CN112897953B - 一种具有抗渗性的再生混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及混凝土领域，具体公开了一种具有抗渗性的再生混凝土及其制备方法。具有抗渗性的再生混凝土包括以下质量份数的组份：水泥140‑170份；矿粉65‑95份；粉煤灰80‑90份；水140‑170份；再生细骨料780‑810份；再生粗骨料1030‑1070份；外加剂6.2‑6.6份；所述外加剂包括聚羧酸高性能减水剂、氯化亚锡、乙二醇丁醚醋酸酯且质量比为1：0.3‑0.5：0.2‑0.4。其制备方法为：步骤1），将再生细集料、再生粗集料、粉煤灰、矿粉和外加剂一起搅拌，转速20~30转/分钟，搅拌20~40s，获得第一备料；步骤2），将水、水泥加入第一备料中搅拌，转速30‑35转/分钟，搅拌30‑50s，获得具有抗渗性的再生混凝土。本申请制备的再生混凝土具有抗渗性好且强度高的优点。

Description

一种具有抗渗性的再生混凝土及其制备方法

技术领域

本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种具有抗渗性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，再加入水泥、水等配而成的新混凝土。

随着基建行业的发展，在建造过程中要消耗大量的天然材料：砂石、水以及其他自然资源，对环境造成了很大的破坏，而且现在新旧建筑更新换代速度变快，旧的建筑垃圾大量涌现，因此，为了减少自然资源的浪费，国家大力发展绿色工程，这使得再生混凝土逐渐进入市场。

针对上述相关技术，发明人认为再生集料与天然集料相比由于孔隙率大，而且在破碎过程中内部往往会产生大量的裂纹，这些因素使再生混凝土的抗渗强度和抗压强度低于天然集料制成的混凝土，制约了再生集料在工程上的广泛应用，因此，还有改善的空间。

发明内容

为了使再生混凝土具有较好的抗渗强度，本申请提供一种具有抗渗性的再生混凝土及其制备方法。

第一方面，本申请提供的一种具有抗渗性的再生混凝土，采用如下的技术方案：

一种具有抗渗性的再生混凝土，包括以下质量份数的组分：

水泥140-170份；

矿粉65-95份；

粉煤灰80-90份；

水140-170份；

再生细骨料780-810份；

再生粗骨料1030-1070份；

外加剂6.2-6.6份；

所述外加剂包括聚羧酸高性能减水剂、氯化亚锡、乙二醇丁醚醋酸酯且质量比为1：0.3-0.5：0.2-0.4。

优选的，所述聚羧酸高性能减水剂、氯化亚锡、乙二醇丁醚醋酸酯的质量比为1:0.38-0.42:0.28-0.32。

通过采用上述技术方案，由于采用聚羧酸高性能减水剂、氯化亚锡、乙二醇丁醚醋酸酯以特定的比例加入再生混凝土体系中，能够快速渗透到再生集料微裂缝中并在微裂缝表面形成一层导水膜，使得进入再生集料的微裂缝中的水能够在水化反应之前将部分水分导出微裂缝外，减少了存在于再生集料孔隙内的水分，使得再生集料与水泥石间的弹性模量接近，使得再生集料与新水泥浆体界面处的水膜厚度得以减小，进而减少了界面区的空间，使得界面处的密实性得以提高，使得因孔隙率大而产生的裂纹不易降低再生集料与新生水泥浆体之间的粘结性，从而提高了再生混凝土的抗渗性和强度抗压。

优选的，还包括以下质量份数的组分：

增效剂1.85-1.95份。

通过采取上述技术方案，增效剂与减水剂作用，能够降低混凝土的水化热，减少了混凝土体系中存在的局部水泥颗粒比重偏大的不均匀的情况，改善了混凝土因水化热偏高或局部水化热不均匀引起混凝土不密实的问题，从而提高了混凝土的抗渗强度。

优选的，所述水泥为PII42.5R、PO42.5R。

通过采用上述技术方案，由于采用上述类型的水泥，使得再生混凝土在硬化过程中能够在不影响混凝土性能的前提下，减少再生混凝土的硬化时间，从而使得施工效率得以提高。

优选的，所述矿粉的比表面积为400-450m²/kg。

通过采用上述技术方案，由于采用比表面积为400-450m²/kg的矿粉更快速与混凝土中的水泥水化生成的CH反应而生成枝蔓状结晶体，使得结晶体更快速填在形成的毛细管孔隙中并与混凝土结合成整体，使得再生混凝土致密，未参与反应的矿粉能进一步对再生混凝土的集料的界面处的孔隙起到微填充的作用，使得孔隙减小，从而进一步提高了再生混凝土的抗渗性和抗压抗压强度。

优选的，所述外加剂还包括N,N-二甲苯胺，所述聚羧酸高性能减水剂与N,N-二甲苯胺的质量比为1：0.03-0.05。

通过采用上述技术方案，通过N,N-二甲苯胺与聚羧酸高性能减水剂、氯化亚锡、乙二醇丁醚醋酸酯以特定的比例加入再生混凝土体系中，使得再生混凝土在养护过程中，减少再生集料表面的新拌水泥浆体产生针状棒钙矾石和纤维状的C-S-H凝胶，使得再生集料与新拌水泥浆体界面处的连接更紧实，使得因孔隙率大而产生的裂纹不易降低再生集料与新生水泥浆体之间的粘结性，从而提高了再生混凝土的抗渗性和抗压强度。

第二方面，本申请提供一种具有抗渗性的再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤1），将再生细集料、再生粗集料、粉煤灰、矿粉和外加剂一起搅拌，转速20~30转/分钟，搅拌20~40s，获得第一备料；

步骤2），将水、水泥加入第一备料中搅拌，转速30-35转/分钟，搅拌30-50s，密实成型后获得具有抗渗性的再生混凝土。

优选的，将1.85-1.95质量份的增效剂在所述步骤1）中与外加剂一起混合搅拌。

通过采取上述技术方案，由于采用步骤1）至步骤2）中的搅拌速度和搅拌时间，使得水泥颗粒分散较好，使得再生混凝土各组分的均匀度提高，减少了宏观和微观的缺陷，使得混凝土的抗渗性和抗压强度得以保持并有一定的提高。

优选的，所述步骤1）中将占水总质量70-80%的水与再生细集料一起混合搅拌，浸泡1-2min，再将剩余水在所述步骤2）中与水泥一起加入第一备料中搅拌。

通过采取上述技术方案，通过对再生细集料和再生粗集料进行浸泡预处理，使得再生集料表面充分润湿，降低了与水泥界面处的水分迁移，减少了再生集料表面不稳定颗粒的紊乱堆积，进而使得水泥与再生集料过渡区的结构更密实，使得因孔隙率大而产生的裂纹不易降低再生集料与新生水泥浆体之间的粘结性，从而使得再生混凝土的抗渗性和抗压强度更好。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请由于采用聚羧酸高性能减水剂、氯化亚锡、乙二醇丁醚醋酸酯以特定的比例加入再生混凝土体系中，使得再生集料与水泥石间的弹性模量接近，使得界面处的密实性得以提高，使得因孔隙率大而产生的裂纹不易降低再生集料与新生水泥浆体之间的粘结性，从而提高了再生混凝土的抗渗性和抗压强度。

2、本申请优先采用N,N-二甲苯胺与聚羧酸高性能减水剂、氯化亚锡、乙二醇丁醚醋酸酯以特定的比例加入再生混凝土体系中，使得再生混凝土在养护过程中再生集料与新拌水泥浆体界面处的连接更紧实，从而提高了再生混凝土的抗渗性和抗压强度。

3、本申请由于采用上述制备工艺，通过对再生细集料和再生粗集料进行浸泡预处理，使得再生集料表面充分润湿，降低了与水泥界面处的水分迁移，进而使得水泥与再生集料过渡区的结构更密实，从而使得再生混凝土的抗渗性和抗压强度更好。

具体实施方式

表1是实施例和比较例中所用的原料来源信息。

表1

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

实施例

实施例1-12

实施例1-12公开一种具有抗渗性的再生混凝土，由表2中质量的组份制备而成，单位：Kg。

水泥、矿粉、粉煤灰、水、再生细骨料、再生粗骨料、外加剂。

其中外加剂包括聚羧酸高性能减水剂、氯化亚锡、乙二醇丁醚醋酸酯和N,N-二甲苯胺。

表2

实施例1、2中一种具有抗渗性的再生混凝土的制备方法为：

步骤1），将再生细集料、再生粗集料、粉煤灰、矿粉和外加剂一起加入搅拌机中搅拌，转速20转/分钟，搅拌20s，获得第一备料；

步骤2），将水、水泥加入搅拌机中与第一备料一起搅拌，转速30转/分钟，搅拌30s，密实成型后获得具有抗渗性的再生混凝土。

实施例3-12中一种具有抗渗性的再生混凝土的制备方法为：

步骤1），将再生细集料、再生粗集料、粉煤灰、矿粉和外加剂一起加入搅拌机中搅拌，转速30转/分钟，搅拌40s，获得第一备料；

步骤2），将水、水泥加入搅拌机中与第一备料一起搅拌，转速35转/分钟，搅拌50s，密实成型后获得具有抗渗性的再生混凝土。

实施例13

本实施例公开一种具有抗渗性的再生混凝土，与实施例3的区别在于：步骤1）中将占水总质量70%的水与再生细集料一起混合搅拌，浸泡2min，再将剩余水在步骤2）中与水泥一起加入搅拌机中搅拌。

实施例14

本实施例公开一种具有抗渗性的再生混凝土，与实施例13的区别在于：步骤1）中将占水总质量80%的水与再生细集料一起混合搅拌，浸泡1min，再将剩余水在步骤2）中与水泥一起加入搅拌机中搅拌。

对比例

对比例1

与实施例3的区别仅在于，采用等量聚羧酸减水剂代替乙二醇丁醚醋酸酯和氯化亚锡。

对比例2

与实施例3的区别仅在于，采用等量聚羧酸减水剂代替乙二醇丁醚醋酸酯。

对比例3

与实施例3的区别仅在于，采用等量聚羧酸减水剂代替氯化亚锡。

试验1

抗渗性测试

取实施例1-14和对比例1-3制备的具有抗渗性的再生混凝土根据GBJ82-85《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》准备试样102个，随机分为17组，每组6个试样进行测试，分别测试养护14d和养护28d后的抗渗性，结果用平均渗水高度（单位：cm）表示，详细检测数据见表3。

试验2

抗压强度

取实施例1-14和对比例1-3制备的具有抗渗性的再生混凝土根据JGJ55-2011GB50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》准备试样54个，随机分为18组，每组3个试样进行测试，分别测试养护14d和养护28d后的强度，结果用抗压强度（单位：MPa）表示，详细检测数据见表3。

表3

根据表3中对比例2、3与对比例1的数据对比可得，对比例2、3的渗水高度、抗压强度基本不变，说明只加入氯化亚锡与聚羧酸高性能减水剂或者只加入乙二醇丁醚醋酸酯与聚羧酸高性能减水剂配合对再生混凝土的抗渗性和强度影响不大，根据实施例3与对比例2、3的数据对比，实施例3的渗水高度远小于对比例2、3，抗压强度均远大于对比例2、3，说明只有同时加入聚羧酸高性能减水剂、氯化亚锡、乙二醇丁醚醋酸酯并以特定比例加入再生混凝土体系中，使得界面处的密实性得以提高，使得因孔隙率大而产生的裂纹不易降低再生集料与新生水泥浆体之间的粘结性，从而提高了再生混凝土的抗渗性和强度。

根据表3中实施例5、6与实施例3的数据对比可得，实施例5、6的渗水高度小于实施例3，抗压强度均大于实施例3，说明加入增效剂，增效剂与减水剂作用，能够降低混凝土的水化热，减少了混凝土体系中存在的局部水泥颗粒比重偏大的不均匀的情况，从而提高了混凝土的抗渗强度。

根据表3中实施例9与实施例3的数据对比可得，实施例9养渗水高度小于实施例3，实施例9抗压强度大于实施例3，说明采用S95矿粉，矿粉的比表面积较大，能够快速与混凝土中的水泥水化生成的CH反应而生成枝蔓状结晶体，使得再生混凝土较为致密，未参与反应的矿粉能够微填充集料的界面处的孔隙，降低了孔隙率，从而进一步提高了再生混凝土的抗渗性和强度。

根据表3中实施例10、11与实施例3的数据对比可得，实施例10、11养护14d与养护28天的渗水高度减少量均大于实施例3，实施例10、11养护14d与养护28天的抗压强度增加量大于实施例3，说明加入N,N-二甲苯胺，与聚羧酸高性能减水剂、氯化亚锡、乙二醇丁醚醋酸酯以特定的比例加入再生混凝土体系中，使得再生混凝土在养护过程中，再生集料表面的新拌水泥浆体产生针状棒钙矾石和纤维状的C-S-H凝胶得以减少，使得再生集料与新拌水泥浆体界面处的连接更紧实，使得因孔隙率大而产生的裂纹不易降低再生集料与新生水泥浆体之间的粘结性，从而进一步提高了再生混凝土的抗渗性和强度。

根据表3中实施例13与实施例3的数据对比可得，实施例13的渗水高度小于实施例3，抗压强度大于实施例3，说明对再生集料和浸泡预处理，使得再生集料表面充分润湿，减少了再生集料表面不稳定颗粒的紊乱堆积，从而使得再生混凝土的抗渗性和强度更好。

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 (7)

1.一种具有抗渗性的再生混凝土，其特征在于：包括以下质量份数的组分：

水泥140-170份；

矿粉65-95份；

粉煤灰80-90份；

水140-170份；

再生细骨料780-810份；

再生粗骨料1030-1070份；

外加剂6.2-6.6份；

增效剂1.85-1.95份；

所述水泥为PII 42.5R、PO 42.5R水泥；

所述外加剂包括聚羧酸高性能减水剂、氯化亚锡、乙二醇丁醚醋酸酯且质量比为1：0.3-0.5：0.2-0.4。

2.根据权利要求1所述的具有抗渗性的再生混凝土，其特征在于：所述聚羧酸高性能减水剂、氯化亚锡、乙二醇丁醚醋酸酯的质量比为1:0.38-0.42:0.28-0.32。

3.根据权利要求1或2所述的具有抗渗性的再生混凝土，其特征在于：所述矿粉的比表面积为400-450m²/kg。

4.根据权利要求1或2所述的具有抗渗性的再生混凝土，其特征在于： 所述外加剂还包括N,N-二甲苯胺，所述聚羧酸高性能减水剂与N,N-二甲苯胺的质量比为1：0.03-0.05。

5.根据权利要求1或2所述的一种具有抗渗性的再生混凝土,其特征在于，制备方法包括以下步骤：

步骤1），将再生细集料、再生粗集料、粉煤灰、矿粉和外加剂一起搅拌，转速20~30转/分钟，搅拌20~40s，获得第一备料；

步骤2），将水、水泥加入第一备料中搅拌，转速30-35转/分钟，搅拌30-50s，密实成型后获得具有抗渗性的再生混凝土。

6.根据权利要求5所述的具有抗渗性的再生混凝土，其特征在于：将1.85-1.95质量份的增效剂在所述步骤1）中与外加剂一起混合搅拌。

7.根据权利要求6所述的具有抗渗性的再生混凝土，其特征在于：所述步骤1）中将占水总质量70-80%的水与再生细集料一起混合搅拌，浸泡1-2min，再将剩余水在所述步骤2）中与水泥一起加入第一备料中搅拌。