CN113200716A - 一种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领域，具体公开了一种再生混凝土及其制备方法。再生混凝土包括如下重量份数的组分：水4.5‑8.5份；硅酸盐水泥25‑30份；粉煤灰1.7‑2.4份；矿粉1.6‑2.5份；再生粗集料10‑20份；改性防水剂1‑2份；减水剂0.5‑1.5份；所述改性防水剂包括内核和包覆在内核外侧壁的外壳，所述内核为吸水膨胀材料，所述外壳为蜡微粉；其制备法为：S1、再生粗集料的配置；S2、再生粗集料的预处理；S2、将S1中的再生粗集料放置30‑60min；S4、将水、硅酸盐水泥、粉煤灰、矿粉、再生粗集料、改性防水剂和减水剂混合，并搅拌均匀，即可得到再生混凝土。本申请的再生混凝土可用于降低再生集料的吸水性、提高再生混凝土抗裂性能，从而延长再生混凝土的使用寿命。

Description

一种再生混凝土及其制备方法
技术领域
本申请涉及建筑材料领域，更具体地说，它涉及一种再生混凝土及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，各类建筑物及建筑工程越来越多，但是随着城市的改造，造成城市中大量废弃建筑物形成的建筑垃圾，这些建筑垃圾的处理不仅需要大面积的堆场，而且还花费大量的人力物力。随着建筑科学的发展，有效利用建筑垃圾成为一个新的课题。
现有技术中，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，而且也节省了建筑材料。其中，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（主要是粗集料），再加入水泥、水等配而成的新混凝土。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。
但是，混凝土块在破碎时容易产生裂缝，导致再生混凝土的孔隙率变大，导致再生混凝土的吸水性较强，导致其容易开裂，使得再生混凝土的耐久性能变弱。
发明内容
为了降低再生集料的吸水性、提高再生混凝土抗裂性能，从而延长再生混凝土的使用寿命，本申请提供一种再生混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种再生混凝土，采用如下的技术方案：
一种再生混凝土，包括如下重量份数的组分：水4.5-8.5份；硅酸盐水泥25-30份；粉煤灰1.7-2.4份；矿粉1.6-2.5份；再生粗集料10-20份；改性防水剂1-2份；减水剂0.5-1.5份；所述改性防水剂包括内核和包覆在内核外侧壁的外壳，所述内核为吸水膨胀材料，所述外壳为蜡微粉。
通过采用上述技术方案，改性防水剂的加入，使得改性防水剂进入再生粗集料的缝隙中，并填充在缝隙内，以此降低再生粗集料的孔隙率，提高再生粗集料的密度，减少再生粗集料的裂缝；然后，在再生混凝土生产过程中改性防水剂的外壳破裂，使得内核吸水并膨胀，并充满缝隙，进一步对裂缝进行填充，提高了再生混凝土的抗渗水性能，从而避免水通过再生混凝土。
优选的，所述改性防水剂通过以下步骤制备而得：S1、将蜡微粉加热至其处于熔融状态；S2、搅拌蜡微粉液并缓慢加入吸水膨胀材料，搅拌至其分散均匀；S3、采用喷雾造粒法对混合物进行造粒，冷却后，加水，过筛，得到改性防水剂。
通过采用上述技术方案，喷雾干燥法造粒的速度快，能够较快得到改性防水剂，且通过喷雾干燥法造粒得到的产品质量好，产品粒度小，不均匀，适用于将其用于填充再生粗集料的缝隙；然后，在冷却后通过加水，使得没有被蜡微粉的吸水膨胀材料吸水并膨胀，然后通过滤网筛出，以提高改性防水剂的成品率，避免改性防水剂在存放时容易受潮导致失效。
优选的，所述蜡微粉和吸水膨胀材料的质量比为1：（1-1.5）。
通过采用上述技术方案，控制蜡微粉和吸水膨胀材料的质量比，以保证蜡微粉能够对吸水膨胀材料进行包覆，以保证改性防水剂的成品率。
优选的，所述改性防水剂的粒径为20-100μm。
通过采用上述技术方案，控制改性防水剂的粒径，以保证改性防水剂能够渗入缝隙中，使得改性防水剂能够填充到再生粗集料内。
优选的，所述蜡微粉为石蜡或PE蜡中的一种。
通过采用上述技术方案，石蜡或PE蜡的加入，在熔融状态时，石蜡或PE蜡会在混凝土内部形成憎水层，在憎水层的作用下，使得再生混凝土的抗渗性能得到了进一步的提升。
优选的，所述吸水膨胀材料为淀粉接枝丙烯酸类、纤维素接枝丙烯酸类或蛋白质接枝共聚物类中的一种。
优选的，所述再生粗集料为碎砖石、废混凝土块、天然砂的混合物。
通过采用上述技术方案，天然砂的加入，能够提供较好的稳定性和耐久性，起到减小收缩，抑制裂缝扩张、提供耐磨性的作用。
优选的，所述碎砖石、废混凝土块、天然砂的质量比为1：（1-2.5）：（5-8）。
通过采用上述技术方案，控制天然砂的加入量，使得混凝土的性能能够得到保障；若天然砂的加入过低或过高，则存在混凝土硬度过低和容易出现裂缝的问题。
第二方面，本申请提供一种再生混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
一种再生混凝土的制备方法，包括以下制备步骤：S1、再生粗集料的配置；S2、再生粗集料的预处理；对粉碎后再生粗集料的表面进行去灰处理，然后将再生粗集料加入密封的容器内，通过减压器对容器内部进行减压，加入改性防水剂和乙醇，使得改性防水剂渗入再生粗集料的缝隙中；S3、将S1中的再生粗集料放置30-60min；S4、将水、硅酸盐水泥、粉煤灰、矿粉、再生粗集料、改性防水剂和减水剂混合，并搅拌均匀，即可得到再生混凝土。
通过采用上述技术方案，首先，将再生粗集料表面的灰尘清掉，使得再生粗集料的缝隙暴露出来，避免灰尘堵住再生粗集料表面的缝隙，让再生粗集料的缝隙尽量露出，然后再生粗集料加入容器内，并减压，使得缝隙内呈负压状态，此时加入改性防水剂和乙醇，改性防水剂以乙醇为载体进入缝隙内，然后将乙醇在常压下放置30-60min使得乙醇挥发完毕，完成对再生粗集料缝隙的填充。
优选的，S4步骤中搅拌速度为20-30r/min，搅拌时间为9-12min，搅拌温度为80-160℃。
通过采用上述技术方案，控制搅拌轴的搅拌速度和搅拌时间，使得各个组分能够充分的混匀，然后通过控制搅拌温度，以加快外壳的损坏速度，当搅拌温度位于80-160℃之间时，能够使得蜡微粉变成熔融状态，从而缩短吸水膨胀材料与水接触反映的时间，使得吸水膨胀材料能够快速将裂缝填充满。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、改性防水剂的加入，使得改性防水剂进入再生粗集料的缝隙中，并填充在缝隙内，以此降低再生粗集料的孔隙率，提高再生粗集料的密度，减少再生粗集料的裂缝；然后，在再生混凝土生产过程中改性防水剂的外壳破裂，使得内核吸水并膨胀，并充满缝隙，进一步对裂缝进行填充，提高了再生混凝土的抗渗水性能，从而避免水通过再生混凝土。
2、首先，将再生粗集料表面的灰尘清掉，使得再生粗集料的缝隙暴露出来，避免灰尘堵住再生粗集料表面的缝隙，让再生粗集料的缝隙尽量露出，然后再生粗集料加入容器内，并减压，使得缝隙内呈负压状态，此时加入改性防水剂和乙醇，改性防水剂以乙醇为载体进入缝隙内，然后将乙醇在常压下放置30-60min使得乙醇挥发完毕，完成对再生粗集料缝隙的填充。
3、控制蜡微粉和吸水膨胀材料的质量比，以保证蜡微粉能够对吸水膨胀材料进行包覆，以保证改性防水剂的成品率。
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。
下述实施例和制备的原料来源如表1所示：
原料名称 原料型号 原料来源地
水 / 饮用水
硅酸盐水泥 P042.5 厦门美益建材有限公司
粉煤灰 F类II级 石狮鸿山热电厂
矿粉 鲁新矿粉S95 泉州鲁新新型建材有限公司
天然砂 II区中砂 厦门海兴强建材有限公司
淀粉接枝丙烯酸树脂 / 厦门美益建材有限公司
纤维素接枝丙烯酸树脂 / 厦门美益建材有限公司
蛋白质接枝共聚物树脂 / 厦门美益建材有限公司
减水剂 Point-800S 福建科之杰新材料有限公司
制备例
制备例1
一种改性防水剂，通过以下步骤制备而得：
S1、称取1Kg石蜡，将其加入反应釜内加热至处于熔融状态；
S2、通过转动轴搅拌石蜡PE蜡液并缓慢加入1Kg的淀粉接枝丙烯酸树脂，搅拌至其分散均匀；
S3、将S2中溶液加入喷雾造粒机中进行造粒，干燥冷却后得到初级产品；
S4、将初级产品加入饮用水中，过筛，即可得到改性防水剂，筛网的目数为155目。
制备例2
一种改性防水剂，通过以下步骤制备而得：
S1、称取1Kg PE蜡，将其加入反应釜内加热至处于熔融状态；
S2、通过转动轴搅拌石蜡PE蜡液并缓慢加入1.2Kg的纤维素接枝丙烯酸类树脂，搅拌至其分散均匀；
S3、将S2中溶液加入喷雾造粒机中进行造粒，干燥冷却后得到初级产品；
S4、将初级产品加入饮用水中，过筛，即可得到改性防水剂，筛网的目数为155目。
制备例3
一种改性防水剂，通过以下步骤制备而得：
S1、称取1Kg石蜡，将其加入反应釜内加热至处于熔融状态；
S2、通过转动轴搅拌石蜡PE蜡液并缓慢加入1.4Kg的蛋白质接枝共聚物树脂，搅拌至其分散均匀；
S3、将S2中溶液加入喷雾造粒机中进行造粒，干燥冷却后得到初级产品；
S4、将初级产品加入饮用水中，过筛，即可得到改性防水剂，筛网的目数为155目。
制备例4
一种改性防水剂，通过以下步骤制备而得：
S1、称取1Kg石蜡，将其加入反应釜内加热至处于熔融状态；
S2、通过转动轴搅拌石蜡PE蜡液并缓慢加入1.5Kg的纤维素接枝丙烯酸树脂，搅拌至其分散均匀；
S3、将S2中溶液加入喷雾造粒机中进行造粒，干燥冷却后得到初级产品；
S4、将初级产品加入饮用水中，过筛，即可得到改性防水剂，筛网的目数为155目。
实施例
实施例1
一种再生混凝土，通过以下步骤制备而得：
S1、再生粗集料的配置；
称取10Kg碎砖石、（10-25）Kg废混凝土块、（50-80）Kg天然砂，并混合均匀；
S2、再生粗集料的预处理；
称取10-20Kg的再生粗集料进行粉碎，对粉碎后再生粗集料的表面进行去灰处理，然后将再生粗集料加入密封的容器内，通过减压器对容器内部进行减压，加入1-2Kg改性防水剂和20L乙醇，使得改性防水剂渗入再生粗集料的缝隙中；
S3、将S1中处理后的再生粗集料放置30-60min；
S4、将4.5-8.5Kg水、25-30Kg硅酸盐水泥、1.7-2.4Kg粉煤灰、1.6-2.5Kg矿粉、10-20Kg再生粗集料、1-2Kg制备例1制得的改性防水剂和0.5-1.5Kg减水剂依次加入搅拌罐内，保持反应釜内温度维持在80-160℃，并在搅拌速度为20-30r/min下搅拌9-12min，即可得到再生混凝土。
实施例2-4
一种再生混凝土，与实施例1区别点在于，将制备例1制得的改性防水剂分别替换为制备例2-4制得的改性防水剂。
实施例5
一种再生混凝土，通过以下步骤制备而得：
S1、再生粗集料的配置；
称取10Kg碎砖石、17Kg废混凝土块、65Kg天然砂，并混合均匀；
S2、再生粗集料的预处理；
称取15Kg的再生粗集料进行粉碎，对粉碎后再生粗集料的表面进行去灰处理，然后将再生粗集料加入密封的容器内，通过减压器对容器内部进行减压，加入1.5Kg改性防水剂和20L乙醇，使得改性防水剂渗入再生粗集料的缝隙中；
S3、将S1中处理后的再生粗集料放置30min；
S4、将6.5Kg水、28Kg硅酸盐水泥、2Kg粉煤灰、2Kg矿粉、15Kg再生粗集料、1.5Kg制备例1制得的改性防水剂和1Kg减水剂依次加入搅拌罐内，保持反应釜内温度维持在80℃，并在搅拌速度为30r/min下搅拌9min，即可得到再生混凝土。
实施例6
一种再生混凝土，通过以下步骤制备而得：
S1、再生粗集料的配置；
称取10Kg碎砖石、17Kg废混凝土块、65Kg天然砂，并混合均匀；
S2、再生粗集料的预处理；
称取15Kg的再生粗集料进行粉碎，对粉碎后再生粗集料的表面进行去灰处理，然后将再生粗集料加入密封的容器内，通过减压器对容器内部进行减压，加入1.5Kg改性防水剂和20L乙醇，使得改性防水剂渗入再生粗集料的缝隙中；
S3、将S1中处理后的再生粗集料放置30min；
S4、将6.5Kg水、28Kg硅酸盐水泥、2Kg粉煤灰、2Kg矿粉、10Kg再生粗集料、1.5Kg制备例1制得的改性防水剂和1Kg减水剂依次加入搅拌罐内，保持反应釜内温度维持在80℃，并在搅拌速度为30r/min下搅拌9min，即可得到再生混凝土。
实施例7
一种再生混凝土，通过以下步骤制备而得：
S1、再生粗集料的配置；
称取10Kg碎砖石、25Kg废混凝土块、80Kg天然砂，并混合均匀；
S2、再生粗集料的预处理；
称取20Kg的再生粗集料进行粉碎，对粉碎后再生粗集料的表面进行去灰处理，然后将再生粗集料加入密封的容器内，通过减压器对容器内部进行减压，加入2Kg改性防水剂和25L乙醇，使得改性防水剂渗入再生粗集料的缝隙中；
S3、将S1中处理后的再生粗集料放置30min；
S4、将8.5Kg水、30Kg硅酸盐水泥、2.4Kg粉煤灰、2.5Kg矿粉、20Kg再生粗集料、2Kg制备例1制得的改性防水剂和1.5Kg减水剂依次加入搅拌罐内，保持反应釜内温度维持在80℃，并在搅拌速度为30r/min下搅拌9min，即可得到再生混凝土。
实施例8
一种再生混凝土，通过以下步骤制备而得：
S1、再生粗集料的配置；
称取10Kg碎砖石、10Kg废混凝土块、50Kg天然砂，并混合均匀；
S2、再生粗集料的预处理；
称取10Kg的再生粗集料进行粉碎，对粉碎后再生粗集料的表面进行去灰处理，然后将再生粗集料加入密封的容器内，通过减压器对容器内部进行减压，加入1Kg改性防水剂和20L乙醇，使得改性防水剂渗入再生粗集料的缝隙中；
S3、将S1中处理后的再生粗集料放置45min；
S4、将4.5Kg水、25Kg硅酸盐水泥、1.7Kg粉煤灰、1.6Kg矿粉、10Kg再生粗集料、1Kg制备例1制得的改性防水剂和0.5Kg减水剂依次加入搅拌罐内，保持反应釜内温度维持在120℃，并在搅拌速度为25r/min下搅拌10min，即可得到再生混凝土。
实施例9
一种再生混凝土，通过以下步骤制备而得：
S1、再生粗集料的配置；
称取10Kg碎砖石、10Kg废混凝土块、50Kg天然砂，并混合均匀；
S2、再生粗集料的预处理；
称取10Kg的再生粗集料进行粉碎，对粉碎后再生粗集料的表面进行去灰处理，然后将再生粗集料加入密封的容器内，通过减压器对容器内部进行减压，加入1Kg改性防水剂和20L乙醇，使得改性防水剂渗入再生粗集料的缝隙中；
S3、将S1中处理后的再生粗集料放置60min；
S4、将8.5Kg水、30Kg硅酸盐水泥、2.4Kg粉煤灰、2.5Kg矿粉、20Kg再生粗集料、2Kg制备例1制得的改性防水剂和1.5Kg减水剂依次加入搅拌罐内，保持反应釜内温度维持在160℃，并在搅拌速度为20r/min下搅拌12min，即可得到再生混凝土。
对比例
对比例1
一种再生混凝土，通过以下步骤制备而得：
将8.5Kg水、30Kg硅酸盐水泥、2.4Kg粉煤灰、2.5Kg矿粉、20Kg再生粗集料和1.5Kg减水剂依次加入搅拌罐内，在搅拌速度为20r/min下搅拌12min，即可得到再生混凝土。
性能检测试验
实验样品：将实施例1-9和对比例1得到的再生混凝土作为实验样品；
实验方法：
实验1：根据ASTM C1585-2013《测量水硬水泥混凝土吸水率的标准试验方法》检测实验样品的吸水率(％)。见表2
实验2：根据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》检测实验样品的28d抗压强度(MPa)。
实验3：根据GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》中的泌水试验检测实验样品的泌水率(％)。
吸水率 28d抗压强度 泌水率
实施例1 4 31.6 8
实施例2 5 31.9 8
实施例3 3 32.4 10
实施例4 4 32.6 9
实施例5 6 32.4 8
实施例6 3 32.3 10
实施例7 4 32.7 10
实施例8 5 33.8 8
实施例9 3 34.6 9
对比例1 18 23.1 21
表2
结合实施例1-9和对比例1并结合表2可以看出，通过改性防水剂的加入能够提高再生混凝土的强度，从而提高再生混凝土的使用寿命；蜡微粉的加入能够提高再生混凝土的抗渗水性能。
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 (10)

1.一种再生混凝土，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
水 4.5-8.5份；
硅酸盐水泥 25-30份；
粉煤灰 1.7-2.4份；
矿粉 1.6-2.5份；
再生粗集料 10-20份；
改性防水剂 1-2份；
减水剂 0.5-1.5份；
所述改性防水剂包括内核和包覆在内核外侧壁的外壳，所述内核为吸水膨胀材料，所述外壳为蜡微粉。
2.根据权利要求1所述的一种再生混凝土，其特征在于：所述改性防水剂通过以下步骤制备而得：
S1、将蜡微粉加热至其处于熔融状态；
S2、搅拌蜡微粉液并缓慢加入吸水膨胀材料，搅拌至其分散均匀；
S3、采用喷雾造粒法对混合物进行造粒，冷却后，加水，过筛，得到改性防水剂。
3.根据权利要求1所述的一种再生混凝土，其特征在于：所述蜡微粉和吸水膨胀材料的质量比为1：（1-1.5）。
4.根据权利要求1所述的一种再生混凝土，其特征在于：所述改性防水剂的粒径为20-100μm。
5.根据权利要求1所述的一种再生混凝土，其特征在于：所述蜡微粉为石蜡或PE蜡中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种再生混凝土，其特征在于：所述吸水膨胀材料为淀粉接枝丙烯酸类、纤维素接枝丙烯酸类或蛋白质接枝共聚物类中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种再生混凝土，其特征在于：所述再生粗集料为碎砖石、废混凝土块、天然砂的混合物。
8.根据权利要求7所述的一种再生混凝土，其特征在于：所述碎砖石、废混凝土块、天然砂的质量比为1：（1-2.5）：（5-8）。
9.一种权利要求1-9所述的再生混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
S1、再生粗集料的配置；
S2、再生粗集料的预处理；
对粉碎后再生粗集料的表面进行去灰处理，然后将再生粗集料加入密封的容器内，通过减压器对容器内部进行减压，加入改性防水剂和乙醇，使得改性防水剂渗入再生粗集料的缝隙中；
S3、将S1中的再生粗集料放置30-60min；
S4、将水、硅酸盐水泥、粉煤灰、矿粉、再生粗集料、改性防水剂和减水剂混合，并搅拌均匀，即可得到再生混凝土。
10.根据权利要求9所述的一种再生混凝土的制备方法，其特征在于：S4步骤中搅拌速度为20-30r/min，搅拌时间为9-12min，搅拌温度为80-160℃。
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