CN113087427A - 一种基于偏高岭土浆体浸泡的再生骨料及其改性方法 - Google Patents

一种基于偏高岭土浆体浸泡的再生骨料及其改性方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于偏高岭土浆体浸泡的再生骨料改性方法，其主要包括以下步骤：制备原材料，按重量计，分别称取偏高岭土60～90份、粉煤灰30～65份、硅灰30～65份、减水剂0.5～1.5份、碱性激发剂2～3.5份、水玻璃溶液2～3份、水35～60份；将偏高岭土、粉煤灰和硅灰按述比例混合搅拌均匀，得到干混料；将水、减水剂、碱性激发剂和水玻璃溶液按比例进行混合并搅拌均匀后，得到混合液；将干混料与混合液按比例进行混合并搅拌均匀后，得到偏高岭土浆体；将再生粗骨料进行预处理后，浸泡于偏高岭土浆体中，至吸水饱和后滤出，干燥，即可得到改性后的再生骨料。本发明所述方法能够最大程度的利用现有的废弃物，可实现工业废弃物资源化利用。

Description

一种基于偏高岭土浆体浸泡的再生骨料及其改性方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于偏高岭土浆体浸泡的再生骨料改性方法。
背景技术
随着城市化建设的大规模进行，大量的建筑被拆除，使建筑垃圾大量堆存而无法消耗。建筑垃圾包括渣土、废旧混凝土、废旧砖石及其他废弃物。在现有技术中，建筑拆除垃圾的主要处理方式是就地填埋、路基利用，以及利用再生骨料制作再生砖，生产再生混凝土等。其中利用建筑垃圾生产再生骨料，通过添加水泥、粉煤灰等辅料，生产多种建筑产品是较为环保经济的一种方式。然而通过建筑垃圾制备成的再生骨料，由于建筑垃圾自身的缺陷性即表面存在大量微裂缝，导致其强度一般偏低，孔隙率和吸水性较高，不利于工程使用。
因此，为使再生骨料能够在工程上大量使用，对再生骨料进行表面改性处理是十分有必要的。目前的再生骨料改性主要有两种办法，一种是物理提纯改性方法，通过机械强化、加热研磨、湿法处理等方法去除、弱化再生骨料表面的砂浆层；一种是化学强化改性方法，通过聚合物溶液、微粉、CO2碳化强化等方法填充再生骨料表面的孔隙，改善其物理性能。
然而以上办法都存在一些不足，如出现碱硅反应、有机聚合物和混凝土的兼容性不好等问题，因此有必要研制出一种高效、新颖的骨料改性方法，使再生骨料克服强度低、吸水率少的问题，使再生骨料满足当前建筑的要求。
发明内容
本发明目的在于进一步优化再生骨料改性方法，修补再生骨料表面砂浆层的微裂缝，填充再生骨料表面的孔隙，降低再生骨料的吸水率，提高再生骨料的强度，增强改性骨料和混凝土的粘接强度，进而提高再生骨料的性能。一方面缓解了废弃混凝土大量堆存对生态环境的污染问题，将其作为绿色建筑材料推广应用；另一方面充分利用再生骨料，进一步保护环境，做到绿色生产。
本发明提供一种基于偏高岭土浆体浸泡的再生骨料的改性方法，主要包括以下步骤：
S1：制备原材料，按重量计，分别称取偏高岭土60～90份、粉煤灰30～65 份、硅灰30～65份、减水剂0.5～1.5份、碱性激发剂2～3.5份、水玻璃溶液2～3 份、水35～60份；
S2、将偏高岭土、粉煤灰和硅灰按述比例混合，搅拌均匀，得到干混料；
S3、将水、减水剂、碱性激发剂和水玻璃溶液按比例进行混合并搅拌均匀后，得到混合液；
S4、将S2制得的干混料与S3制得的混合液按比例进行混合并搅拌均匀后，得到偏高岭土浆体；
S5、将再生粗骨料进行预处理后，浸泡于S4制得的偏高岭土浆体中，至吸水饱和后滤出，干燥，即可得到改性后的再生骨料。
进一步地，所述碱性激发剂为40％浓度的NaOH溶液。
进一步地，所述水玻璃溶液的浓度为10％。
进一步地，所述改性后的再生骨料24h的吸水率为4％～7％。
进一步地，S5中再生粗骨料为粒径为5-25mm的废弃混凝土。
进一步地，S5中再生粗骨料的预处理步骤为：将再生粗骨料放入水中浸泡24h后过滤。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明所述基于偏高岭土浆体浸泡的再生骨料的改性方法，其具有以下优点：
1、本发明采用的偏高岭土、硅灰和粉煤灰具有比表面积大、反应活性高等特点，适宜于碱条件激发形成高强度胶凝材料，有利于高强度、高耐久性能建材的制备，能够最大程度的利用现有的废弃物，可实现工业废弃物资源化利用；
2、本发明采用NaOH溶液、水玻璃溶液和偏高岭土，在两者的作用下，OH- 离子打破了粉煤灰中Al-O、Si-O键的网络结构后成低活性状态，利用碱性激发剂、活性硅铝矿物掺和料，经自然水化生成钙矾石和C-S-H凝胶将再生骨料包裹起来，填充再生骨料内部孔隙，修补再生骨料表面砂浆微裂缝，降低了再生骨料吸水率；
3、本发明所述方法具有操作简单，制备原料简单易获取，成本低，偏高岭土浆体的浓度易调节，方便实现功能化；
4、本发明极大地降低工业固废排放对环境的负担，也降低成本，减少资源消耗，在大量消纳工业固废物的同时，实现产品的功能化、绿色化和高值化，具有良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地描述。
本发明的实施例提供了一种基于偏高岭土浆体浸泡的再生骨料的改性方法，主要包括以下步骤：
S1：制备原材料，按重量计，分别称取偏高岭土60～90份、粉煤灰30～65 份、硅灰30～65份、减水剂0.5～1.5份、碱性激发剂2～3.5份、水玻璃溶液2～3 份、水35～60份；其中，所述碱性激发剂为40％浓度的NaOH溶液，所述水玻璃溶液的浓度为10％；
S2、将偏高岭土、粉煤灰和硅灰按述比例混合，搅拌均匀，得到干混料；
S3、将水、减水剂、碱性激发剂和水玻璃溶液按比例进行混合并搅拌均匀后，得到混合液；
S4、将S2制得的干混料与S3制得的混合液按比例进行混合并搅拌均匀后，得到偏高岭土浆体；
S5、将再生粗骨料放入水中浸泡24h，滤出，称取2kg的再生粗骨科测定吸水率，再将浸泡后的再生粗骨科浸泡于S4制得的偏高岭土浆体中，至吸水饱和后滤出，晾干，即可得到改性后的再生骨料，将改性后的再生骨料放入水中浸泡24h，滤出，称取2kg的改性后的再生骨料测定吸水率。其中，再生粗骨料选用废弃混凝土，并经鄂式破碎机破碎后，其粒径为5-25mm。其中，可通过调节各物料的配比，来达到调节偏高岭土浆体浓度的目的，进而提高对再生粗骨料包裹的完整性，方便实现功能化。
经过本发明所述方法改性后再生骨料，其24h的吸水率为4％～7％。
在本发明中，利用碱性激发剂、活性硅铝矿物掺和料，形成偏高岭土浆体，将再生粗骨料进行包裹从而填充内部孔隙，修补表面微裂缝，从而改善再生骨料的性能，降低再生骨料吸水率，减少再生混凝土用水量，同时明显提高再生骨料混凝土强度，提高再生骨料在混凝土中的利用率。
此外，本发明采用NaOH溶液、水玻璃溶液和偏高岭土，在其作用下，OH- 离子打破了粉煤灰中Al-O、Si-O键的网络结构后成低活性状态，利用碱性激发剂、活性硅铝矿物掺和料，经自然水化生成钙矾石和C-S-H凝胶将再生骨料包裹起来，填充再生骨料内部孔隙，修补再生骨料表面砂浆微裂缝，降低了再生骨料吸水率。
<实施例1>
S1、制备原材料，按重量计，分别称取偏高岭土60份、粉煤灰30份、硅灰30份、减水剂0.5份、40％浓度NaOH溶液2份、10％浓度水玻璃溶液2份、水35份；
S2、将偏高岭土、粉煤灰和硅灰按述比例混合放入搅拌器中，搅拌均匀，得到干混料；
S3、将水、减水剂、碱性激发剂和水玻璃溶液按比例进行放入容量桶中，进行混合并搅拌均匀后，得到混合液；
S4、将S2制得的干混料与S3制得的混合液按比例进行混合并搅拌均匀后，得到偏高岭土浆体；
S5、取粒径为5-25mm的再生粗骨料，放入水中浸泡24h，滤出，称取2kg 的再生粗骨科测定吸水率，再将浸泡后的再生粗骨科浸泡于S4制得的偏高岭土浆体中，至吸水饱和后滤出，晾干，即可得到改性后的再生骨料，将改性后的再生骨料放入水中浸泡24h，滤出，称取2kg的改性后的再生骨料测定吸水率。
本实施例测得浸泡后的再生粗骨料吸水率为10.3％，浸泡后的改性后的再生骨料吸水率为4.3％。
<实施例2>
S1、制备原材料，按重量计，分别称取偏高岭土70份、粉煤灰40份、硅灰40份、减水剂0.8份、40％浓度NaOH溶液2.5份、10％浓度水玻璃溶液2.2 份、水40份；
S2、将偏高岭土、粉煤灰和硅灰按述比例混合放入搅拌器中，搅拌均匀，得到干混料；
S3、将水、减水剂、碱性激发剂和水玻璃溶液按比例进行放入容量桶中，进行混合并搅拌均匀后，得到混合液；
S4、将S2制得的干混料与S3制得的混合液按比例进行混合并搅拌均匀后，得到偏高岭土浆体；
S5、取粒径为5-25mm的再生粗骨料，放入水中浸泡24h，滤出，称取2kg 的再生粗骨科测定吸水率，再将浸泡后的再生粗骨科浸泡于S4制得的偏高岭土浆体中，至吸水饱和后滤出，晾干，即可得到改性后的再生骨料，将改性后的再生骨料放入水中浸泡24h，滤出，称取2kg的改性后的再生骨料测定吸水率。
本实施例测得浸泡后的再生粗骨料吸水率为10.3％，浸泡后的改性后的再生骨料吸水率为4.5％。
<实施例3>
S1、制备原材料，按重量计，分别称取偏高岭土80份、粉煤灰50份、硅灰50份、减水剂1.1份、40％浓度NaOH溶液3份、10％浓度水玻璃溶液2.8 份、水50份；
S2、将偏高岭土、粉煤灰和硅灰按述比例混合放入搅拌器中，搅拌均匀，得到干混料；
S3、将水、减水剂、碱性激发剂和水玻璃溶液按比例进行放入容量桶中，进行混合并搅拌均匀后，得到混合液；
S4、将S2制得的干混料与S3制得的混合液按比例进行混合并搅拌均匀后，得到偏高岭土浆体；
S5、取粒径为5-25mm的再生粗骨料，放入水中浸泡24h，滤出，称取2kg 的再生粗骨科测定吸水率，再将浸泡后的再生粗骨科浸泡于S4制得的偏高岭土浆体中，至吸水饱和后滤出，晾干，即可得到改性后的再生骨料，将改性后的再生骨料放入水中浸泡24h，滤出，称取2kg的改性后的再生骨料测定吸水率。
本实施例测得浸泡后的再生粗骨料吸水率为10.3％，浸泡后的改性后的再生骨料吸水率为3.7％。
<实施例4>
S1、制备原材料，按重量计，分别称取偏高岭土90份、粉煤灰65份、硅灰65份、减水剂1.5份、40％浓度NaOH溶液3.5份、10％浓度水玻璃溶液3 份、水60份；
S2、将偏高岭土、粉煤灰和硅灰按述比例混合放入搅拌器中，搅拌均匀，得到干混料；
S3、将水、减水剂、碱性激发剂和水玻璃溶液按比例进行放入容量桶中，进行混合并搅拌均匀后，得到混合液；
S4、将S2制得的干混料与S3制得的混合液按比例进行混合并搅拌均匀后，得到偏高岭土浆体；
S5、取粒径为5-25mm的再生粗骨料，放入水中浸泡24h，滤出，称取2kg 的再生粗骨科测定吸水率，再将浸泡后的再生粗骨科浸泡于S4制得的偏高岭土浆体中，至吸水饱和后滤出，晾干，即可得到改性后的再生骨料，将改性后的再生骨料放入水中浸泡24h，滤出，称取2kg的改性后的再生骨料测定吸水率。
本实施例测得浸泡后的再生粗骨料吸水率为10.3％，浸泡后的改性后的再生骨料吸水率为4.8％。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于偏高岭土浆体浸泡的再生骨料的改性方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
S1：制备原材料，按重量计，分别称取偏高岭土60～90份、粉煤灰30～65份、硅灰30～65份、减水剂0.5～1.5份、碱性激发剂2～3.5份、水玻璃溶液2～3份、水35～60份；
S2、将偏高岭土、粉煤灰和硅灰按述比例混合，搅拌均匀，得到干混料；
S3、将水、减水剂、碱性激发剂和水玻璃溶液按比例进行混合并搅拌均匀后，得到混合液；
S4、将S2制得的干混料与S3制得的混合液按比例进行混合并搅拌均匀后，得到偏高岭土浆体；
S5、将再生粗骨料进行预处理后，浸泡于S4制得的偏高岭土浆体中，至吸水饱和后滤出，干燥，即可得到改性后的再生骨料。
2.根据权利要求1所述的基于偏高岭土浆体浸泡的再生骨料的改性方法，其特征在于，所述碱性激发剂为40％浓度的NaOH溶液。
3.根据权利要求1所述的基于偏高岭土浆体浸泡的再生骨料的改性方法，其特征在于，所述水玻璃溶液的浓度为10％。
4.根据权利要求1所述的基于偏高岭土浆体浸泡的再生骨料的改性方法，其特征在于，所述改性后的再生骨料24h的吸水率为4％～7％。
5.根据权利要求1所述的基于偏高岭土浆体浸泡的再生骨料的改性方法，其特征在于，S5中再生粗骨料为粒径为5-25mm的废弃混凝土。
6.根据权利要求1所述的再生骨料的改性方法，其特征在于，S5中再生粗骨料的预处理步骤为：将再生粗骨料放入水中浸泡24h后过滤。
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