CN113024199B - 一种利用废旧建筑砼制备的再生混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及建筑材料技术领域，具体公开了一种利用废旧建筑砼制备的再生混凝土及其制备方法。利用废旧建筑砼制备的再生混凝土包括胶凝材料、粗骨料、细骨料、硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾及水；粗骨料至少包括废旧建筑砼；其制备方法为：步骤1）将废旧建筑砼进行粉碎，清洗，筛分，得到再生骨料；步骤2）将再生骨料与硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾进行混合，得到混合物；步骤3）将混合物与胶凝材料、粗骨料、细骨料、外加剂、增效剂与水进行混合，得到利用废旧建筑砼制备的再生混凝土。本申请的利用废旧建筑砼制备的再生混凝土可较大程度将再生骨料的缝隙进行填充，增大混凝土的抗渗性能，同时具有较好的抗裂性能。

Description

一种利用废旧建筑砼制备的再生混凝土及其制备方法
技术领域
本申请涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种利用废旧建筑砼制备的再生混凝土及其制备方法。
背景技术
目前随着经济飞速发展，城市的建筑也不断更新迭代，存在大量的建筑物拆除的情况，如此一来，会产生大量的建筑垃圾，由于城市建筑垃圾的日渐累积，会给日常环境带来影响，同时在城市的建设过程中，需要不断开采新的资源，也会由于开采资源而对环境造成影响，因此对废旧建筑物拆除后的建筑垃圾进行整理和回收很有必要，废旧建筑物拆除后的混凝土可重新作为混凝土的集料。
将拆除的废旧建筑物进行破碎、清洗、分级后形成再生集料，然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)，将再生集料与水泥、水等配成的再生混凝土，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。
由于废旧混凝土在破碎过程中会受到强烈的机械外力作用，破碎后的废旧混凝土内部出现大量微细裂纹，增加了利用再生集料新拌混凝土的孔隙率，使得拌合后的再生混凝土的抗渗性能有所降低，达不到原有的混凝土需要的抗渗性能。
针对上述的相关技术，发明人认为，再生混凝土的抗渗性能不佳，有待进一步提高。
发明内容
为了提高再生混凝土的抗渗性能，本申请提供一种利用废旧混凝建筑砼制备的再生混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种利用废旧建筑砼制备的再生混凝土，采用如下的技术方案：
一种利用废旧建筑砼制备的再生混凝土，包括以下质量份数的组分：
胶凝材料265-285份；
粗骨料900-1100份；
细骨料800-900份；
硫酸镁20-35份；
碳酸锂30-35份；
硫酸钠15-20份；
磷酸二氢钾15-20份；
水160-175份；
所述粗骨料中至少包括废旧建筑砼。
优选的，包括以下质量份数的组分：
胶凝材料265-285份；
粗骨料900-1100份；
细骨料800-900份；
硫酸镁22-32份；
碳酸锂31-33份；
硫酸钠17-19份；
磷酸二氢钾17-19份；
水160-175份；
所述粗骨料中至少包括废旧建筑砼。
通过采用上述技术方案，通过优选硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾的比例进行复配，在进行拌合的过程中，硫酸钠、硫酸镁与水混合后能增大混凝土拌合时的流动性和和易性，带动碳酸锂、磷酸二氢钾更易进入到废旧建筑砼存在的缝隙中从而填充缝隙，硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾与废旧建筑砼的缝隙内壁形成粘接，较大程度地与缝隙进行融合，凝结后能够增大再生混凝土的抗渗性能。
优选的，所述利用废旧建筑砼制备的再生混凝土还包括以下质量份数的组分：
减水剂5-5.5份。
通过采用上述技术方案，通过添加有减水剂，减水剂对再生混凝土具有良好的减水效果，能够大幅度改善混凝土泵送性能，可明显改善混凝土流动性，具有卓越的增强效果和缓凝保塑性能，能够降低混凝土的泌水性能，增大混凝土的稠度，提高抗压、抗折、抗拉强度。
优选的，所述减水剂包括亚甲基二萘磺酸钠、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇丙烯酸酯、过硫酸铵、甲基萘磺酸钠甲醛缩合物中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，通过选用上述减水剂，在混凝土配方中不但能起到更优异的减水作用，进一步改善混凝土泵送性能和混凝土的流动性，能够进一步增强混凝土的缓凝保塑性能，混合后的对废旧建筑砼的缝隙进行补充，使得混凝土凝结效果更强、抗渗性更好。
优选的，所述减水剂由亚甲基二萘磺酸钠、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、过硫酸铵以1:(1-2):(2-2.5)的质量比混合而成。
通过采用上述技术方案，通过将亚甲基二萘磺酸钠、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、过硫酸铵以特定比例复配形成减水剂，能使得减水剂对再生混凝土的减水效果更佳，还能改进填料的渗透率，进一步促进硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾与废旧建筑砼的填充配合，使得再生混凝土的拌合性和流动性更强，硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾更容易进入到废旧建筑砼的缝隙中，使得硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾能更充分地填充于废旧建筑砼的缝隙中，使得所制备的再生混凝土的抗渗性能得到较大提升，并且延缓水化发热速率，避免混凝土出现开裂现象，能进一步增强混凝土的抗裂性能。
优选的，所述利用废旧建筑砼制备的再生混凝土还包括以下质量份数的组分：
氢硫基乙酸10-15份。
通过采用上述技术方案，通过硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾、氢硫基乙酸以特定比例进行复配，能进一步促进硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾、氢硫基乙酸进入到废旧建筑砼的缝隙中，将废旧建筑砼的缝隙进行填充，增强了废旧建筑砼的缝隙填充率，在提升再生混凝土的抗渗性能方面有明显效果，同时能提高混凝土的抗裂性能。
优选的，所述利用废旧建筑砼制备的再生混凝土还包括以下质量份数的组分：
增效剂1.5-2份。
通过采用上述技术方案，通过在再生混凝土中还添加有增效剂，增效剂能提升拌合混凝土的和易性，减少泌水现象，在抗冻融、抗碳化方面能提高混凝土的抗冻融和抗碳化能力，能使再生混凝土的密实性增强，进一步提高混凝土的抗渗性。
第二方面，本申请提供一种利用废旧建筑砼制备的再生混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
一种利用废旧建筑砼制备的再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)将废旧建筑砼进行粉碎，清洗，筛分，得到再生骨料；
步骤2)将再生骨料与硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾、氢硫基乙酸进行混合，得到混合物；
步骤3)将混合物与胶凝材料、粗骨料、细骨料、减水剂、增效剂与水进行混合，得到利用废旧建筑砼制备的再生混凝土。
通过采用上述技术方案，将各原料进行充分混合，混合后对再生骨料的缝隙进行填充，硫酸镁和硫酸钠与水混合后具有较高的流动性，能进一步促进碳酸锂、磷酸二氢钾和胶凝材料的成分可以进入到再生骨料的缝隙中，与缝隙内壁形成粘接，较大程度将再生骨料的缝隙进行填充，增大再生混凝土的抗渗性能，同时具有更好的抗裂性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾，废旧建筑砼经过一系列处理后，在进行拌合的过程中，硫酸钠、硫酸镁与水混合后能增大混凝土拌合时的流动性和和易性，带动碳酸锂、磷酸二氢钾更易进入到废旧建筑砼存在的缝隙中从而填充缝隙，提高混凝土的密实性，增大再生混凝土的抗渗性能。
2、本申请中优选通过将亚甲基二萘磺酸钠、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、过硫酸铵以特定比例复配形成减水剂，进一步促进硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾与废旧建筑砼的填充配合，使得再生混凝土的拌合性和流动性更强，硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾更容易进入到废旧建筑砼的缝隙中进行填充，使得所制备的再生混凝土的抗渗性能得到较大提升，同时能够进一步提高再生混凝土的抗裂性能。
3、本申请通过还添加有氢硫基乙酸，将通过硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾、氢硫基乙酸以特定比例进行复配，能进一步促进硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾、氢硫基乙酸进入到废旧建筑砼的缝隙中，将废旧建筑砼的缝隙进行填充，增强了废旧建筑砼的缝隙填充率，在提升再生混凝土的抗渗性能方面有明显效果，同时能提高混凝土的抗裂性能。
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所用到的各组分的来源信息详见表1。
表1
Figure BDA0002989409160000061
Figure BDA0002989409160000071
实施例1
一种利用废旧建筑砼制备的再生混凝土，包括胶凝材料、粗骨料、细骨料、硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾、水。
胶凝材料为华润PII42.5R水泥与光大P.042.5R水泥、S95级矿粉、Ⅱ级粉煤灰。
粗骨料为废旧建筑砼。
细骨料为河砂，河砂细度模数为2.4。
本实施例还公开一种利用废旧建筑砼制备的再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)将900kg的废旧建筑砼投入粉碎机，搅拌，转速为600r/min，粉碎10min，清洗，进行筛分，筛分粒径为25mm，得到再生骨料；
步骤2)将再生骨料投入搅拌机，依次加入20kg的硫酸镁、30kg的碳酸锂、15kg的硫酸钠、15kg的磷酸二氢钾，搅拌，转速为500r/min，搅拌10min，得到混合物；
步骤3)在混合物中投入50kg的华润PII42.5R水泥、50kg的光大P.042.5R水泥、75kg的S95级矿粉、90kg的Ⅱ级粉煤灰、800kg的河砂、160kg的水，继续搅拌，转速为500r/min，搅拌10min，得到利用废旧建筑砼制备的再生混凝土。
实施例2
与实施例1相比，区别仅在于：
步骤2)中，硫酸镁的添加量为22kg，碳酸锂的添加量为31kg，硫酸钠的添加量为17kg，磷酸二氢钾的添加量为17kg。
实施例3
与实施例1相比，区别仅在于：
步骤2)中，硫酸镁的添加量为32kg，碳酸锂的添加量为33kg，硫酸钠的添加量为19kg，磷酸二氢钾的添加量为19kg。
实施例4
与实施例1相比，区别仅在于：
步骤3)中，还添加有5kg的聚羧酸缓凝高效减水剂。
实施例5
与实施例4相比，区别仅在于：
减水剂由2.5kg的甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、2.5kg的乙氧基聚乙二醇丙烯酸酯混合而成的。
实施例6
与实施例4相比，区别仅在于：
减水剂由亚甲基二萘磺酸钠、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、过硫酸铵以1:1:2的质量比混合而成的。
实施例7
与实施例4相比，区别仅在于：
减水剂由亚甲基二萘磺酸钠、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、过硫酸铵以1:2:2.5的质量比混合而成的。
实施例8
与实施例1相比，区别仅在于：
步骤2)中，还添加有10kg的氢硫基乙酸。
实施例9
与实施例1相比，区别仅在于：
步骤3)中，还添加有1.5kg的CTF增效剂。
实施例10
与实施例1相比，区别仅在于：
粗骨料包括废旧建筑砼、1-2石，1-2石的粒径为16mm；
步骤1)中，废旧建筑砼的添加量为500Kg；
步骤2)中，硫酸镁的添加量为35kg，碳酸锂的添加量为35kg，硫酸钠的添加量为20kg，磷酸二氢钾的添加量为20kg，还添加有15kg的氢硫基乙酸；
步骤3)中，还加入有510kg的1-2石，华润PII42.5R水泥的添加量为60kg，S95级矿粉的添加量为85kg，河砂的添加量为900kg，水的添加量为175kg，还添加有5.5kg的聚羧酸缓凝高效减水剂、2kg的CTF增效剂。
对比例1
与实施例1相比，区别仅在于：
在制备利用废旧建筑砼制备的再生混凝土时，用等量的纳米二氧化钛替换硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾。
对比例2
与实施例1相比，区别仅在于：
在制备利用废旧建筑砼制备的再生混凝土时，用等量的纳米二氧化钛替换硫酸镁。
对比例3
与实施例1相比，区别仅在于：
在制备利用废旧建筑砼制备的再生混凝土时，用等量的纳米二氧化钛替换碳酸锂。
对比例4
与实施例1相比，区别仅在于：
在制备利用废旧建筑砼制备的再生混凝土时，用等量的纳米二氧化钛替换硫酸钠。
对比例5
与实施例1相比，区别仅在于：
在制备利用废旧建筑砼制备的再生混凝土时，用等量的纳米二氧化钛替换磷酸二氢钾。
实验1
抗渗性能测试
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》中按抗渗透高度法对实施例1～10、对比例1～5制备的利用废旧建筑砼制备的再生混凝土进行抗渗性能的测试，得到的渗水高度越小表示抗渗性能越强。
实验2
抗裂性能测试
按照混凝土抗裂性能圆环法对实施例1～10、对比例1～5制备的利用废旧建筑砼制备的再生混凝土进行早期裂缝开裂时间的测试，混凝土抗裂性能的评价方法是试件环立面出现裂缝的间隔时间越长，说明混凝土的抗裂性能越好。
实验1～2的检测数据详见表2。
表2
渗水高度(mm) 开裂时间(h)
实施例1 21 45.6
实施例2 16 45.2
实施例3 17 45.4
实施例4 21 45.9
实施例5 17 46.1
实施例6 16 58.7
实施例7 16 58.2
实施例8 15 61.1
实施例9 16 45.5
实施例10 11 68.3
对比例1 40 42.8
对比例2 42 42.3
对比例3 41 41.9
对比例4 42 42.1
对比例5 41 42.5
根据表2中，实施例1与对比例1的数据对比可得，在利用废旧建筑砼制备的再生混凝土中添加有硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾，所得的利用废旧建筑砼制备的再生混凝土的渗水高度明显降低，硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾对利用废旧建筑砼制备的再生混凝土的抗渗性能有明显增强的效果。
根据表2中，实施例1分别与对比例2～5的数据对比可得，在利用废旧建筑砼制备的再生混凝土中添加有硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾，所得的利用废旧建筑砼制备的再生混凝土的渗水高度明显降低，硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾对利用废旧建筑砼制备的再生混凝土的抗渗性能有明显增强的效果。
根据表2中，实施例1分别与实施例2、3的数据对比可得，在再生混凝土中使用硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾优选的配比，所得的利用废旧建筑砼制备的再生混凝土的渗水高度有所降低，在一定程度上具有增强利用废旧建筑砼制备的再生混凝土抗渗性能的效果。
根据表2中，实施例5与实施例4的数据对比可得，在利用废旧建筑砼制备的再生混凝土中添加有甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、氧基聚乙二醇丙烯酸酯混合而成的减水剂，所得的利用废旧建筑砼制备的再生混凝土的渗透高度有所降低，甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、氧基聚乙二醇丙烯酸酯混合而成的减水剂在一定程度上能使利用废旧建筑砼制备的再生混凝土的抗渗性能提高。
根据表2中，实施例4分别与实施例6、7的数据对比可得，在利用废旧建筑砼制备的再生混凝土中添加亚甲基二萘磺酸钠、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、过硫酸铵以特定比例复配的减水剂，所得的利用废旧建筑砼制备的再生混凝土的渗透高度有所降低，开裂时间有所延长，亚甲基二萘磺酸钠、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、过硫酸铵复配的减水剂在一定程度上能使利用废旧建筑砼制备的再生混凝土的抗渗性能和抗裂性能提高。
根据表2中，实施例8与实施例1的数据对比可得，在利用废旧建筑砼制备的再生混凝土中还添加氢硫基乙酸，所得的利用废旧建筑砼制备的再生混凝土的渗透高度有所降低，氢硫基乙酸与硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾组合在一定程度上能使再生混凝土的抗渗性能提高，开裂时间有所延长，氢硫基乙酸与硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾组合在一定程度上能使利用废旧建筑砼制备的再生混凝土的抗裂性能提高。
根据表2中，实施例9与实施例1的数据对比可得，在利用废旧建筑砼制备的再生混凝土中还添加CTF增效剂，所得的利用废旧建筑砼制备的再生混凝土的渗透高度有所降低，CTF增效剂在一定程度上可以提高利用废旧建筑砼制备的再生混凝土的抗渗性能。
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)

1.一种利用废旧建筑砼制备的再生混凝土，其特征在于：包括以下质量份数的组分：
胶凝材料265-285份；
粗骨料900-1100份；
细骨料800-900份；
硫酸镁20-35份；
碳酸锂30-35份；
硫酸钠15-20份；
磷酸二氢钾15-20份；
水160-175份；
氢硫基乙酸10-15份；
减水剂5-5.5份；
所述减水剂由亚甲基二萘磺酸钠、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、过硫酸铵以1:(1-2):(2-2.5)的质量比混合而成；
所述粗骨料中至少包括废旧建筑砼。
2.根据权利要求1所述的利用废旧建筑砼制备的再生混凝土，其特征在于：包括以下质量份数的组分：
胶凝材料265-285份；
粗骨料900-1100份；
细骨料800-900份；
硫酸镁22-32份；
碳酸锂31-33份；
硫酸钠17-19份；
磷酸二氢钾17-19份；
水160-175份；
氢硫基乙酸10-15份；
减水剂5-5.5份；
所述减水剂由亚甲基二萘磺酸钠、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、过硫酸铵以1:(1-2):(2-2.5)的质量比混合而成；
所述粗骨料中至少包括废旧建筑砼。
3.根据权利要求1所述的利用废旧建筑砼制备的再生混凝土，其特征在于：所述利用废旧建筑砼制备的再生混凝土还包括以下质量份数的组分：
增效剂1.5-2份。
4.根据权利要求3所述的一种利用废旧建筑砼制备的再生混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1）将废旧建筑砼进行粉碎，清洗，筛分，得到再生骨料；
步骤2）将再生骨料与硫酸镁、碳酸锂、硫酸钠、磷酸二氢钾、氢硫基乙酸进行混合，得到混合物；
步骤3）将混合物与胶凝材料、粗骨料、细骨料、减水剂、增效剂与水进行混合，得到利用废旧建筑砼制备的再生混凝土。
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