CN113135713B - 一种高强度再生混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及混凝土生产的领域，具体公开了一种高强度再生混凝土及其制备方法。高强度再生混凝土包括再生粗骨料、再生细骨料、石、矿粉、水泥、水、粉煤灰、砂、萜烯酚树脂、硫酸铝、硅灰；其制备方法为：首先将硫酸铝与硅灰混合搅拌得到第一混合物，然后将再生粗骨料与再生细骨料混合搅拌后再加入至第一混合物内，得到第二混合物，接着将预加热的萜烯酚树脂加入至第二混合物内并搅拌，得到第三混合物，最后再将剩余原料组分加入至第三混合物中并混合均匀，即可得到高强度再生混凝土，本申请具有提升再生混凝土力学强度，同时扩大再生混凝土使用范围的效果。

Description

一种高强度再生混凝土及其制备方法
技术领域
本申请涉及混凝土生产的领域，更具体地说，它涉及一种高强度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一系列的加工步骤后，再按一定比例与级配混合，部分或全部代替砂石等天然集料，最后再加入水泥、水等物料配制而成的新混凝土。
目前将废弃建筑物混凝土形成的建筑垃圾通过碎化后形成再生混凝土进行循环利用，不仅处理了大量的建筑垃圾，而且还节省了建筑材料。现有的再生混凝土在加工时，一般需要将废弃的混凝土块依次经过破碎、清洗、分级等步骤，但是由于废弃混凝土块在破碎的过程中，骨料的内部容易产生微小裂缝，同时骨料的表面还会粘连一部分旧砂浆，导致再生混凝土自身的强度与耐久性会比天然混凝土低，因此目前的再生混凝土大多用于回填、路基等非结构非承重混凝土领域，影响了再生混凝土的使用范围。
发明内容
为了提升再生混凝土整体的力学强度，同时有效的扩大再生混凝土的使用范围，本申请提供一种高强度再生混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种高强度再生混凝土，采用如下的技术方案：一种高强度再生混凝土，由包括以下重量份数的原料制成：
再生粗骨料：550份-650份；
再生细骨料：330份-430份；
石：600份-800份；
矿粉：60份-70份；
水泥：210份-255份；
水：120份-250份；
粉煤灰：50份-70份；
砂：420份-650份；
萜烯酚树脂：10份-35份；
硫酸铝：2份-15份；
硅灰：25份-55份。
通过采用上述技术方案，通过萜烯酚树脂、硫酸铝与硅灰三者的相互协同配合，有效的增强了再生混凝土的力学强度，以达到加强再生混凝土整体抗裂性能、抗压性能与抗渗透性能的目的，在一定程度上拓宽了再生混凝土的使用范围，具有极大的经济价值。
关于性能加强的现象，发明人猜测，在加入硅灰后，硅灰粒子会迅速的填充到再生粗骨料与再生细骨料的各个孔隙中，然后在加入硫酸铝后，硫酸铝可以迅速的与硅灰粒子相结合，并迅速的覆盖在硅灰粒子的表面，从而提高了硅灰粒子与再生骨料的结合力度，另外，在加入萜烯酚树脂后，可以以一个较快的速度形成一层树脂覆膜层，并粘附在再生骨料的表面，以进一步提高硅灰粒子在再生骨料孔隙内的稳定性，进而在减少再生骨料孔隙率的同时，达到了提高再生混凝土整体抗裂性能、抗压性能与抗渗透性能的目的。
优选的，所述硫酸铝的重量份数为5-10份，所述萜烯酚树脂的重量份数为15-30份，所述硅灰的重量份数为25-50份。
通过采用上述技术方案，发明人发现，通过进一步缩小硫酸铝、萜烯酚树脂和硅灰三者重量份数的取值范围，可以更好的提升三者之间的协同效应，使得再生混凝土整体的力学性能得到更有效的加强，从而一定程度上增强了再生混凝土的使用强度。
优选的，所述萜烯酚树脂的粘度为1120mPa·s-1130mPa·s。
通过采用上述技术方案，通过将萜烯酚树脂的粘度范围控制在1120mPa·s-1130mPa·s，可以进一步提高再生混凝土的表观密度与抗压强度，同时还能有效的降低再生混凝土的电通量，从而能够更有效的增强再生混凝土内部的力学性能，在一定程度上能够延长了再生混凝土的使用寿命。
优选的，所述高强度再生混凝土还包括有萘系减水剂，所述萘系减水剂重量份数为2.5-5份。
通过采用上述技术方案，通过在原料组分中添加萘系减水剂并对萘系减水剂的重量进行控制，可以更好的增强再生混凝土的力学强度，从而能够进一步扩大再生混凝土的应用范围。
优选的，所述硅灰的粒径范围为0.15-0.25μm。
通过采用上述技术方案，通过将硅灰的粒径范围控制在0.15-0.25μm，可以更好的与硫酸铝发生协同效应，从而能够进一步提高硅灰粒子在骨料孔隙内的结合力度，进而更好的提高了再生混凝土的抗裂性能、抗压性能与抗渗透性能。
优选的，所述再生细骨料的粒径范围为2.5-3.5mm，所述再生粗骨料的粒径范围为5.25-6.5mm。
通过采用上述技术方案，通过将再生细骨料和再生粗骨料的粒径范围进行控制，可以使再生骨料能够更好的与萜烯酚树脂相互配合，以提高萜烯酚树脂与再生骨料的粘合力度，从而进一步增加再生混凝土的力学性能。
优选的，所述水泥为复合硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥和铝酸盐水泥的其中一种。
通过采用上述技术方案，通过选用复合硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥和铝酸盐水泥三者当中的一种，相比于其他种类的水泥，可以更好的与硫酸铝、萜烯酚树脂和硅灰三者发挥协同作用，从而能够有效的增强再生混凝土的力学强度。
优选的，所述石的粒径范围为6-20mm。
通过采用上述技术方案，通过将石的粒径范围控制在特定范围内，可以使得再生混凝土的抗压强度与表观密度的数值更高，同时还能够有效的降低再生混凝土的电通量，从而能够更好的提高再生混凝土的力学强度，进一步拓宽了再生混凝土的使用范围。
第二方面，本申请提供一种高强度再生混凝土的制造方法，采用如下的技术方案：
一种高强度再生混凝土的制造方法，包括以下步骤：
步骤一：按设定比例称取硫酸铝与硅灰，并将硫酸铝与硅灰混合搅拌50-60s，混合均匀，得到第一混合物；
步骤二：按设定比例称取再生粗骨料与再生细骨料，并搅拌0.25h-0.5h,混合均匀后再加入至第一混合物中，得到第二混合物；
步骤三：按设定比例称取萜烯酚树脂，将萜烯酚树脂加热至80～148℃，然后再将预热后的萜烯酚树脂加入至第二混合物中，搅拌0.5-1h，混合均匀，得到第三混合物；
步骤四：按重量份称取剩余原料组分，并将剩余原料组分加入至第三混合物中，搅拌1.5h-2.5h，混合均匀，即可得到高强度再生混凝土。
通过采用上述技术方案，发明人猜测，硫酸铝、硅灰和萜烯酚树脂三者在经过了一定时间的混合搅拌后，产生了一定的协同作用，从而使得再生混凝土自身的内聚力得到有效的加强，进而更好的提升了再生混凝土整体的力学强度。
优选的，在步骤四中，在添加剩余原料组分至第三混合物时，一并添加重量份为2.5份-5份的萘系减水剂。
通过采用上述技术方案，发明人猜测，萘系减水剂的加入能够有效的降低硅灰的吸水性能，同时有利于优化再生混凝土中水分与各原料组分之间的配比，从而能够进一步提高再生混凝土的内在的力学性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、通过萜烯酚树脂、硫酸铝与硅灰三者的相互协同配合，有效的增强了再生混凝土的力学强度，以达到加强再生混凝土整体抗裂性能、抗压性能与抗渗透性能的目的，在一定程度上拓宽了再生混凝土的使用范围，具有极大的经济价值；
2、通过进一步缩小硫酸铝、萜烯酚树脂和硅灰三者重量份数的取值范围，可以更好的提升三者之间的协同效应，使得再生混凝土整体的力学性能得到更有效的加强，在一定程度上增强了再生混凝土的使用强度；
3、硫酸铝、硅灰和萜烯酚树脂三者在经过了一定时间的混合搅拌后，产生了一定的协同作用，从而使得再生混凝土自身的内聚力得到加强，进而更好的提升了再生混凝土整体的力学强度。
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。
表1-原料的来源和型号
原料名称 型号 厂家
萜烯酚树脂 803L 东莞市富豪化工有限公司
萘系减水剂 济南振超化工有限公司
表2-实施例1-3中，各原料组分的具体投入量(单位kg)
Figure BDA0003068460600000051
Figure BDA0003068460600000061
实施例1
一种高强度再生混凝土，各物质的重量份参照表2中的实施例1，其制备方法包括以下步骤：
步骤一：按设定比例称取硫酸铝与硅灰，并将硫酸铝与硅灰以转速240r/min，混合搅拌60s，混合均匀，得到第一混合物；
步骤二：按设定比例称取再生粗骨料与再生细骨料，转速90r/min，并搅拌0.5h,混合均匀后再加入至第一混合物中，得到第二混合物；
步骤三：按设定比例称取萜烯酚树脂，将萜烯酚树脂加热至80℃，然后再将预热后的萜烯酚树脂加入至第二混合物中，转速90r/min，搅拌0.5h，混合均匀，得到第三混合物；
步骤四：按重量份称取剩余原料组分，并将剩余原料组分加入至第三混合物中，转速60r/min，搅拌2.5h，混合均匀，即可得到高强度再生混凝土。
实施例2
一种高强度再生混凝土，各物质的重量份参照表2中的实施例2，与实施例1的区别在于，步骤一中的搅拌时间为50s；步骤二中的搅拌时间为0.25h，步骤三中的加热温度为148℃，搅拌时间为1h；步骤四中的搅拌时间为1.5h。
实施例3
一种高强度再生混凝土，各物质的重量份参照表2中的实施例3，与实施例1的区别在于，步骤一中的搅拌时间为55s；步骤二中的搅拌时间为0.4h，步骤三中的加热温度为100℃，搅拌时间为0.8h；步骤四中的搅拌时间为2h。
实施例4
一种高强度再生混凝土，与实施例3的不同之处在于，硫酸铝的用量为10kg，萜烯酚树脂的用量为15kg，硅灰的用量为50kg。
实施例5
一种高强度再生混凝土，与实施例3的不同之处在于，硫酸铝的用量为5kg，萜烯酚树脂的用量为30kg，硅灰的用量为25kg。
实施例6
一种高强度再生混凝土，与实施例3的不同之处在于，硫酸铝的用量为8kg，萜烯酚树脂的用量为20kg，硅灰的用量为35kg。
实施例7
一种高强度再生混凝土，与实施例6的区别在于，萜烯酚树脂的粘度为1130mPa·s。
实施例8
一种高强度再生混凝土，与实施例6的区别在于，萜烯酚树脂的粘度为1120mPa·s。
实施例9
一种高强度再生混凝土，与实施例6的区别在于，萜烯酚树脂的粘度为1125mPa·s。
实施例10
一种高强度再生混凝土，与实施例9的区别在于，原料还包括有用量为5kg的萘系减水剂，其中，在步骤四中，当添加剩余原料组分至第三混合物时，将萘系减水剂一并添加。
实施例11
一种高强度再生混凝土，与实施例9的区别在于，原料还包括有用量为2.5kg的萘系减水剂，其中，在步骤四中，当添加剩余原料组分至第三混合物时，将萘系减水剂一并添加。
实施例12
一种高强度再生混凝土，与实施例9的区别在于，原料还包括有用量为3kg的萘系减水剂，其中，在步骤四中，当添加剩余原料组分至第三混合物时，将萘系减水剂一并添加。
实施例13
一种高强度再生混凝土，与实施例12的区别在于，硅灰的粒径范围为0.15-0.25μm。
实施例14
一种高强度再生混凝土，与实施例13的区别在于，再生粗骨料的粒径范围为5.25-6.5mm，再生细骨料的粒径范围为2.5-3.5mm。
实施例15
一种高强度再生混凝土，与实施例14的区别在于，石的粒径范围为6-20mm。
对比例
对比例1
一种高强度再生混凝土，与实施例3的区别在于，硫酸铝采用砂替代。
对比例2
一种高强度再生混凝土，与实施例3的区别在于，硅灰采用砂替代。
对比例3
一种高强度再生混凝土，与实施例3的区别在于，萜烯酚树脂采用砂替代。
对比例4
一种高强度再生混凝土，与实施例3的区别在于，硫酸铝、硅灰和萜烯酚树脂均采用砂替代。
性能检测试验
抗裂性能，采用GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》检测实施例1-15和对比例1-4制备的高强度再生混凝土的表观密度(kg/m3)，表观密度的数值越高，高强度再生混凝土的抗裂性能越好。
抗压性能,采用GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》检测实施例1-15和对比例1-4制备的高强度再生混凝土的28d抗压强度(MPa)，抗压强度的数值越高，高强度再生混凝土的抗压性能越好。
抗渗透性能，采用GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性性能试验方法标准》检测实施例1-15和对比例1-4制备的高强度再生混凝土的28d电通量(C)，电通量的数值越小，高强度再生混凝土的抗渗透性能越好。
表3-实施例1-15和对比例1-4的试验数据汇总
Figure BDA0003068460600000081
Figure BDA0003068460600000091
根据表3中实施例3和对比例1-4的试验数据对比可知，当硫酸铝、萜烯酚树脂与硅灰三者相互配合并共同作用在再生混凝土中时，再生混凝土的表观密度与抗压强度均有明显的增大，同时使得再生混凝土的电通量有较大程度的下降，有效提高了再生混凝土的抗裂性能、抗压性能与抗渗透性能，即使得再生混凝土具有较高的力学强度。
根据表3中实施例3-6的试验数据对比可知，通过将硫酸铝、萜烯酚树脂与硅灰三者的重量比进行控制，可以进一步的促使硫酸铝、萜烯酚树脂与硅灰三者产生更好的协同效应，更有效的增强了三者相互配合的效果，可能更好的增强再生混凝土内部的力学性能，从而能够进一步提高再生混凝土的抗裂性能、抗压性能与抗渗透性能。
根据表3中实施例6-9的试验数据对比可知，通过将萜烯酚树脂的粘度控制在一定范围内，可以提高贴萜烯酚树脂的作用，从而能够有利于进一步增强再生混凝土的抗裂性能、抗压性能与抗渗透性能。
根据表3中实施例9-12的试验数据对比可知，通过加入萘系减水剂并对萘系减水剂的重量比进行控制，可能更好的提升了再生混凝土内部的力学性能，同时提高了硫酸铝、萜烯酚树脂与硅灰三者的协同效应，进一步增强了再生混凝土的抗裂性能、抗压性能与抗渗透性能。
根据表3中12-13的试验数据对比可知，通过对硅灰的粒径范围进行控制，可以进一步提高再生混凝土的表观密度与抗压强度，同时还能有效的降低再生混凝土的电通量，一定程度上增强了再生混凝土的力学强度。
根据表3中13-14的试验数据对比可知，通过对再生粗骨料与再生细骨料二者的粒径范围进行控制，可以使硫酸铝、萜烯酚树脂与硅灰三者更好地产生相互协同的作用，从而更好的提高再生混凝土的抗裂性能、抗压性能与抗渗透性能，进而能够更有效的对再生混凝土的力学强度进行增强。
根据表3中14-15的试验数据对比可知，通过将石的粒径范围控制在一定范围内，能够在提高再生混凝土的表观密度和抗压强度的同时，还能够进一步有效的降低再生混凝土的电通量，从而能够更有效的提升再生混凝土整体的力学性能，达到拓宽再生混凝土应用场景的目的，具有极大的经济价值。
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)

1.一种高强度再生混凝土，其特征在于：所述高强度再生混凝土由以下重量份数的原料制成：
再生粗骨料：550份-650份；
再生细骨料：330份-430份；
石：600份-800份；
矿粉：60份-70份；
水泥：210份-255份；
水：120份-250份；
粉煤灰：50份-70份；
砂：420份-650份；
萜烯酚树脂：10份-35份；
硫酸铝：2份-15份；
硅灰：25份-55份；
萘系减水剂：2.5-5份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度再生混凝土，其特征在于：所述硫酸铝的重量份数为5-10份，所述萜烯酚树脂的重量份数为15-30份，所述硅灰的重量份数为25-50份。
3.根据权利要求1所述的一种高强度再生混凝土，其特征在于：所述萜烯酚树脂的粘度为1120mPa·s-1130mPa·s。
4.根据权利要求1所述的一种高强度再生混凝土，其特征在于：所述硅灰的粒径范围为0.15-0.25μm。
5.根据权利要求1所述的一种高强度再生混凝土，其特征在于：所述再生细骨料的粒径范围为2.5-3.5mm，所述再生粗骨料的粒径范围为5.25-6.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种高强度再生混凝土，其特征在于：所述水泥为复合硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥和铝酸盐水泥的其中一种。
7.根据权利要求1所述的一种高强度再生混凝土，其特征在于：所述石的粒径范围为6-20mm。
8.一种高强度再生混凝土的制造方法，用于制备如权利要求1-7任一所述的一种高强度再生混凝土，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：按设定比例称取硫酸铝与硅灰，并将硫酸铝与硅灰混合搅拌50-60s，混合均匀，得到第一混合物；
步骤二：按设定比例称取再生粗骨料与再生细骨料，并搅拌0.25h-0.5h,混合均匀后再加入至第一混合物中，得到第二混合物；
步骤三：按设定比例称取萜烯酚树脂，将萜烯酚树脂加热至80～148℃，然后再将预热后的萜烯酚树脂加入至第二混合物中，搅拌0.5-1h，混合均匀，得到第三混合物；
步骤四：按重量份称取剩余原料组分，并将剩余原料组分加入至第三混合物中，搅拌1.5h-2.5h，混合均匀，即可得到高强度再生混凝土。
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