CN113336507B - 一种再生纤维混凝土 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种再生纤维混凝土，由以下质量份数的组分搅拌而成：先由水泥20份‑40份、石英砂10份‑25份、粗骨料30份‑60份、增强剂5份‑15份、防水剂5份‑10份、丙烯基醚共聚物3份‑8份搅拌30s，再加入玻璃纤维5份‑15份搅拌90s制作而成；所述粗骨料为粒径介于5mm‑15mm的废弃岩石颗粒。采用废弃岩石颗粒作为粉煤灰、矿渣等的替代品，并采用增强剂以提高混凝土强度、抗冲击性能及降低混凝土干缩性。

Description

一种再生纤维混凝土

技术领域

本发明涉及建筑材料，具体涉及一种再生纤维混凝土。

背景技术

混凝土是一种土木工程材料，外掺物通常有化学外加剂和矿物掺合料组成，其中矿物掺合料的作用尤为重要，已成为混凝土不可或缺的组成部分，能够提高混凝土建筑物的使用寿命。

传统是以粉煤灰、矿渣等作为矿物掺合料，所制作而成的混凝土强度不足。并且，随着矿物掺合料的需求量大幅提高，粉煤灰、矿渣等传统的矿物掺合料面临短缺的问题，与此同时，随着需求的大量增加，天然砂石等原材料的消耗和供求矛盾更加严峻。因此，矿物掺合料的替代品显得尤为重要。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是采用废弃岩石颗粒作为粉煤灰、矿渣等的替代品，并采用增强剂以提高混凝土强度、抗冲击性能及降低混凝土干缩性能，可有效解决矿物掺合料短缺的问题。

本申请提供了一种再生纤维混凝土,由以下质量份数的组分搅拌而成：先由水泥20份-40份、石英砂10份-25份、粗骨料30份-60份、增强剂5份-15份、防水剂5份-10份、丙烯基醚共聚物3份-8份搅拌30s，再加入玻璃纤维5份-15 份搅拌90s制作而成；所述粗骨料为粒径介于5mm-15mm的废弃岩石颗粒。

进一步地，所述水泥为低碱度硫铝酸水泥。

进一步地，所述玻璃纤维为耐碱玻璃纤维。

进一步地，所述耐碱玻璃纤维包括：纳米二氧化硅及衍生物、纳米氧化铝及衍生物、纳米氧化钙及衍生物、超细矿粉、超细粉煤灰等中的一种或几种。

进一步地，所述防水剂为采用高分子乳液30-60份，丁苯乳液10-30份，丙烯酸乳液5-10份，加水搅拌10-20min制得。

进一步地，所述高分子乳液由醋酸乙烯和乙烯单体作为基本原料聚合而成。

进一步地，所述增强剂为采用30-70份二氧化硅及衍生物、5-25份纳米活性氧化铝、10-15份纳米碳酸钙，加入到150～200份水中搅拌50min～100min 制得。

进一步地，所述粗骨料的级配为4.75mm-16mm：25％-40％；16mm-26.5mm：65％-80％。

进一步地，所述石英砂的级配为：1.18mm-0.6mm：14.5％-16.3％； 0.6mm-0.3mm：30.5％-36.6％；0.3mm-0.15mm：19.6％-20.4％；0.15mm-0.075mm： 8.5％-15.6％；0.075mm-0mm：7.7％-10.1％。

依据上述实施例的再生纤维混凝土，由于采用废弃岩石颗粒作为粉煤灰、矿渣等的替代品，并采用增强剂以提高混凝土强度、抗冲击性能及降低混凝土干缩性能，可有效解决混凝土矿物掺合料短缺的问题。

附图说明

图1为本申请提供的再生纤维混凝土的制备流程示意图；

图2为本申请提供的再生纤维混凝土中粗骨料的制备流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

本申请提供了一种再生纤维混凝土，粗骨料采用废弃岩石颗粒，作为粉煤灰、矿渣等的替代品，有效解决矿物掺合料短缺的问题。

实施例一、

本实施例提供的再生纤维混凝土主要包括以下质量份数的组分：水泥20份-40份、玻璃纤维5份-15份、石英砂10份-25份、粗骨料30份-60份、增强剂5份-15份、防水剂5份-10份、以及丙烯基醚共聚物3份-8份，如图1所示，该再生纤维混凝土的制作过程如下：先由水泥20份-40份、石英砂10份-25份、粗骨料30份-60份、增强剂5份-15份、防水剂5份-10份、丙烯基醚共聚物3 份-8份搅拌30s，再加入玻璃纤维5份-15份搅拌90s，从而制作完成本再生纤维混凝土。其中，粗骨料为粒径介于5mm-15mm的废弃岩石颗粒。

参阅图2所示，本实施例中，将废弃岩石经过清洗、破碎、筛分等工序，进而生成粗骨料，具体的是采用反击式破碎机对破碎岩体进行破碎，该反击式破碎机的进料粒度小于900mm，生产能力为350-550t/h。

继续参见图2所示，在生成粗骨料的过程中，还生成有细骨料、粉体，具体的是，细骨料为机制砂制沙过程产生的，细骨料的粒径通常介于1mm-5mm之间。当然，在其他实施例中，粗骨料也可与细骨料经过拌合生产的方式共同加入到再生纤维混凝土的原材料中。粉体采用烘干机进行烘干，烘干后沙子水分小于0.5％，燃焦量为7kg/t，并将烘干后的粉体装入到储罐中。在具体烘干过程中采用河沙烘干机，河沙烘干机加料管道的斜度要大于物料的自然倾角，以便物料顺利进入烘干机内。烘干机圆筒是一个与水平线略成倾斜的旋转圆筒。物料从一端加入，粉体随物料一起进入烘干机。经内筒、中筒、外筒到出料口进入出料仓，载热体经烘干机以后，一般需要旋风收尘器将气体内所带物料捕集下来。粗骨料、细骨料、粉体三位一体进行加工生产，一方面，节约各模块之间物料长距离转运的运输成本，大大提高了生产效率，同时一定程度上也节约了人力、物力、财力。另一方面，减少中间运输环节，节约能源，同时又减少中间环节洒漏和扬尘，就地取材，因地制宜，可加工多重矿物的掺合料，最大程度发挥设备价值，减少投资，减少占地面积。

上述实施方式中，粗骨料作为混凝土中一种惰性填充材料而使用，粗骨料起着刚性骨架作用，在混凝土中传递应力。

优选地，粗骨料级配为：4.75mm-16mm：25％-40％；16mm-26.5mm：65％-80％。

水泥优选为低碱度硫铝酸盐水泥(H-SAC)。该低碱度硫铝酸盐水泥(H-SAC) 可由佛山捷谦宏建材有限公司或郑州盾泥建材有限公司提供，硫铝酸盐水泥熟料主要有SiO₂(10.65％)、Al₂O₃(30.55％)、Fe₂O₃(2.49％)、CaO(43.44％)、MgO(2.52％)、 SO₃(9.27％)、R₂O(0.35％)。其主要矿物成分为无水硫铝酸钙与硅酸二钙，是一种低碱性、高强(尤其是早期强度)、低自由膨胀率和干缩率的水泥。

玻璃纤维为耐碱玻璃纤维，耐碱玻璃纤维中的短切纱可由河间世磊玻璃纤维布实力供应商或者淄博博瀚复合材料科技有限公司提供，玻璃纤维短切纱是一种用途的高耐碱玻璃纤维短切纱，用于与其他材料预混，可以作为主要功能助剂。玻璃纤维组分以氧化物换算的摩尔百分率表示，主要有P₂O₅(45～65％)， Fe₂O₃(30～42％)，CaO(4～17％)，CeO₂(2～7％)。在保证玻璃成分纯度的同时，改善玻璃纤维高温粘度和耐碱性能，得到低成本的与传统无碱玻璃纤维耐碱性相当的耐碱玻璃纤维短切纱，主要作为基体增强材料应用于混凝土材料等对抗腐蚀有要求的领域。

本实施例中，耐碱玻璃纤维包括：纳米二氧化硅及衍生物、纳米氧化铝及衍生物、纳米氧化钙及衍生物、超细矿粉、超细粉煤灰等中的一种或几种。增强剂主要作用为增加纤维混凝土的密实度，降低混凝土的碱度，提高纤维混凝土的耐久性，延长使用寿命。

石英砂的加入可以形成低水胶比，高水灰比，提高了水泥的水化度，增加了水泥的密实度，进而提高混凝土的强度，利用其有很强的抗酸性介质浸蚀能力。

优选地，石英砂的级配为：1.18mm-0.6mm：14.5％-16.3％；0.6mm-0.3mm： 30.5％-36.6％；0.3mm-0.15mm：19.6％-20.4％；0.15mm-0.075mm：8.5％-15.6％； 0.075mm-0mm：7.7％-10.1％。

增强剂由上海缘江化工有限公司或者山东鑫茂源化工有限公司提供，该增强剂为采用30-70份二氧化硅及衍生物、5-25份纳米活性氧化铝、10-15份纳米碳酸钙，加入到150～200份水中搅拌50min～100min制得。可有效增强混凝土流动性、提高混凝土强度、抗冲击性能及降低混凝土干缩性能。

防水剂为采用高分子乳液30-60份，丁苯乳液10-30份，丙烯酸乳液5-10 份，加水搅拌10-20min制得。增加了纤维混凝土的抗弯强度，乳液的加入可以与玻璃纤维产生较大的摩擦力，防止纤维“抽丝”现象，能和纤维产生协同作用，极大地提高了纤维混凝土的韧性。

防水剂为有机乳液，该有机乳液由广州见恩化工有限公司或临沂市海山化工有限公司提供，采用高分子乳液(VAE)、丁苯乳液或丙烯酸乳液604或7199 中的一种或几种作为防水剂，高分子乳液(VAE)是以醋酸乙烯和乙烯单体作为基本原料，与其他辅料聚合而成的高分子乳液。

本实施例中，丙烯基醚共聚物由山东新腾跃化工有限公司或郑州万福化工产品有限公司提供，将一种或几种羧酸类单体在溶液中共聚成高聚物，分子量由几千至几万不等。该高聚物与单甲氧基聚乙二醇醚在催化剂作用下发生缩合反应，在高分子主链上引入聚醚侧链。烷氧基胺作反应物与聚羧酸接枝，反应时，胺反应物加量一般为-COOH摩尔数的15％-25％，反应分两步进行，先将反应混合物加热到高于150℃，反应2-3h，然后降温到100-130℃，加催化剂反应 2-3h即可得到所需产品。保障本发明再生纤维混凝土具备良好的工作特性和流动性，提高粘接力。

实施例二、

本实施例提供的再生混凝土采用如下质量份数的组分配制：

实施例三、

本实施例提供的再生混凝土采用如下质量份数的组分配制：

实施例四、

本实施例提供的再生混凝土采用如下质量份数的组分配制：

实施例二、实施例三、实施例四的各组分都采用实施例一中所述的再生纤维混凝土的制作过程进行制作，通过对制作的混凝土的强度进行测试，从而可以判断防水剂对再生纤维混凝土具有更好的增强效果和韧性。

具体的，测试项目所用到的仪器有：电液式压力试验机DYE-2000，最大负荷2000KN，试验力示值相对误差±1％。将实施例二、实施例三、实施例四所制作的混凝土作为试件，将该试件安放在试验机的下压板或垫板上，试件的承压面应与成型时的顶面垂直，试件的中心应与试验机下压板中心对准，开动试验机，当上压板与试件或钢垫板接近时，调整球座，使接触均衡。试件接近破坏开始急剧变形时，应停止调整试验机油门，直至破坏，然后记录破坏荷载。全自动压力试验机WDW-Y300，最大负荷300KN，从试件一端量起，分别在距端部的50mm、200mm、350mm和500mm处划出标记，分别作为支点(50mm和500mm处) 和加载点(200mm和350mm处)的具体位置。调整万能机上两个可移动支座，使其准确对准试验机下距离压头中心点两侧各225mm的位置，随后紧固支座。将抗折试件放在支座上，且侧面朝上，位置对准后，先慢慢施加一个初始荷载，大约lkN。接着以0.5～0.7MPa/s的加有速度连续加荷，直至试件破坏，记录最大荷载。

试验过程所记录数据如表1所示：

表1

从表1所列结果可以看出增强剂可有效增强混凝土流动性、提高混凝土强度、抗冲击性能及降低混凝土干缩性能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (7)

1.一种再生纤维混凝土,其特征在于，由以下质量份数的组分搅拌而成：先由水泥20份-40份、石英砂10份-25份、粗骨料30份-60份、增强剂5份-15份、防水剂5份-10份、丙烯基醚共聚物3份-8份搅拌30s，再加入玻璃纤维5份-15份搅拌90s制作而成；所述粗骨料为粒径介于5mm-15mm的废弃岩石颗粒；所述防水剂为采用高分子乳液30-60份，丁苯乳液10-30份，丙烯酸乳液5-10份，加水搅拌10-20min制得；所述增强剂为采用30-70份二氧化硅、5-25份纳米活性氧化铝、10-15份纳米碳酸钙，加入到150～200份水中搅拌50min～100min制得。

2.如权利要求1所述的再生纤维混凝土，其特征在于，所述水泥为低碱度硫铝酸水泥。

3.如权利要求1所述的再生纤维混凝土，其特征在于，所述玻璃纤维为耐碱玻璃纤维。

4.如权利要求3所述的再生纤维混凝土，其特征在于，所述耐碱玻璃纤维包括：纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化钙、超细矿粉、超细粉煤灰中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的再生纤维混凝土，其特征在于，所述高分子乳液由醋酸乙烯和乙烯单体作为基本原料聚合而成。

6.如权利要求1所述的再生纤维混凝土，其特征在于，所述粗骨料的级配为4.75mm-16mm：25％-40％；16mm-26.5mm：65％-80％。

7.如权利要求1所述的再生纤维混凝土，其特征在于，所述石英砂的级配为：1.18mm-0.6mm：14.5％-16.3％；0.6mm-0.3mm：30.5％-36.6％；0.3mm-0.15mm：19.6％-20.4％；0.15mm-0.075mm：8.5％-15.6％；0.075mm-0mm：7.7％-10.1％。

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