CN112430026A - 一种基于废弃混凝土的再生混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于废弃混凝土的再生混凝土及其制备方法，该再生混凝土包括以下质量百分含量组分：废弃混凝土22‑35%、水泥20‑35%、骨料20‑40%、高效减水剂3‑5%、改性剂2‑4%，本发明通过合理的原料选配和针对性的工艺优化，组分间辅配协作效果强，产品性能稳定性提高了一倍以上，减水率高，保坍型和易性也具有显著的改善，28d抗压强度可达60MPa以上。

Description

一种基于废弃混凝土的再生混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种基于废弃混凝土的再生混凝土及其制备方法。

背景技术

再生混凝土是指将废弃的混凝土块经过破碎、清洗、分级后，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)，再加入水泥、水等配而成的新混凝土。再生混凝土按集料的组合形式可以有以下几种情况：集料全部为再生集料；粗集料为再生集料、细集料为天然砂；粗集料为天然碎石或卵石、细集料为再生集料;再生集料替代部分粗集料或细集料。

将废混凝土作为再生骨料开发利用，一方面解决了大量废弃混凝土处理困难以及由此造成的生态环境日益恶化等问题；另一方面可以减少建筑业对天然骨料的消耗，从而减少对细骨料石的开采，从根本上解决了天然骨料日益匮乏和大量砂石开釆对生态环境的破坏问题，综合效益显著。

众所周知，混凝土的强度取决于水泥石强度、骨料强度和水泥石与骨料的界面粘结强度。对普通混凝土而言，在所有影响强度的这些因素中，骨料中的粗骨料与水泥石的界面粘结强度对混凝土的强度起决定性作用。此外，由于骨料自身强度一般较高，因此其对混凝土强度的影响可以不予考虑，但是当骨料本身不够坚硬时，偶尔也发生骨料自身的破坏，因此骨料的强度也要予以考虑。尤其对于配制掺有再生骨料的混凝土，尽管普通骨料有足够高的强度，但因为再生骨料的掺入，其破坏形态与再生骨料和水泥石的界面过渡区以及再生骨料自身强度有密不可分的联系。

实际上，再生骨料用于混凝土制备再生骨料混凝土时，因再生骨料表面多孔的特性，导致再生骨料具有较高的吸水率，虽然再生骨料吸水后，再生骨料与水泥石的界面区水化产物有充分水化的条件，但由于较大的充水空间，导致水化产物在界面区不密实，且较为宽厚，这些因素的存在影响了再生骨料混凝土的强度，由于再生骨料内部存在微裂缝及初始损伤，也可引起再生混凝土强度的下降。关于再生骨料高吸水的特征及自身缺陷对强度的影响行为，目前难从微观结构上描述清楚。因此，在配制再生骨料混凝土时，尤其是在利用低品质再生骨料制备再生骨料混凝土时，合理的实行配合比设计对其性能具有重要的影响。

现有技术中，采用再生骨料配制再生骨料混凝土时，配合设计比一般采用JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》，而该标准只是针对普通骨料的混凝土设计，对于再生骨料，特别是低品质再生骨料配制的混凝土，由于再生骨料的特殊性，按照该标准设计的配合比，在配制强度、用水量、混凝土标准差等，特别是加入了再生微粉，不能设计出合适的配合比。因此，需要进一步研制出新的用于混凝土的再生骨料配方，以减轻添加再生骨料对混凝土工作性能、力学性能、耐久性等性能的影响，甚至提高混凝土的性能数据，拓展原材料的应用范围，提高综合效益。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种基于废弃混凝土的再生混凝土及其制备方法，通过合理的原料选配和针对性的工艺优化，组分间辅配协作效果强，产品性能稳定性提高了一倍以上，减水率高，保坍型和易性也具有显著的改善，28d抗压强度可达60MPa以上。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种基于废弃混凝土的再生混凝土，包括以下质量百分含量组分：废弃混凝土22-35%、水泥20-35%、骨料20-40%、高效减水剂3-5%、改性剂2-4%。

作为本发明的进一步优化，基于废弃混凝土的再生混凝土，包括以下质量百分含量组分：废弃混凝土25-28%、水泥27-35%、骨料30-35%、高效减水剂3-5%、改性剂3-4%。

作为本发明的进一步优化，水泥采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥中的一种或一种以上组合物。

作为本发明的进一步优化，骨料包括质量比1:1.5的细骨料、粗骨料，细骨料选自河沙、矿粉、硅粉中的一种或一种以上组合物，粗骨料选自煤矸石、矿粉、膨胀蛭石中的一种或一种以上组合物。

作为本发明的进一步优化，高效减水剂选自木质素磺酸钙减水剂、三聚氰胺高效减水剂和脂肪族高效减水剂中的一种或一种以上组合物。

作为本发明的进一步优化，改性剂包括以下重量份数组分，硅烷偶联剂4-8份、纳米二氧化硅15-18份、石膏粉5-10份、聚乙烯吡咯烷酮5-6份、水20-30份。

作为本发明的进一步优化，基于废弃混凝土的再生混凝土，制备方法为：

1）将废弃混凝土破碎后，依次进行酸洗、水洗、碱洗、水洗，烘干后与改性剂共混，改性处理；

2）将步骤1）改性处理的废弃混凝土与骨料共混，加入适量拌合水，450rpm搅拌混合10-20min，得混料；

3）将混料与水泥、高效减水剂共混，再添加适量拌合水，搅拌混匀即得。

作为本发明的进一步优化，步骤1）中改性处理为惰性气氛、75-90℃并600-800rpm不断搅拌10-20min。

由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：

本发明通过合理的原料选配和针对性的工艺优化，组分间辅配协作效果强，产品性能稳定性提高了一倍以上，减水率高，保坍型和易性也具有显著的改善，28d抗压强度可达60MPa以上。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种基于废弃混凝土的再生混凝土，包括以下质量百分含量组分：废弃混凝土35%、水泥35%、高效减水剂4%、改性剂4%、骨料余量。

水泥采用硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥组合物。

骨料包括质量比1:1.5的细骨料、粗骨料，细骨料选自河沙、矿粉、硅粉组合物，粗骨料选自煤矸石、矿粉组合物。

高效减水剂选自脂肪族高效减水剂。

改性剂包括以下重量份数组分，硅烷偶联剂6份、纳米二氧化硅15份、石膏粉8份、聚乙烯吡咯烷酮6份、水22份。

基于废弃混凝土的再生混凝土，制备方法为：

1）将废弃混凝土破碎后，依次进行酸洗、水洗、碱洗、水洗，烘干后与改性剂共混，改性处理，改性处理为惰性气氛、90℃并700rpm不断搅拌10min；

2）将步骤1）改性处理的废弃混凝土与骨料共混，加入适量拌合水，450rpm搅拌混合20min，得混料；

3）将混料与水泥、高效减水剂共混，再添加适量拌合水，搅拌混匀即得。

实施例2：

一种基于废弃混凝土的再生混凝土，包括以下质量百分含量组分：废弃混凝土25%、水泥30%、高效减水剂4%、改性剂2%、骨料余量。

水泥采用硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥组合物。

骨料包括质量比1:1.5的细骨料、粗骨料，细骨料选自河沙、矿粉、硅粉组合物，粗骨料选自煤矸石、矿粉组合物。

高效减水剂选自三聚氰胺高效减水剂和脂肪族高效减水剂组合物。

改性剂包括以下重量份数组分，硅烷偶联剂8份、纳米二氧化硅5份、石膏粉10份、聚乙烯吡咯烷酮5份、水20份。

基于废弃混凝土的再生混凝土，制备方法为：

1）将废弃混凝土破碎后，依次进行酸洗、水洗、碱洗、水洗，烘干后与改性剂共混，改性处理，改性处理为惰性气氛、80℃并700rpm不断搅拌20min；

2）将步骤1）改性处理的废弃混凝土与骨料共混，加入适量拌合水，450rpm搅拌混合20min，得混料；

3）将混料与水泥、高效减水剂共混，再添加适量拌合水，搅拌混匀即得。

实施例3：

一种基于废弃混凝土的再生混凝土，包括以下质量百分含量组分：废弃混凝土30%、水泥35%、高效减水剂5%、改性剂4%、骨料余量。

水泥采用硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥组合物。

骨料包括质量比1:1.5的细骨料、粗骨料，细骨料选自河沙、矿粉、硅粉组合物，粗骨料选自煤矸石、矿粉、膨胀蛭石组合物。

高效减水剂选自木质素磺酸钙减水剂、三聚氰胺高效减水剂组合物。

改性剂包括以下重量份数组分，硅烷偶联剂4份、纳米二氧化硅15份、石膏粉10份、聚乙烯吡咯烷酮5份、水25份。

基于废弃混凝土的再生混凝土，制备方法为：

1）将废弃混凝土破碎后，依次进行酸洗、水洗、碱洗、水洗，烘干后与改性剂共混，改性处理，改性处理为惰性气氛、80℃并800rpm不断搅拌10min；

2）将步骤1）改性处理的废弃混凝土与骨料共混，加入适量拌合水，450rpm搅拌混合10min，得混料；

3）将混料与水泥、高效减水剂共混，再添加适量拌合水，搅拌混匀即得。

实施例2：

一种基于废弃混凝土的再生混凝土，包括以下质量百分含量组分：废弃混凝土22%、水泥20%、高效减水剂3%、改性剂3%、骨料余量。

水泥采用硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥中组合物。

骨料包括质量比1:1.5的细骨料、粗骨料，细骨料选自河沙、矿粉、硅粉组合物，粗骨料选自煤矸石、膨胀蛭石组合物。

高效减水剂选自木质素磺酸钙减水剂、三聚氰胺高效减水剂组合物。

改性剂包括以下重量份数组分，硅烷偶联剂5份、纳米二氧化硅16份、石膏粉6份、聚乙烯吡咯烷酮5份、水25份。

基于废弃混凝土的再生混凝土，制备方法为：

1）将废弃混凝土破碎后，依次进行酸洗、水洗、碱洗、水洗，烘干后与改性剂共混，改性处理，改性处理为惰性气氛、80℃并600rpm不断搅拌20min；

2）将步骤1）改性处理的废弃混凝土与骨料共混，加入适量拌合水，450rpm搅拌混合20min，得混料；

3）将混料与水泥、高效减水剂共混，再添加适量拌合水，搅拌混匀即得。

将本发明实施例制得产品进行性能检测，测得，减水率为33.2-37.6%，28天抗压强度为58.6-67.8MPa，抗弯强度为6.9-7.7MPa。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于废弃混凝土的再生混凝土，其特征在于：包括以下质量百分含量组分：废弃混凝土22-35%、水泥20-35%、骨料20-40%、高效减水剂3-5%、改性剂2-4%。

2.根据权利要求1所述的基于废弃混凝土的再生混凝土，其特征在于：包括以下质量百分含量组分：废弃混凝土25-28%、水泥27-35%、骨料30-35%、高效减水剂3-5%、改性剂3-4%。

3.根据权利要求1或2所述的基于废弃混凝土的再生混凝土，其特征在于：所述水泥采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥中的一种或一种以上组合物。

4.根据权利要求1或2所述的基于废弃混凝土的再生混凝土，其特征在于：所述骨料包括质量比1:1.5的细骨料、粗骨料，细骨料选自河沙、矿粉、硅粉中的一种或一种以上组合物，粗骨料选自煤矸石、矿粉、膨胀蛭石中的一种或一种以上组合物。

5.根据权利要求1或2所述的基于废弃混凝土的再生混凝土，其特征在于：所述高效减水剂选自木质素磺酸钙减水剂、三聚氰胺高效减水剂和脂肪族高效减水剂中的一种或一种以上组合物。

6.根据权利要求1或2所述的基于废弃混凝土的再生混凝土，其特征在于：所述改性剂包括以下重量份数组分，硅烷偶联剂4-8份、纳米二氧化硅15-18份、石膏粉5-10份、聚乙烯吡咯烷酮5-6份、水20-30份。

7.根据权利要求1或2所述的基于废弃混凝土的再生混凝土，其特征在于，制备方法为：

1）将废弃混凝土破碎后，依次进行酸洗、水洗、碱洗、水洗，烘干后与改性剂共混，改性处理；

2）将步骤1）改性处理的废弃混凝土与骨料共混，加入适量拌合水，450rpm搅拌混合10-20min，得混料；

3）将混料与水泥、高效减水剂共混，再添加适量拌合水，搅拌混匀即得。

8.根据权利要求7所述的高强自密实混凝土的制备方法，其特征在于：步骤1）中改性处理为惰性气氛、75-90℃并600-800rpm不断搅拌10-20min。