CN112759329A - 一种再生混凝土及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及混凝土制造的技术领域，具体公开了一种再生混凝土及其生产工艺。再生混凝土包含以下重量份的组分：再生粗骨料350‑450份，水泥180‑250份，细集料250‑300份，水85‑110份，闭孔珍珠岩15‑30份，羟丙基纤维素20‑38份，减水剂2‑5份；其制备方法包括再生粗集料制备：废弃混凝土废料进行破碎，并用水进行冲洗，除去破碎后废弃混凝土废料表面的灰尘，干燥制得再生粗集料备用；再生混凝土制备：将羟丙基纤维素溶于水制成羟丙基纤维素水溶液后，将再生粗集料、细集料、闭孔珍珠岩、减水剂、水泥和羟丙基纤维素水溶液一同搅拌，制成再生混凝土。本申请的再生混凝土，其具有相对较佳的抗压强度和抗渗水能力优点。
Description
技术领域
本申请涉及混凝土制造的技术领域，更具体地说，它涉及一种再生混凝土及其生产工艺。
背景技术
目前我国经济的高速发展，城市化建设的逐步推进，城市建设中产生的建筑垃圾难以处理，对生态环境造成一定的压力。随着建筑混凝土研究的逐步深入，将废弃的建筑垃圾再回收制成再生混凝土符合当代的可持续发展理念，逐渐受到推广。
再生混凝土将废弃的混凝土块进行回收利用,然后再经破碎,清洗与分级后,按一定的比例与级配混合重新形成的再生粗集料,部分或全部代替砂石等天然骨料,再加入水泥,水或部分天然骨料配制而成的新的混凝土。
申请号为201811459348.1的专利文献公开了一种再生混凝土，包括以下质量份数的组分：水4.5-6份；硅酸盐水泥15-20份；减水剂1.5-2份；再生粗集料60-80份，再生粗集料为碎砖石、废混凝土块、天然骨料的混合物；再生细集料37.5-50份，再生细集料为中砂以及工业废渣的混合物；CM-DPS深度渗透结晶密封防水剂1.5-2份；橡胶乳液10.5-14份；硅烷偶联剂3-4份。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下技术缺陷：由于建筑废料破碎再生成再生粗集料的过程中，受到外力挤压破碎从而内部带有一定的裂隙，再生粗集料的强度受到影响，从而使再生混泥土的抗压强度和抗渗水能力相对不高。
发明内容
为了提高再生混凝土的抗压强度和抗渗水能力，本申请提供一种再生混凝土及其生产工艺。
本申请提供的一种再生混凝土及其生产工艺，采用如下的技术方案：
一种再生混凝土，包含以下重量份的组分：再生粗骨料350-450份，水泥180-250份，细集料250-300份，水85-110份，闭孔珍珠岩15-30份，羟丙基纤维素20-38份，减水剂2-5份。
通过采用上述技术方案，由于羟丙基纤维素和闭孔珍珠岩的加入羟丙基纤维素可使水泥微粒和再生粗集料的结合相对更密实，并和闭孔珍珠岩协同，使得再生混凝土的抗压强度和抗渗水能力提高。
优选的，所述一种再生混凝土还包括5-10份聚乙烯醇。
通过采用上述技术方案，聚乙烯醇加入后可对再生粗集料的表面进行处理，从而使得水泥微粒和再生粗集料的结合更稳定，并且再生粗集料中的缝隙不易进入自由水，使得混凝土干结后的密度相对更高。
优选的，所述一种再生混凝土还包括1-5份卡波姆。
通过采用上述技术方案，由于卡波姆可和聚乙烯醇起协同复配的作用，同时，卡波姆带有的羧酸基团可和羟丙基纤维素产生较佳的作用力，从而增加混凝土凝固后的密实程度。
优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
通过采用上述技术方案，加入聚羧酸减水剂后，可提高再生混凝土早期强度，并减少再生混凝土出现离析泌水的现象。
第二方面，本申请提供一种再生混凝土及其生产工艺，采用如下的技术方案：
一种再生混凝土的生产工艺，包括以下制备步骤：
S1、再生粗集料制备：废弃混凝土废料进行破碎，并用水进行冲洗，除去破碎后废弃混凝土废料表面的灰尘，干燥制得再生粗集料备用；
S2、再生混凝土制备：将羟丙基纤维素溶于水制成羟丙基纤维素水溶液后，将再生粗集料、细集料、闭孔珍珠岩、减水剂、水泥和羟丙基纤维素水溶液一同搅拌，制成再生混凝土。
通过采用上述技术方案，除去了混凝土颗粒表面的灰尘后，使得再生粗集料的表面和缝隙相对容易被羟丙基纤维素附着，从而加入水泥微粒在羟丙基纤维素的结合下，与再生粗集料的连接相对更密实，进而提高再生混凝土的抗压强度和抗渗水能力。
优选的，所述一种再生混凝土的生产工艺还包括以下制备步骤：
S1-1、再生粗集料的处理：将聚乙烯醇加入水中搅拌溶解制成浸渍液，用浸渍液浸没再生粗集料，并搅拌3-4h后取出，浸泡后的再生粗集料捞出烘干备用。
通过采用上述技术方案，聚乙烯醇水溶液的浸泡处理后，聚乙烯醇可进入再生粗集料的缝隙中，并对再生粗集料的表面进行处理；后期混凝土的混合中，聚乙烯醇与可与羟丙基纤维素协同，两者之间共有的氢键作用力，促进水泥微粒和闭孔珍珠岩与再生粗集料的结合，提高再生混凝土的抗压强度和抗渗水能力。
优选的，所述再生混凝土制备中还加入25-40份碱性硅溶胶。
通过采用上述技术方案，碱性硅溶胶加入后可使得聚乙烯醇对混凝土颗粒的表面处理效果提高，并且可和混凝土中的氢氧化钙反应生成硅酸钙，从而提高再生混凝土的抗压强度和抗渗水能力。
优选的，所述一种再生混凝土的生产工艺还包括以下制备步骤：
S1-2、骨料的混合：碱性硅溶胶加水稀释，再加入再生粗集料搅拌，将闭孔珍珠岩和细集料加入搅拌、混匀、沥干后，制得混合骨料。
S2、再生混凝土制备：将羟丙基纤维素溶于水制成羟丙基纤维素水溶液后，将再生粗集料、细集料、闭孔珍珠岩、减水剂、水泥、卡波姆和羟丙基纤维素水溶液一同搅拌，制成再生混凝土。
通过采用上述技术方案，浸泡过聚乙烯醇的再生粗集料，先和碱性硅溶胶搅拌混合，可使硅溶胶较多的渗入再生粗集料中，并提高聚乙烯醇和再生粗集料的结合强度，从而使再生混凝土的配置时，聚乙烯醇和碱性硅溶胶可起到较好的复配作用，并通过卡波姆、聚乙烯醇和羟丙基纤维素三者的协同作用，提高再生混凝土的结构强度和抗渗水能力。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于羟丙基纤维素和闭孔珍珠岩的加入羟丙基纤维素可使水泥微粒和再生粗集料的结合相对更密实，并和闭孔珍珠岩协同，使得再生混凝土的抗压强度和抗渗水能力提高。
2、本申请中优选采用聚乙烯醇水溶液的浸泡处理后，聚乙烯醇可进入再生粗集料的缝隙中，并对再生粗集料的表面进行处理；后期混凝土的混合中，聚乙烯醇与可与羟丙基纤维素协同，两者之间共有的氢键作用力，促进水泥微粒和闭孔珍珠岩与再生粗集料的结合，提高再生混凝土的抗压强度和抗渗水能力。
3、本申请的方法，通过性硅溶胶加入后可使得聚乙烯醇对混凝土颗粒的表面处理效果提高，并且可和混凝土中的氢氧化钙反应生成硅酸钙，从而提高再生混凝土的抗压强度和抗渗水能力。
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。
本发明所涉及的原料和组分的来源信息如表1所示：
表1原料的规格及购买信息
制备例
制备例1
再生粗集料制备：将废弃的混凝土废料放入破碎机中破碎，并过筛网筛选10-15mm连续级配的废弃混凝土颗粒，再用自来水冲洗废弃混凝土颗粒，除去粘附在废弃混凝土颗粒表面的灰尘，制得再生粗集料。
以上制备例制得的粗骨料按照GB/T14685-2011《建筑用卵石、粗骨料》检测，表观密度都大于2500kg/m3，堆积密度大于1500kg/m3，空隙率都大于35％，满足建筑用粗骨料的标准。
实施例
各实施例中的组分和配比如表2所示：
各实施例的制备方法如下。
实施例1-3
按照表1各组分的配比称量，按以下步骤制备再生混凝土；
S2、再生混凝土制备：将羟丙基纤维素溶于水制成羟丙基纤维素水溶液后，将制备例1制得的再生粗集料、细集料、闭孔珍珠岩、减水剂、水泥和羟丙基纤维素水溶液一同搅拌，制成再生混凝土。
实施例4
S1-1、再生粗集料的处理：将200份自来水加热至95℃并加入5重量份聚乙烯醇搅拌溶解，制得浸渍液，将制备例1中的再生粗集料浸没于浸渍液中，搅拌3h后捞出沥干，在65℃下烘干制得再生粗集料；
S2、再生混凝土制备：取85份自来水加入20份羟丙基纤维素搅拌溶解制得羟丙基纤维素水溶液，再取180份水泥、2份减水剂、步骤S1-1中制得的再生粗集料、15份闭孔珍珠岩、250份细集料和羟丙基纤维素水溶液搅拌混合均匀得到再生混凝土。
实施例5
与实施例4的不同在于：将200份自来水加热至95℃并加入7重量份聚乙烯醇搅拌溶解，制得浸渍液，将制备例1中的再生粗集料浸没于浸渍液中，搅拌4h后捞出沥干，在65℃下烘干制得再生粗集料。
实施例6
与实施例4的不同在于：将200份自来水加热至95℃并加入10重量份聚乙烯醇搅拌溶解，制得浸渍液，将制备例1中的再生粗集料浸没于浸渍液中，搅拌4h后捞出沥干，在65℃下烘干制得再生粗集料。
实施例7
与实施例1不同在于：S2、再生混凝土制备中还加入1份卡波姆一同搅拌。
实施例8
与实施例4不同在于：S2、再生混凝土制备：取65份自来水加入20份羟丙基纤维素搅拌溶解制得羟丙基纤维素水溶液，取25份自来水加入1份卡波姆搅拌溶解制成卡波姆溶液，再取180份水泥、2份减水剂、步骤S1-1中制得的再生粗集料、15份闭孔珍珠岩、250份细集料、羟丙基纤维素水溶液、卡波姆溶液搅拌混合均匀得到再生混凝土。
实施例9
与实施例8不同在于：步骤S2中卡波姆为3重量份。
实施例10
与实施例8不同在于：步骤S2中卡波姆为5重量份。
实施例11
与实施例8不同在于：步骤S1-1中聚乙烯醇为6重量份；
步骤S2中羟丙基纤维素为26重量份，卡波姆为1重量份。
实施例12
与实施例4不同在于：S1-1、再生粗集料的处理：将200份自来水加热至95℃并加入5重量份聚乙烯醇搅拌溶解，制得浸渍液，将制备例1中的再生粗集料浸没于浸渍液中，搅拌3h后捞出沥干，在65℃下烘干制得再生粗集料；
S1-2、骨料的混合：取25份碱性硅溶胶加入50份自来水稀释，再加入S1-1制得的再生粗集料搅拌1h后，加入15份闭孔珍珠岩和250份细集料搅拌混匀、沥干后制得混合骨料。
S2、再生混凝土制备：S2、再生混凝土制备：取65份自来水加入20份羟丙基纤维素搅拌溶解制得羟丙基纤维素水溶液，取25份自来水加入1份卡波姆搅拌溶解制成卡波姆溶液，再取180份水泥、2份减水剂、步骤S1-2中制得的混合骨料、羟丙基纤维素水溶液、卡波姆溶液搅拌混合均匀得到再生混凝土。
实施例13
与实施例12不同在于：步骤S1-2中碱性硅溶胶为32重量份。
实施例14
与实施例12不同在于：步骤S1-2中碱性硅溶胶为40重量份。
对比例
各对比例所制得再生混凝土的组分和配比如表3所示：
| 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 再生粗集料 | 350 | 350 | 350 |
| 水泥 | 180 | 180 | 180 |
| 细集料 | 250 | 250 | 250 |
| 自来水 | 85 | 85 | 85 |
| 减水剂 | 2 | 2 | 2 |
| 羟丙基纤维素 | 0 | 20 | 0 |
表3为各对比例中再生混凝土的组分和配比
对比例1
S1，取350份制备例5的方法制得的混凝土颗粒和250份机制中砂放入搅拌机中搅拌均匀，制得混合骨料；
S2，取85份自来水、180份水泥、2份减水剂、步骤L1中制得的混合骨料和羟丙基纤维素水溶液搅拌混合均匀得到再生混凝土。
对比例2
与对比例1的区别在于：步骤S2中取85份自来水加入20份羟丙基纤维素搅拌溶解制得羟丙基纤维素水溶液，再取180份水泥、2份减水剂、步骤S1中制得的混合骨料和羟丙基纤维素水溶液搅拌混合均匀得到再生混凝土。
对比例3
与对比例1的区别在于：步骤S1中取350份制备例5的方法制得的混凝土颗粒、250份机制中砂和15份闭孔珍珠岩放入搅拌机中搅拌均匀，制得混合骨料。
对比例4
采用专利名称为再生混凝土，申请号为201811459348.1的专利文献公开的再生混泥土的制备配方，并按照其公开的实施例6的步骤制备再生混凝土。
性能测试
以上实施例和对比例制备的再生混凝土的性能测试方法如下：
1、抗压强度：按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》制作标准试块，并测量标准试块28天的抗压强度；
2、抗水渗透性能：按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的逐级加压法测试混凝土标准试块的渗水深度。
表4各实施例制得的再生混凝土的性能测试结果
表5各对比例制得的再生混凝土的性能测试结果
结合实施例1和对比例4并结合表4和表5可以看出，实施例1中加入羟丙基纤维素和闭孔珍珠岩后抗压强度高于对比例4的抗压度，并且渗水深度为7.5mm也低于对比例4中的8.3mm；再生混凝土中加入羟丙基纤维素和闭孔珍珠岩可使混凝土的密实性更高，而闭孔珍珠岩可增加再生混凝土的强度。
结合实施例1和对比例1-3并结合表4和5可以看出，对比例1的再生混凝土中未加入羟丙基纤维素和闭孔珍珠岩，其抗压强度和和抗渗水能力明显低于实施例1；而对比例2中加入羟丙基纤维素后，由于羟丙基纤维素可增强水泥微粒和再生粗集料的结合强度，从而提高混凝土的抗压强度并且一定程度的提高了抗渗水能力；对比例3中加入闭孔珍珠岩后，闭孔珍珠岩可附着于再生粗集料的表面，并对再生粗集料的裂隙进行一定程度的覆盖，使混合搅拌使，水分不易进入缝隙，导致后期水分流出后，混凝土的密度下降从而降低强度和抗渗水能力。而实施例1中同时加入羟丙基纤维素和闭孔珍珠岩，抗压强度和抗渗水能力相比对比例1-3有难以预料的提高，加入的羟丙基纤维素水溶液可渗入再生粗集料的缝隙内，且羟丙基纤维素可将闭孔珍珠岩粘结于再生粗集料的表面，同时水泥微粒包覆再生粗集料，并且部分水泥微粒以闭孔珍珠岩为粘附点，使得混凝土的密实程度更高，从而提高混凝土的抗压强度和抗渗水能力。
结合实施例1和实施例4并结合表2和表4可以看出，实施例4中经过聚乙烯醇水溶液的浸泡处理后，聚乙烯醇可进入再生粗集料的缝隙中，并对再生粗集料的表面进行处理；后期混凝土的混合中，聚乙烯醇与可与羟丙基纤维素协同，两者之间共有的氢键作用力，使羟丙基纤维素与再生粗集料表面结合的强度更高，从而促进水泥微粒和闭孔珍珠岩与再生粗集料的结合，提高再生混凝土的抗压强度和抗渗水能力。
结合实施例4、7和8并结合表2和表4可以看出，实施例7中再生粗集料未经聚乙烯醇处理仅加入卡波姆后，再生混凝土的抗压强度和抗渗水能力均没有明显的提升，水泥微粒与再生粗集料之间的连接强度并不能有明显提高。而实施例8中再生粗集料经聚乙烯醇处理再加入卡波姆后，再生混凝土的抗渗水能力明显提高，渗水深度从实施例4的5.6mm降低至5.1mm。卡波姆自身带有大量羧酸基可与渗入再生粗集料的聚乙烯醇产生较大的作用力，同时与羟丙基纤维素的中的羟基吸引，使羟丙基纤维素靠拢于再生粗集料，并起到桥接的作用，从而羟丙基纤维素能更紧密的包覆再生粗集料，使混凝土在凝固时密实度更高，提高再生混凝土的抗压强度和抗渗水能力。
结合实施例8和12并结合表2和表4可以看出，实施例12混合骨料的制备中，将浸泡过聚乙烯醇的再生粗集料加入碱性硅溶胶搅拌，之后制得的再生混凝土在抗压强度和抗渗水能力上都得到了难以预料的提高，碱性硅溶胶的渗透性强，可渗入浸泡过聚乙烯醇的再生粗集料中，且渗入的硅溶胶的硅氧键和聚乙烯醇作用，使聚乙烯醇与再生粗集料的结合稳定性更高，同时，部分硅溶胶于再生粗集料中粘附的水泥块中的氢氧化钙反应生成硅酸钙，使再生粗集料自身强度提高且不易吸水，当混凝土配置时，部分渗入再生粗集料的硅溶胶还可与水泥中的硅、钙水合作用生成硅酸钙化合物，而羟丙基纤维素与闭孔珍珠岩产生的空间效应可与碱性硅溶胶协同，从而使再生混凝土中的凝胶物质和再生粗集料紧密结合，使得抗压强度和抗渗水能力得到明显提升。
结合实施例8-11并结合表2和表4可以看出，当羟丙基纤维素、聚乙烯醇和卡波姆的添加比为13：3：1时，可起到较好的复配作用，卡波姆的羧酸基、羟丙基纤维素的羟基以及聚乙烯醇的羟基可产生较佳的作用力，从而提高再生混凝土凝结后的密实程度。
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 (8)
1.一种再生混凝土，其特征在于，所述再生混凝土包含以下重量份的组分：再生粗骨料350-450份，水泥180-250份，细集料250-300份，水85-110份，闭孔珍珠岩15-30份，羟丙基纤维素20-38份，减水剂2-5份。
2.根据权利要求1所述的一种再生混凝土，其特征在于：所述再生混凝土还包括5-10份聚乙烯醇。
3.根据权利要求2所述的一种再生混凝土，其特征在于：所述再生混凝土还包括1-5份卡波姆。
4.根据权利要求1所述的一种再生混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂。
5.根据权利要求3所述的一种再生混凝土的生产工艺，其特征在于：其特征在于：包括以下制备步骤：
S1、再生粗集料制备：废弃混凝土废料进行破碎，并用水进行冲洗，除去破碎后废弃混凝土废料表面的灰尘，干燥制得再生粗集料备用；
S2、再生混凝土制备：将羟丙基纤维素溶于水制成羟丙基纤维素水溶液后，将再生粗集料、细集料、闭孔珍珠岩、减水剂、水泥和羟丙基纤维素水溶液一同搅拌，制成再生混凝土。
6.根据权利要求5所述的一种再生混凝土的生产工艺，其特征在于：还包括以下制备步骤：
S1-1、再生粗集料的处理：将聚乙烯醇加入水中搅拌溶解制成浸渍液，用浸渍液浸没再生粗集料，并搅拌3-4h后取出，浸泡后的再生粗集料捞出烘干备用。
7.根据权利要求6所述的一种再生混凝土的生产工艺，其特征在于：所述再生混凝土制备中还加入25-40份碱性硅溶胶。
8.根据权利要求7所述的一种再生混凝土的生产工艺，其特征在于：还包括以下制备步骤：
S1-2、骨料的混合：碱性硅溶胶加水稀释，再加入再生粗集料搅拌，将闭孔珍珠岩和细集料加入搅拌、混匀、沥干后，制得混合骨料；
S2、再生混凝土制备：将羟丙基纤维素溶于水制成羟丙基纤维素水溶液后，将再生粗集料、细集料、闭孔珍珠岩、减水剂、水泥、卡波姆和羟丙基纤维素水溶液一同搅拌，制成再生混凝土。
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