CN113185203A - 一种再生混凝土制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种再生混凝土制备方法，旨在解决现有的海水再生混凝土结构工作稳定性、结构强度不高的问题，包括以下步骤：废旧混凝土经处理得到再生混凝土骨料颗粒；废旧轮胎经处理得到再生轮胎钢纤维；将改性水泥、海水、海砂、再生混凝土骨料颗粒、再生轮胎钢纤维、阻锈剂、胶凝剂、引气剂按比例搅拌，其中，改性水泥、海水、海砂、再生混凝土骨料颗粒、再生轮胎钢纤维、阻锈剂、胶凝剂、引气剂的质量比为1：0.5：1.5：0.5‑1：0.025‑0.1：0.001‑0.005：0.001‑0.004：0.001‑0.002；搅拌后浇筑到模具中成型，养护若干天。本发明从根本上解决了天然骨料日益匮乏和大量砂石开采对生态环境的破坏，保护了生态环境，利于人类社会的可持续发展。

Description

一种再生混凝土制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种再生混凝土制备方法。
背景技术
近年来，世界建筑业进入高速发展阶段，混凝土作为最大的人造材料对自然资源的占用及对环境造成的负面影响也引发了可持续发展问题的讨论；世界每年拆除的废旧混凝土、新建建筑产生的废弃混凝土以及混凝土工厂、预制构件厂排放的废旧混凝土的数量是巨大的。同时，预计今后废弃混凝土排放量将随着世界范围内社会化进程的加快，对原有建筑物的拆除、改造与日俱增。废弃混凝土传统的处理方法主要是将其运往郊外堆放或填埋，不仅要花费大量的运费，给环境造成二次污染，而且要占有大量宝贵的土地资源，并且简单地遗弃也是对自然资源的极大浪费；再生骨料混凝土的开发和应用，一方面解决了大量废弃混凝土处理困难以及由此造成的生态环境日益恶化等问题；另一方面，用建筑垃圾循环再生骨料替代天然骨料，可以减少建筑业对天然骨料的消耗，从而减少对天然砂石的开采，从根本上解决了天然骨料的日益匮乏和大量砂石开采对生态环境的破坏，保护了人类的生存环境，复合可持续发展的要求。
此外，在海岛或是远离内陆的海边地区的抢修抢险工程中，考虑到工期紧，淡水及河砂资源紧缺等问题，存在就地取材，利用既有建筑破碎后的再生骨料浇筑混凝土结构的现象。然而，直接采用含氯盐较高的海水、海砂，以及既有建筑循环再生材料制成的混凝土，可能会给建筑结构带来安全性与耐久性的重大隐患。
海水混凝土结构失效的主要原因是海水中富含的游离氯离子会破坏钢筋钝化膜，锈蚀迅速发展，腐蚀产物膨胀对混凝土保护层产生拉应力使得混凝土开裂，最终使钢筋混凝土结构失效。
因此，亟待研制出一种能显著提高海水海砂混凝土的工作稳定性，使目前不能用来制备混凝土的海水和海砂，实现就地利用，并制备出性能不低于淡水河砂的再生混凝土。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种再生混凝土制备方法，解决现有的海水再生混凝土结构工作稳定性、结构强度不高的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种再生混凝土制备方法，包括以下步骤：
S1、废旧混凝土通过破碎、分拣、筛分、清洗、干燥得到再生混凝土骨料颗粒；
S2、废旧轮胎通过破碎、分拣、清洗、干燥得到再生轮胎钢纤维；
S3、将改性水泥、海水、海砂、再生混凝土骨料颗粒、再生轮胎钢纤维、阻锈剂、胶凝剂、引气剂按比例搅拌，其中，所述改性水泥、海水、海砂、再生混凝土骨料颗粒、再生轮胎钢纤维、阻锈剂、胶凝剂、引气剂的质量比为1：0.5：1.5：0.5-1：0.025-0.1：0.001-0.005：0.001-0.004：0.001-0.002；
S4、搅拌后浇筑到模具中成型，养护若干天。
可选地，所述步骤S1中，具体包括：
S11、将废旧混凝土进行破碎，使得其块径小于50mm，并剥离钢筋；
S12、筛分成粒径为20-50mm、5-20mm和小于5mm的再生混凝土骨料颗粒；
S13、将粒径小于5mm的再生混凝土骨料颗粒继续破碎至粒径为0.3-0.8mm，将粒径为5-20mm的再生混凝土骨料颗粒继续破碎至粒径为0.8-1.5mm，将粒径为20-50mm的再生混凝土骨料颗粒继续破碎并重复步骤S12；
S14、将再生混凝土骨料颗粒导入酸性溶液浸泡5-10min，然后导入碱性溶液浸泡10-15min，再导入去离子水进行清洗；
S15、烘干后按粒径大小分类码放。
可选地，所述步骤S2中，具体包括：
S21、将废旧轮胎进行破碎，使得其块径在30-60mm之间；
S22、通过粉碎机进行研磨，得到钢丝混杂的胶粉、胶粒；
S23、由胶粉筛分磁选输送机组，将钢丝混杂的胶粉、胶粒通过皮带输送装置经过两道筛床筛选出的细料再经磁辊、磁选分离出钢丝，分离钢丝与胶粉、胶粒；
S24、清洗、烘干后得到再生轮胎钢纤维。
可选地，所述步骤S3中，所述改性水泥的制备包括选用浓度为2wt％的纳米SiO2溶液和水灰比为0.5的水泥净浆，并加入体积掺量为1.2-1.5％的PVA纤维。
可选地，所述步骤S3中，所述阻锈剂为五水偏硅酸钠。
可选地，所述步骤S3中，所述胶凝剂为粉煤灰、矿渣、石灰石粉、钢渣、硅灰、煤矸石、稻壳灰中的一种或几种混合。
可选地，所所述步骤S3中，所述引气剂为松香类引气剂或/和皂苷类引气剂。
本发明的有益效果：
1、将使用过的废旧混凝土、废旧轮胎重新制作成再生混凝土骨料颗粒和再生轮胎钢纤维，具有废物利用等良好优点，然后把改性水泥、海水、海砂、再生混凝土骨料颗粒、再生轮胎钢纤维、阻锈剂、胶凝剂、引气剂按比例搅拌，改善混凝土力学与物理性能的同时，显著提高海水海砂混凝土的护筋性及内部钢筋的耐蚀性，在降低强度损失、提高韧性、防裂抗渗、提高耐久度等方面发挥作用，制成高性能再生混凝土，从而减少了混凝土工业对天然砂石的开采，从根本上解决了天然骨料日益匮乏和大量砂石开采对生态环境的破坏，保护了生态环境，利于人类社会的可持续发展。
2、混凝土在使用过程中，通常先用钢筋预打底围出基础形状，之后将混凝土浇灌在其中，保持其结构强度，所以在回收利用时，先将混凝土块锤击成小块的混凝土块增强混凝土的比表面积，且在锤击过程中，混凝土与钢筋之间发生脱落，有助于将混凝土体系中的钢筋取出，然后将混凝土块根据粒径进行筛分，并进行打磨粉粹，将粒径小于5mm的打磨至0.3-0.8mm，打磨粉碎产生的粉末可用作矿粉，粒径为5-20mm和20-50mm经锤击、打磨粉碎之后得到粒径为0.8-1.5mm骨料；由于已经使用过的混凝土骨料可能出现碳化等化学变化，导致结构强度降低，所以将混凝土块打磨成粒径较小的骨料，用以保证再生混凝土的结构强度；浸泡在酸性溶液中对骨料表面的碳酸钙等进行去除，之后将其从酸性池中取出投入至碱性池中，碱与酸性池中的酸发生酯化反应，有助于将混凝土表面的脏污以及油性物质，如油性油漆等去除，并回复混凝土体系中的碱性环境。
3、利用废旧轮胎制得的钢纤维完全取代镀铜钢纤维，可以有效的降低再生混凝土的生产成本，实现废旧轮胎的资源化利用，减少废旧轮胎造成的黑色污染，具有良好的经济效益和环境效益，另外钢纤维的掺入，可以有效提高混凝土的抗拉、抗压性能，抗裂度明显提高，使用荷载下的裂缝宽度变小。
4、利用PVA的特性改善混凝土抗弯变形能力，同时与水泥基材料亲和性较好，具有良好的分散性，与混凝土粘结性能较好，增强效果显著。
5、阻锈剂的设置，由五水偏硅酸钠抑制海水拌和再生胶砂钢筋锈蚀，五水偏硅酸钠可以促进早期水泥水化，在水化后期可促进C-S-H的形成，同时使海水拌和再生胶砂平均孔径减小，无害孔比例增加。
6、胶凝剂的设置，可降低水化热，降低水泥用量，增强耐久性和混凝土长期强度。
7、引气剂的设置，使混凝土毛细管变得细小、曲折、分散，渗透通道减小，显著提高混凝土的抗冻性和耐久性。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考实施例来详细说明本申请。
实施例1：
一种再生混凝土制备方法，包括以下步骤：
S1、废旧混凝土通过破碎、分拣、筛分、清洗、干燥得到再生混凝土骨料颗粒；具体地，
S11、将废旧混凝土进行破碎，使得其块径小于50mm，并剥离钢筋；
S12、筛分成粒径为20-50mm、5-20mm和小于5mm的再生混凝土骨料颗粒；
S13、将粒径小于5mm的再生混凝土骨料颗粒继续破碎至粒径为0.3-0.8mm，将粒径为5-20mm的再生混凝土骨料颗粒继续破碎至粒径为0.8-1.5mm，将粒径为20-50mm的再生混凝土骨料颗粒继续破碎并重复步骤S12；
S14、将再生混凝土骨料颗粒导入酸性溶液浸泡5-10min，然后导入碱性溶液浸泡10-15min，再导入去离子水进行清洗；
S15、烘干后按粒径大小分类码放；
S2、废旧轮胎通过破碎、分拣、清洗、干燥得到再生轮胎钢纤维；具体地，
S21、将废旧轮胎进行破碎，使得其块径在30-60mm之间；
S22、通过粉碎机进行研磨，得到钢丝混杂的胶粉、胶粒；
S23、由胶粉筛分磁选输送机组，将钢丝混杂的胶粉、胶粒通过皮带输送装置经过两道筛床筛选出的细料再经磁辊、磁选分离出钢丝，分离钢丝与胶粉、胶粒；
S24、清洗、烘干后得到再生轮胎钢纤维；
S3、将改性水泥、海水、海砂、再生混凝土骨料颗粒、再生轮胎钢纤维、阻锈剂、胶凝剂、引气剂按比例搅拌，其中，所述改性水泥、海水、海砂、再生混凝土骨料颗粒、再生轮胎钢纤维、阻锈剂、胶凝剂、引气剂的质量比为1：0.5：1.5：0.5：0.025：0.003：0.002：0.001；
其中，改性水泥的制备包括选用浓度为2wt％的纳米SiO2溶液和水灰比为0.5的水泥净浆，并加入体积掺量为1.2％的PVA纤维，阻锈剂为五水偏硅酸钠，胶凝剂为粉煤灰、矿渣、石灰石粉、钢渣、硅灰、煤矸石、稻壳灰中的一种或几种混合，引气剂为松香类引气剂或/和皂苷类引气剂；
S4、搅拌后浇筑到模具中成型，养护若干天。
实施例2：
一种再生混凝土制备方法，包括以下步骤：
S1、废旧混凝土通过破碎、分拣、筛分、清洗、干燥得到再生混凝土骨料颗粒；具体地，
S11、将废旧混凝土进行破碎，使得其块径小于50mm，并剥离钢筋；
S12、筛分成粒径为20-50mm、5-20mm和小于5mm的再生混凝土骨料颗粒；
S13、将粒径小于5mm的再生混凝土骨料颗粒继续破碎至粒径为0.3-0.8mm，将粒径为5-20mm的再生混凝土骨料颗粒继续破碎至粒径为0.8-1.5mm，将粒径为20-50mm的再生混凝土骨料颗粒继续破碎并重复步骤S12；
S14、将再生混凝土骨料颗粒导入酸性溶液浸泡5-10min，然后导入碱性溶液浸泡10-15min，再导入去离子水进行清洗；
S15、烘干后按粒径大小分类码放；
S2、废旧轮胎通过破碎、分拣、清洗、干燥得到再生轮胎钢纤维；具体地，
S21、将废旧轮胎进行破碎，使得其块径在30-60mm之间；
S22、通过粉碎机进行研磨，得到钢丝混杂的胶粉、胶粒；
S23、由胶粉筛分磁选输送机组，将钢丝混杂的胶粉、胶粒通过皮带输送装置经过两道筛床筛选出的细料再经磁辊、磁选分离出钢丝，分离钢丝与胶粉、胶粒；
S24、清洗、烘干后得到再生轮胎钢纤维；
S3、将改性水泥、海水、海砂、再生混凝土骨料颗粒、再生轮胎钢纤维、阻锈剂、胶凝剂、引气剂按比例搅拌，其中，所述改性水泥、海水、海砂、再生混凝土骨料颗粒、再生轮胎钢纤维、阻锈剂、胶凝剂、引气剂的质量比为1：0.5：1.5：0.75：0.05：0.002：0.001：0.001；
其中，改性水泥的制备包括选用浓度为2wt％的纳米SiO2溶液和水灰比为0.5的水泥净浆，并加入体积掺量为1.3％的PVA纤维，阻锈剂为五水偏硅酸钠，胶凝剂为粉煤灰、矿渣、石灰石粉、钢渣、硅灰、煤矸石、稻壳灰中的一种或几种混合，引气剂为松香类引气剂或/和皂苷类引气剂；
S4、搅拌后浇筑到模具中成型，养护若干天。
实施例3：
一种再生混凝土制备方法，包括以下步骤：
S1、废旧混凝土通过破碎、分拣、筛分、清洗、干燥得到再生混凝土骨料颗粒；具体地，
S11、将废旧混凝土进行破碎，使得其块径小于50mm，并剥离钢筋；
S12、筛分成粒径为20-50mm、5-20mm和小于5mm的再生混凝土骨料颗粒；
S13、将粒径小于5mm的再生混凝土骨料颗粒继续破碎至粒径为0.3-0.8mm，将粒径为5-20mm的再生混凝土骨料颗粒继续破碎至粒径为0.8-1.5mm，将粒径为20-50mm的再生混凝土骨料颗粒继续破碎并重复步骤S12；
S14、将再生混凝土骨料颗粒导入酸性溶液浸泡5-10min，然后导入碱性溶液浸泡10-15min，再导入去离子水进行清洗；
S15、烘干后按粒径大小分类码放；
S2、废旧轮胎通过破碎、分拣、清洗、干燥得到再生轮胎钢纤维；具体地，
S21、将废旧轮胎进行破碎，使得其块径在30-60mm之间；
S22、通过粉碎机进行研磨，得到钢丝混杂的胶粉、胶粒；
S23、由胶粉筛分磁选输送机组，将钢丝混杂的胶粉、胶粒通过皮带输送装置经过两道筛床筛选出的细料再经磁辊、磁选分离出钢丝，分离钢丝与胶粉、胶粒；
S24、清洗、烘干后得到再生轮胎钢纤维；
S3、将改性水泥、海水、海砂、再生混凝土骨料颗粒、再生轮胎钢纤维、阻锈剂、胶凝剂、引气剂按比例搅拌，其中，所述改性水泥、海水、海砂、再生混凝土骨料颗粒、再生轮胎钢纤维、阻锈剂、胶凝剂、引气剂的质量比为1：0.5：1.5：1：0.075：0.002：0.003：0.001；
其中，改性水泥的制备包括选用浓度为2wt％的纳米SiO2溶液和水灰比为0.5的水泥净浆，并加入体积掺量为1.4％的PVA纤维，阻锈剂为五水偏硅酸钠，胶凝剂为粉煤灰、矿渣、石灰石粉、钢渣、硅灰、煤矸石、稻壳灰中的一种或几种混合，引气剂为松香类引气剂或/和皂苷类引气剂；
S4、搅拌后浇筑到模具中成型，养护若干天。
实施例4：
一种再生混凝土制备方法，包括以下步骤：
S1、废旧混凝土通过破碎、分拣、筛分、清洗、干燥得到再生混凝土骨料颗粒；具体地，
S11、将废旧混凝土进行破碎，使得其块径小于50mm，并剥离钢筋；
S12、筛分成粒径为20-50mm、5-20mm和小于5mm的再生混凝土骨料颗粒；
S13、将粒径小于5mm的再生混凝土骨料颗粒继续破碎至粒径为0.3-0.8mm，将粒径为5-20mm的再生混凝土骨料颗粒继续破碎至粒径为0.8-1.5mm，将粒径为20-50mm的再生混凝土骨料颗粒继续破碎并重复步骤S12；
S14、将再生混凝土骨料颗粒导入酸性溶液浸泡5-10min，然后导入碱性溶液浸泡10-15min，再导入去离子水进行清洗；
S15、烘干后按粒径大小分类码放；
S2、废旧轮胎通过破碎、分拣、清洗、干燥得到再生轮胎钢纤维；具体地，
S21、将废旧轮胎进行破碎，使得其块径在30-60mm之间；
S22、通过粉碎机进行研磨，得到钢丝混杂的胶粉、胶粒；
S23、由胶粉筛分磁选输送机组，将钢丝混杂的胶粉、胶粒通过皮带输送装置经过两道筛床筛选出的细料再经磁辊、磁选分离出钢丝，分离钢丝与胶粉、胶粒；
S24、清洗、烘干后得到再生轮胎钢纤维；
S3、将改性水泥、海水、海砂、再生混凝土骨料颗粒、再生轮胎钢纤维、阻锈剂、胶凝剂、引气剂按比例搅拌，其中，所述改性水泥、海水、海砂、再生混凝土骨料颗粒、再生轮胎钢纤维、阻锈剂、胶凝剂、引气剂的质量比优选为1：0.5：1.5：0.5：0.01：0.005：0.004：0.002；
其中，改性水泥的制备包括选用浓度为2wt％的纳米SiO2溶液和水灰比为0.5的水泥净浆，并加入体积掺量为1.5％的PVA纤维，阻锈剂为五水偏硅酸钠，胶凝剂为粉煤灰、矿渣、石灰石粉、钢渣、硅灰、煤矸石、稻壳灰中的一种或几种混合，引气剂为松香类引气剂或/和皂苷类引气剂；
S4、搅拌后浇筑到模具中成型，养护若干天。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种再生混凝土制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、废旧混凝土通过破碎、分拣、筛分、清洗、干燥得到再生混凝土骨料颗粒；
S2、废旧轮胎通过破碎、分拣、清洗、干燥得到再生轮胎钢纤维；
S3、将改性水泥、海水、海砂、再生混凝土骨料颗粒、再生轮胎钢纤维、阻锈剂、胶凝剂、引气剂按比例搅拌，其中，所述改性水泥、海水、海砂、再生混凝土骨料颗粒、再生轮胎钢纤维、阻锈剂、胶凝剂、引气剂的质量比为1：0.5：1.5：0.5-1：0.025-0.1：0.001-0.005：0.001-0.004：0.001-0.002；
S4、搅拌后浇筑到模具中成型，养护若干天。
2.根据权利要求1所述的一种再生混凝土制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，具体包括：
S11、将废旧混凝土进行破碎，使得其块径小于50mm，并剥离钢筋；
S12、筛分成粒径为20-50mm、5-20mm和小于5mm的再生混凝土骨料颗粒；
S13、将粒径小于5mm的再生混凝土骨料颗粒继续破碎至粒径为0.3-0.8mm，将粒径为5-20mm的再生混凝土骨料颗粒继续破碎至粒径为0.8-1.5mm，将粒径为20-50mm的再生混凝土骨料颗粒继续破碎并重复步骤S12；
S14、将再生混凝土骨料颗粒导入酸性溶液浸泡5-10min，然后导入碱性溶液浸泡10-15min，再导入去离子水进行清洗；
S15、烘干后按粒径大小分类码放。
3.根据权利要求1所述的一种再生混凝土制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，具体包括：
S21、将废旧轮胎进行破碎，使得其块径在30-60mm之间；
S22、通过粉碎机进行研磨，得到钢丝混杂的胶粉、胶粒；
S23、由胶粉筛分磁选输送机组，将钢丝混杂的胶粉、胶粒通过皮带输送装置经过两道筛床筛选出的细料再经磁辊、磁选分离出钢丝，分离钢丝与胶粉、胶粒；
S24、清洗、烘干后得到再生轮胎钢纤维。
4.根据权利要求1所述的一种再生混凝土制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述改性水泥的制备包括选用浓度为2wt％的纳米SiO2溶液和水灰比为0.5的水泥净浆，并加入体积掺量为1.2-1.5％的PVA纤维。
5.根据权利要求1所述的一种再生混凝土制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述阻锈剂为五水偏硅酸钠。
6.根据权利要求5所述的一种再生混凝土制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述胶凝剂为粉煤灰、矿渣、石灰石粉、钢渣、硅灰、煤矸石、稻壳灰中的一种或几种混合。
7.根据权利要求6所述的一种再生混凝土制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述引气剂为松香类引气剂或/和皂苷类引气剂。
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