氧乙烯醚 | 7 | 7 | 7 |
| 环氧乙酰亚麻油酸甲酯 | 3 | 3 | 3 |
| 再生砂 | 865 | 865 | 865 |
| 再生石 | 960 | 960 | 960 |
| 再生粉煤灰 | 62 | 62 | 62 |
| 再生矿粉 | 47 | 47 | 47 |
| 再生水泥 | 160 | 160 | 160 |
| 磷酸二氢钾 | 5 | 5 | 5 |
| 柠檬酸钠 | 6 | 6 | 6 |
| 聚(β-氨基丙酸) | 6 | 6 | 6 |
| 丙烯酸乳液 | 0.5 | 1.5 | 2.5 |
| 丙三醇 | 0.5 | 1.5 | 2.5 |
| 亚硝酸钙 | 6 | 6 | 7 |
| 葡萄糖酸钠 | 4 | 6 | 9 |
| 烷基磺酸钠 | 2 | 3 | 4 |
在步骤1)丙烯酸乳液、丙三醇、葡萄糖酸钠、烷基磺酸钠与异丁烯醇聚氧乙烯醚一起加入第一搅拌机中。
在步骤2)亚硝酸钙、磷酸二氢钾、柠檬酸钠与异丁烯醇聚氧乙烯醚一起加入第一搅拌机中。
比较例1
与实施例2相比，区别仅在于：
步骤1)中，采用细再生石等量代替异丁烯醇聚氧乙烯醚与环氧乙酰亚麻油酸甲酯。
比较例2
与实施例2相比，区别仅在于：
步骤1)中，采用细再生石等量代替异丁烯醇聚氧乙烯醚。
比较例3
与实施例2相比，区别仅在于：
步骤1)中，采用细再生石等量代替环氧乙酰亚麻油酸甲酯。
比较例4
与实施例2相比，区别仅在于：
步骤1)中，采用氯化钙等量代替异丁烯醇聚氧乙烯醚，采用氯化钠等量代替环氧乙酰亚麻油酸甲酯。
实验1
取各实施例及比较例制备所得的混凝土，试件面积100mm*100m*400m，将试件放在20±2℃的饱和石灰水浸泡，水面至少高出试件20mm，浸泡4d后进行冻融试验。
浸泡完毕，取出试件，用湿布擦去表面水分，按T0564《水泥混凝土动弹性模量试验方法(共振仪法)》，使用动弹性模量测试仪(TD564-3型，泰鼎恒业有限公司)测定混凝土的横向基频，记为t0,并称其质量，记为m0,作为评定抗冻性的起始值。
将试件放入橡胶试件盒，加入清水，使其没过试件面约1mm-3mm，将装有试件的试件盒放入冻融试验箱的试件架中。每隔25次冻融循环对试件进行一侧横向基频的测试并称重。测试时，小心将试件从试件盒中取出，冲洗干净，擦去表面水，进行称重及横向基频的测定。测试完毕后，将试件调头重新装入试件盒中，注入清水，继续试验。冻融试验到达以下三种情况中的任何一种时，即可停止试验：(1)冻融至300次循环。(2)试件的相对动弹性模量下降至60％以下。(3)试件的质量损失率达5％。冻融n次循环后试件的横向基频记为tn，试件质量为mn。
经过n次冻融循环后试件的相对动弹性模量P＝(tn 2/t0 2)*100,质量变化率Wn＝[(m0-mn)/m0]*100，以3个试件的平均值为试验结果，结果精确至0.1％。
实验2
测试前，调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时，指针对准零点。在温度为20℃的条件下，取各实施例及比较例制备所得的混凝土，重量为5kg，在湿气养护箱至加水后30min时进行第一次测定。测定时，从湿气养护箱中取出试模放到试针下，降低试针与混凝土表面接触，拧紧螺丝2s后，突然放松，试针垂直自由地沉入混凝土净降。观察试针停止下沉时指针的读数，当试针沉至距底板4mm时，为混凝土达到初凝状态，由混凝土全部加入水中至初凝状态的时间为混凝土的初凝时间，记为t1。在完成初凝时间测试后，立即将试模以平移的方式从玻璃板取下，当试针沉入混凝土0.5mm时，即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时，为混凝土达到终凝状态，由混凝土全部加入水中至初凝状态的时间为混凝土的终凝时间，记为t2。
实验1-2的检测数据详见表6
表6
根据表6中比较例2与比较例1的数据对比可得，加入异丁烯醇聚氧乙烯醚，相对动弹性模量、质量变化率无明显变化，证明异丁烯醇聚氧乙烯醚对混凝土的抗冻性能无明显影响。
根据表6中比较例3与比较例1的数据对比可得，加入环氧乙酰亚麻油酸甲酯，相对动弹性模量、质量变化率无明显变化，证明环氧乙酰亚麻油酸甲酯对混凝土的抗冻性能无明显影响。
根据表6中比较例4与比较例1的数据对比可得，加入氯化钙和氯化钠，相对动弹性模量和质量变化率降低，证明氯化钙和氯化钠使得混凝土弹性形变减小，可以提高混凝土的抗冻性能。
根据表6中实施例2与比较例1的数据对比可得，加入异丁烯醇聚氧乙烯醚与环氧乙酰亚麻油酸甲酯，相对动弹性模量和质量变化率明显降低，混凝土的动弹性模量变化和质量变化较小，证明异丁烯醇聚氧乙烯醚与环氧乙酰亚麻油酸甲酯能够较大提高对混凝土的抗冻性。
结合表6中比较例4与实施例2的数据对比可得，加入异丁烯醇聚氧乙烯醚与环氧乙酰亚麻油酸甲酯后的相对动弹性模量和质量变化率更低，混凝土能经受多次冻融循环作用而不破坏，证明异丁烯醇聚氧乙烯醚与环氧乙酰亚麻油酸甲酯的配合使得混凝土的抗冻性能效果更好。
根据表6中实施例9-11与实施例2的数据对比可得，加入聚(β-氨基丙酸)，相对动弹性模量和质量变化率进一步降低，混凝土无明显损坏和剥落，证明聚(β-氨基丙酸)可以进一步增强混凝土的抗冻性能。
根据表6中实施例6-8与实施例2的数据对比可得，加入缓凝剂，初凝时间、终凝时间延长，证明缓凝剂可以延长混凝土凝结时间，并且初凝时间和终凝时间的时间差也延长，使得新拌混凝土在较长时间内保持塑性，方便浇注，从而提高施工效率。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，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，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (4)
1.一种应用再生混凝土骨料的混凝土，其特征在于：所述混凝土包括以下质量份数的原料：
异丁烯醇聚氧乙烯醚6-9份；
环氧乙酰亚麻油酸甲酯2-4份；
再生粗集料1700-1950份；
再生细集料20-200份；
再生水泥150-170份；
水140-163份；
所述混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤1），取异丁烯醇聚氧乙烯醚和环氧乙酰亚麻油酸甲酯加入水中，加热至62-66℃，获得第一混合物；
步骤2），取再生水泥、再生细集料、再生粗集料加入第一混合物中，混合均匀，获得混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种应用再生混凝土骨料的混凝土，其特征在于：所述混凝土的原料还包括以下质量份数的组分：
水分蒸发抑制剂1-5份；
阻锈剂6-7份；
泵送剂4-9份；
引气剂2-4份。
3.根据权利要求1所述的一种应用再生混凝土骨料的混凝土，其特征在于：所述混凝土的原料还包括以下质量份数的组分：
缓凝剂5-6份；
所述缓凝剂包括以下质量份数的组分：
磷酸二氢钾3-8份；
柠檬酸钠4-7份。
4.根据权利要求1所述的一种应用再生混凝土骨料的混凝土，其特征在于：所述混凝土的原料还包括以下质量份数的组分：
聚(β-氨基丙酸)5-7份。
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