CN113929374A - 一种再生混凝土添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土加工技术领域，且公开了一种再生混凝土添加剂及其制备方法，其特征在于：如下份量成分：水泥250‑260份、中砂775‑875份、碎石700‑750份、废旧轮胎微粉50‑80份、竹纤维10‑12份、粉煤灰40‑50份、建筑垃圾粉40‑50份、石英砂粉50‑80份、锂粉10‑20份、硅粉10‑20份、硅酸钾0.1‑0.8份、聚乙二醇2‑8份、聚丙烯纤维1‑4份、芦荟2‑5份、助成膜物3‑12份缓凝剂4‑5份、减水剂4‑5份、改性剂1‑2份、水200‑240，废旧轮胎微粉和粉煤灰间相互配合，增强混凝土的韧性的同时，减少混凝土的开裂；加入的活性污泥、改性秸秆纤维不仅能够起到减少水泥用量的效果，而且还能够增加混凝土的强度,添加的水玻璃生成具有膨胀密实的物质，降低再生混凝土内部毛细管内水的表面张力，可以减少再生混凝土收缩。

Description

一种再生混凝土添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土加工技术领域，具体为一种再生混凝土添加剂及其制备方法。

背景技术

近年来，世界建筑业进入高速发展阶段，混凝土作为最大宗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。

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，与此同时，再生混凝土在应用过程中会出现许多新的问题，近年来尤为突出的是再生混凝土的耐久性劣化问题，由于耐久性不足导致结构破坏的事故时有发生，由此造成的经济损失也是难以估量，再生混凝土的微观结构由于再生集料的加入而变得比普通混凝土更为复杂，在再生混凝土中至少存在两种界面，再生粗集料中天然集料与附着老砂浆之间的界面、再生粗集料的附着老砂浆与新砂浆之间的界面，这种复杂的微观结构给分析再生混凝土的耐久性机理带来了困难，关于再生混凝土碳化性能国内外已有不少学者做了初步探讨，研究表明，再生混凝土的强度与普通混凝土较为接近，但耐久性差。所以目前亟需开发一种再生混凝土，增加混凝土的耐久性。

发明内容

本发明提供如下技术方案：一种再生混凝土添加剂及其制备方法，其特征在于：如下份量成分：水泥250-260份、中砂775-875份、碎石700-750份、废旧轮胎微粉50-80份、竹纤维10-12份、粉煤灰40-50份、建筑垃圾粉40-50份、石英砂粉50-80份、锂粉10-20份、硅粉10-20份、硅酸钾0.1-0.8份、聚乙二醇2-8份、聚丙烯纤维1-4份、芦荟2-5份、助成膜物3-12份缓凝剂4-5份、减水剂4-5份、改性剂1-2份、水200-240份，水玻璃3-6份、氧化钙0.5-2份、聚丙烯酰胺15-28份、粉煤灰45-60份。

优选的，所述减水剂包括如下重量百分含量的组分，活性污泥10-20％、钼酸钠5-10％、改性秸秆纤维10-20％、β-萘磺酸盐甲醛缩合物30-50％、硅酸镁10-20％。

优选的，所述助成膜物采用十二碳醇酯或者丁苯乳胶，氧化钙的粒度为50-80目。

优选的，所述聚丙烯酰胺的平均分子量为(300-800)×104，聚丙烯纤维的平均分子量为6000-10000，聚乙二醇的平均分子量为200-2000，水玻璃的模数为1.2-1.5。

优选的，所述减水剂包括如下的制备过程，将活性污泥、钼酸钠、改性秸秆纤维、β-萘磺酸盐甲醛缩合物、硅酸镁加入搅拌机中混合均匀即得，所述改性秸秆纤维包括如下改性步骤：将秸秆切割成3-5cm的小段，置于氢氧化钠饱和溶液中浸泡48h后进行清洗，然后用粉碎机粉碎制成改性秸秆纤维。

优选的，高温改性石英砂粉的过程：使用等离子发生器，以氮气为放电气体，气体通过转子流量计控制流量后进入等离子发生器，接通电源后，气体在等离子发生器内被电离，产生高温等离子体射流，等离子射流出口的温度平均为3500℃，石英砂和乌洛托品的混合物通过阀门控制从加料出管进入等离子体射流出口，并在反应器段被等离子体射流迅速加热至1600℃以上，处理后的石英砂进入下部收集罐，并被迅速冷却。

优选的，具体步骤如下：

步骤一，将氧化钙与氧化钙重量2-4倍的去离子水混合，在55-70摄氏度之间搅拌加热成石灰乳，然后缓慢加入粉煤灰和硅酸钾，保持加热温度及搅拌40-60分钟，冷却后得到第一混合溶液；

步骤二，将芦荟泡在质量分数为70-85％的乙醇中30-45分钟，然后采用超临界流体萃取法萃取，得到芦荟精华液；

步骤三，将聚丙烯酰胺、水玻璃和聚丙烯纤维混合，然后放入0.8-1mol/L的氢氧化钠溶液中，再加入助成膜物，用超声波分散溶解均匀，加入酚酞指示剂后，再通入盐酸，直到溶液不再显红色为止，然后将得到的溶液在50-70摄氏度下，保温30-50分钟，得到第二混合溶液；

步骤四，将聚乙二醇、第一混合溶液、芦荟精华液和第二混合溶液混合均匀，低温烘干至恒重，进行超细粉碎和振荡溶胀后，过100-150目筛，即可得到成品；

步骤五，将10-20份的水倒入搅拌机，将搅拌机润湿，将中砂、碎石倒入搅拌机，混合均匀，得到粗骨料，向粗骨料中加入剩余的水，搅拌均匀，得固液混合料；

步骤六，向固液混合料中加入水泥、活性污泥、竹纤维、粉煤灰、建筑垃圾粉、石英砂粉、锂粉、硅粉、缓凝剂、减水剂、改性剂以及步骤四中得到的成品一起混合。

有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种再生混凝土添加剂及其制备方法，具备以下有益效果：

该再生混凝土添加剂及其制备方法，通过改性石英砂的使用，能够减缓水泥的水化速度，减少混凝土快速凝固后出现的裂缝现象；废旧轮胎微粉和粉煤灰间相互配合，增强混凝土的韧性的同时，减少混凝土的开裂；加入的活性污泥、改性秸秆纤维不仅能够起到减少水泥用量的效果，而且还能够增加混凝土的强度,添加的水玻璃生成具有膨胀密实的物质，降低再生混凝土内部毛细管内水的表面张力，可以减少再生混凝土收缩，没有其它不良副作用；水玻璃和助成膜物形成一层保水膜，可以防止水分蒸发和减缩剂挥发，提高强度，本产品无毒、无味，对环境无污染，使用方便，适用于各种环境及条件的再生混凝土表层。

具体实施方式

下面将结合对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

一种再生混凝土添加剂及其制备方法，由以下原料按照重量份组成：水泥250-260份、中砂775-875份、碎石700-750份、废旧轮胎微粉50-80份、竹纤维10-12份、粉煤灰40-50份、建筑垃圾粉40-50份、石英砂粉50-80份、锂粉10-20份、硅粉10-20份、硅酸钾0.1-0.8份、聚乙二醇2-8份、聚丙烯纤维1-4份、芦荟2-5份、助成膜物3-12份缓凝剂4-5份、减水剂4-5份、改性剂1-2份、水200-240份，水玻璃3-6份、氧化钙0.5-2份、聚丙烯酰胺15-28份、粉煤灰45-60份。

高温改性石英砂粉的过程：使用等离子发生器，以氮气为放电气体，气体通过转子流量计控制流量后进入等离子发生器，接通电源后，气体在等离子发生器内被电离，产生高温等离子体射流，等离子射流出口的温度平均为3500℃，石英砂和乌洛托品的混合物通过阀门控制从加料出管进入等离子体射流出口，并在反应器段被等离子体射流迅速加热至1600℃以上，处理后的石英砂进入下部收集罐，并被迅速冷却，石英砂粉与乌洛托品的质量比为1:0.001。

减水剂包括如下重量百分含量的组分，活性污泥10-20％、钼酸钠5-10％、改性秸秆纤维10-20％、β-萘磺酸盐甲醛缩合物30-50％、硅酸镁10-20％，助成膜物采用十二碳醇酯或者丁苯乳胶，氧化钙的粒度为50-80目，聚丙烯酰胺的平均分子量为(300-800)×104，聚丙烯纤维的平均分子量为6000-10000，聚乙二醇的平均分子量为200-2000，水玻璃的模数为1.2-1.5，减水剂包括如下的制备过程，将活性污泥、钼酸钠、改性秸秆纤维、β-萘磺酸盐甲醛缩合物、硅酸镁加入搅拌机中混合均匀即得，改性秸秆纤维包括如下改性步骤：将秸秆切割成3-5cm的小段，置于氢氧化钠饱和溶液中浸泡48h后进行清洗，然后用粉碎机粉碎制成改性秸秆纤维。

具体步骤如下：

步骤一，将氧化钙与氧化钙重量2-4倍的去离子水混合，在55-70摄氏度之间搅拌加热成石灰乳，然后缓慢加入粉煤灰和硅酸钾，保持加热温度及搅拌40-60分钟，冷却后得到第一混合溶液；

步骤二，将芦荟泡在质量分数为70-85％的乙醇中30-45分钟，然后采用超临界流体萃取法萃取，得到芦荟精华液；

步骤三，将聚丙烯酰胺、水玻璃和聚丙烯纤维混合，然后放入0.8-1mol/L的氢氧化钠溶液中，再加入助成膜物，用超声波分散溶解均匀，加入酚酞指示剂后，再通入盐酸，直到溶液不再显红色为止，然后将得到的溶液在50-70摄氏度下，保温30-50分钟，得到第二混合溶液；

步骤四，将聚乙二醇、第一混合溶液、芦荟精华液和第二混合溶液混合均匀，低温烘干至恒重，进行超细粉碎和振荡溶胀后，过100-150目筛，即可得到成品；

步骤五，将10-20份的水倒入搅拌机，将搅拌机润湿，将中砂、碎石倒入搅拌机，混合均匀，得到粗骨料，向粗骨料中加入剩余的水，搅拌均匀，得固液混合料；

步骤六，向固液混合料中加入水泥、活性污泥、竹纤维、粉煤灰、建筑垃圾粉、石英砂粉、锂粉、硅粉、缓凝剂、减水剂、改性剂以及步骤四中得到的成品一起混合即可得到一种新型混凝土。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种再生混凝土添加剂及其制备方法，其特征在于：如下份量成分：水泥250-260份、中砂775-875份、碎石700-750份、废旧轮胎微粉50-80份、竹纤维10-12份、粉煤灰40-50份、建筑垃圾粉40-50份、石英砂粉50-80份、锂粉10-20份、硅粉10-20份、硅酸钾0.1-0.8份、聚乙二醇2-8份、聚丙烯纤维1-4份、芦荟2-5份、助成膜物3-12份缓凝剂4-5份、减水剂4-5份、改性剂1-2份、水200-240份，水玻璃3-6份、氧化钙0.5-2份、聚丙烯酰胺15-28份、粉煤灰45-60份。

2.根据权利要求1所述的一种再生混凝土添加剂及其制备方法，其特征在于：所述减水剂包括如下重量百分含量的组分，活性污泥10-20％、钼酸钠5-10％、改性秸秆纤维10-20％、β-萘磺酸盐甲醛缩合物30-50％、硅酸镁10-20％。

3.根据权利要求1所述的一种再生混凝土添加剂及其制备方法，其特征在于：所述助成膜物采用十二碳醇酯或者丁苯乳胶，氧化钙的粒度为50-80目。

4.根据权利要求3所述的一种再生混凝土添加剂及其制备方法，其特征在于：所述聚丙烯酰胺的平均分子量为(300-800)×104，聚丙烯纤维的平均分子量为6000-10000，聚乙二醇的平均分子量为200-2000，水玻璃的模数为1.2-1.5。

5.根据权利要求2所述的一种再生混凝土添加剂及其制备方法，其特征在于：所述减水剂包括如下的制备过程，将活性污泥、钼酸钠、改性秸秆纤维、β-萘磺酸盐甲醛缩合物、硅酸镁加入搅拌机中混合均匀即得，所述改性秸秆纤维包括如下改性步骤：将秸秆切割成3-5cm的小段，置于氢氧化钠饱和溶液中浸泡48h后进行清洗，然后用粉碎机粉碎制成改性秸秆纤维。

6.根据权利要求5所述的一种再生混凝土添加剂及其制备方法，其特征在于：高温改性石英砂粉的过程：使用等离子发生器，以氮气为放电气体，气体通过转子流量计控制流量后进入等离子发生器，接通电源后，气体在等离子发生器内被电离，产生高温等离子体射流，等离子射流出口的温度平均为3500℃，石英砂和乌洛托品的混合物通过阀门控制从加料出管进入等离子体射流出口，并在反应器段被等离子体射流迅速加热至1600℃以上，处理后的石英砂进入下部收集罐，并被迅速冷却。

7.根据权利要求3-4所述的一种再生混凝土添加剂及其制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一，将氧化钙与氧化钙重量2-4倍的去离子水混合，在55-70摄氏度之间搅拌加热成石灰乳，然后缓慢加入粉煤灰和硅酸钾，保持加热温度及搅拌40-60分钟，冷却后得到第一混合溶液；

步骤二，将芦荟泡在质量分数为70-85％的乙醇中30-45分钟，然后采用超临界流体萃取法萃取，得到芦荟精华液；

步骤三，将聚丙烯酰胺、水玻璃和聚丙烯纤维混合，然后放入0.8-1mol/L的氢氧化钠溶液中，再加入助成膜物，用超声波分散溶解均匀，加入酚酞指示剂后，再通入盐酸，直到溶液不再显红色为止，然后将得到的溶液在50-70摄氏度下，保温30-50分钟，得到第二混合溶液；

步骤四，将聚乙二醇、第一混合溶液、芦荟精华液和第二混合溶液混合均匀，低温烘干至恒重，进行超细粉碎和振荡溶胀后，过100-150目筛，即可得到成品；

步骤五，将10-20份的水倒入搅拌机，将搅拌机润湿，将中砂、碎石倒入搅拌机，混合均匀，得到粗骨料，向粗骨料中加入剩余的水，搅拌均匀，得固液混合料；

步骤六，向固液混合料中加入水泥、活性污泥、竹纤维、粉煤灰、建筑垃圾粉、石英砂粉、锂粉、硅粉、缓凝剂、减水剂、改性剂以及步骤四中得到的成品一起混合。