CN113929390A - 一种环保绿色混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及建筑材料领域，具体公开了一种环保绿色混凝土及其制备方法。环保绿色混凝土包括以下重量份的组分：水泥280‑330份、粉煤灰42‑48份、再生微粉20‑30份、水160‑200份、细骨料340‑410份、粗骨料800‑900、废弃混凝土450‑520份、外加剂11.5‑12.7份；废弃混凝土经过以下预处理：（1）将废弃混凝土块破碎，研磨，制得废弃混凝土粉末；（2）将废弃混凝土粉末与纳米二氧化硅、垃圾焚烧飞灰和水玻璃混合均匀后，烘干，然后碳化3‑4h，研磨、过筛、干燥至恒重。本申请的环保绿色混凝土具有和易性和流动性好，抗碳化、抗渗性和抗裂性强的优点。

Description

一种环保绿色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，它涉及一种环保绿色混凝土及其制备方法。

背景技术

随着我国现代化建设的发展，城市化进程的加快，大规模的新城市建设和旧城改造，导致建筑废弃物得日益增多。建筑废弃物是指建造、修缮和拆除建筑物时所产生的废弃物，通常有废砖瓦块、废石料、混凝土块和砂灰土等，目前大部分建筑废弃物都是未经处理直接堆放或填满，不仅占用大量的土地、污染环境，还造成了资源的大量浪费。由于废弃混凝土中含有大量砂石骨料，将废弃混凝土回收再利用，用于制备再生混凝土，不仅能降低成本，节省天然骨料资源，还能缓解骨料供应，保护骨料产地的生态环境，解决建筑废弃物的堆放、占地和环境污染等问题。

现有技术中，申请号为CN201810412211.4的中国发明专利申请文件公开了一种废弃混凝土掺和型再生混凝土，其将废弃混凝土球磨，过筛，得细化废弃混凝土，将细化废弃混凝土与盐酸按质量比1:30～50搅拌混合，过滤，干燥，得预处理废弃混凝土，将预处理废弃混凝土焙烧，降温，即得改性废弃混凝土；按重量份数计，将20～30份改性废弃混凝土，20～30份水泥，30～40份骨料，3～5份减水剂，3～5份硅烷偶联剂，3～5份质量浓度为2.5mg/mL的多巴胺溶液，3～5份三乙醇胺，3～5份海泡石，3～5份卡波姆，3～5份酒糟置于混料机中，搅拌混合，制得废弃混凝土掺和型再生混凝土。

针对上述中的相关技术，发明人认为废弃混凝土经破碎后表面存在较多微裂缝，表面粗糙，吸水率较大，使得混凝土的和易性和流动性下降，硬化后孔隙率较高，抗碳化能力不足。

发明内容

为了提高混凝土的和易性和流动性，改善抗碳化能力，本申请提供一种环保绿色混凝土及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种环保绿色混凝土，采用如下的技术方案：

一种环保绿色混凝土，包括以下重量份的组分：包括以下重量份的组分：水泥280-330份、粉煤灰42-48份、再生微粉20-30份、水160-200份、细骨料340-410份、粗骨料800-900、废弃混凝土450-520份、外加剂11.5-12.7份；

所述废弃混凝土经过以下预处理：(1)将废弃混凝土块破碎后，去除钢筋及杂质，研磨，用醋酸浸泡后水洗至中性，晾干，制得废弃混凝土粉末；

(2)以重量份计，将1-5份废弃混凝土粉末与0.3-2.5份纳米二氧化硅、0.1-1.5份垃圾焚烧飞灰和0.1-2.5份水玻璃混合均匀后，烘干，然后置于温度为18-22℃、湿度为55-65％、二氧化碳浓度为20-25％的条件下碳化3-4h，研磨、过筛、干燥至恒重。

通过采用上述技术方案，将废弃混凝土取代部分粗骨料，再生微粉取代矿粉和部分水泥，并将废弃混凝土进行预先处理，降低废弃混凝土表面的孔隙率，提高其密实度，从而增大混凝土的密实度，提高抗碳化能力。

首先将废弃混凝土经过破碎，去除钢筋后，浸入醋酸溶液中，去除表面杂质，然后再将其与纳米二氧的反应活性大，且颗粒较小，可以渗透到废弃混凝土粉末表面的孔隙内，发挥其火山灰效应和填充效应，垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧产的废物，含有重金属和放射性物质，若随意堆放或掩埋，不仅占用土地资源，还会对环境造成不利影响，飞灰的结构较为致密，表面形态和组成与水泥、粉煤灰接近，飞灰能与纳米二氧化硅一起填充到废弃混凝土表面的孔隙内，降低废弃混凝土表面的孔隙率，且混凝土内的碱性环境，有利于飞灰中重金属的固化，达到了安全、绿色、环保、节省资源和能源的目的；水玻璃能与废弃混凝土表面的水泥浆层内氢氧化钙产生C-H-S凝胶，降低废弃混凝土的孔隙率，而碳化时，二氧化碳能与C-H-S凝胶反应生成硅胶和碳化钙晶体，产生的碳酸钙晶体和硅酸填充在废弃混凝土表面水泥浆层的毛细孔内，使废弃混凝土表面结构更加密实，从而在拌和时，吸水率降低，和易性增强，硬化后密实度大，抗碳化能力强。

优选的，所述废弃混凝土预处理方法还包括步骤(3)：向经过碳化的废弃混凝土表面均匀喷涂包覆液，边喷涂边搅拌，烘干，包覆液包括质量比为1:0.8-1:0.2-0.4的钻井废弃物、聚氨酯乳液和固化剂，包覆液与碳化后废弃混凝土的质量比为0.1-0.3:1。

通过采用上述技术方案，钻井废弃物中主要成分为石英、黏土矿物等，在聚氨酯乳液的黏附作用下，钻井废弃物粘附在废弃混凝土的表面，在固化剂的作用下，钻井废弃物硬化，具有一定的抗压强度，对废弃混凝土具有增强作用，而聚氨酯乳液能进一步降低废弃混凝土表面的孔隙率，提高混凝土的抗渗性、抗碳化能力和抗裂性。

优选的，所述固化剂包括以下重量份的组分：1.5-1.8份粉煤灰、2-2.4份硫铝酸盐水泥、0.1-0.2份羟乙基纤维素、0.1-0.2份聚乙二醇、0.3-0.6份海藻酸钠、5.5-6.5份生石灰。

通过采用上述技术方案，粉煤灰中主要含有活性物质三氧化二铝和二氧化硅，具有高吸附性和胶结能力，在钻井废弃物的碱性条件下，能激发粉煤灰中化学物质发生水化反应，形成一定强度的骨架结构，将钻井废弃物包裹起来，随着水化反应的进一步发生，水化产物生成钙钒石，可以有效提升钻井废弃物的强度；硫铝酸盐水泥能迅速生成针状钙钒石晶体，能在钻井废弃物中构成一个晶体骨架，而C-S-H凝胶、CH晶体等其他水化产物则填充到水化硫铝酸钙中间，从而在钻井废弃物内形成具有三维空间结晶网架的结构，提升钻井废弃物的凝聚力，赋予钻井废弃物较好的强度，而羟乙基纤维素、聚乙二醇和海藻酸钠具有吸水性，能吸收钻井废弃中的水分，在混凝土发生干燥收缩时，保持混凝土内的湿度，防止产生干燥收缩。

优选的，所述包覆液采用以下方法制成：将钻井废弃物与固化剂混合均匀，自然风干至含水率为60-65％，加入聚氨酯乳液，混合均匀。

通过采用上述技术方案，因钻井废弃物中含有约30％的易吸收水分的黏土，若持续降低钻井废弃物中的水分，会影响包覆液的粘度，导致废弃混凝土粘度较大，进而使混凝土浆体的粘度增大，影响混凝土浆体的和易性。

优选的，所述聚氨酯乳液包括质量比为1:0.3-0.5:0.2-0.6的水性聚氨酯乳液、芳纶纤维和纳米碳化硅混合制成。

通过采用上述技术方案，水性聚氨酯乳液在废弃混凝土上固化后，能增加废弃混凝土表面的抗压强度，降低其孔隙率，芳纶纤维表面光滑，随水性聚氨酯乳液粘附在废弃混凝土上，增大废弃混凝土表面的光滑度，降低其粗糙度，提高混凝土浆体的流动性及和易性，另外芳纶纤维能在彼此连接形成网络结构，抑制骨料下沉，阻碍拌合物离析，减少混凝土内的孔隙和通道，减少或阻止裂纹的产生和发展，削弱二氧化碳的扩散途径，抑制二氧化碳的扩散，提高混凝土的抗碳化能力；纳米碳化硅的粒径小、分布均匀、比表面积大、表面活性高，能弥盖废弃混凝土表面的细小裂缝，增强混凝土的密实度，改善混凝土的抗碳化能力和抗渗性。

优选的，所述再生微粉采用以下方法制成：以重量份计，将1-3份垃圾焚烧灰渣、0.5-1.5份废弃玻璃粉和1-3份钻井废弃物混合均匀，浇筑到模具中，升温至740-800℃，煅烧1-2h，然后脱模、粉碎、研磨至50-100μm。

通过采用上述技术方案，钻井废弃物中含有大量的石英等矿物以及相当数量的石灰石等，这种结构属于层状硅酸盐类的化合物，能在一定温度下出现失水反应，并发生结构坍塌现象，从而生成一种具有较高活性的非晶体物质，因此将钻井废弃物经过高温煅烧，其能发生固化反应，从而重新生成结构更加稳定的硅铝酸盐矿物结构，该结构的强度较大，能使再生微粉具有较好的抗压强度；而废弃玻璃粉与钻井废弃物混合后，经煅烧后力学强度提升，垃圾焚烧灰渣经煅烧后被活化的矿物质二氧化硅、三氧化二铝和熔融并分解的碳酸钠等发生化学反应转变为无定形复合硅酸盐，不仅降低了灰渣的碱含量，还提高了灰渣的强度。

钻井废弃物是钻探过程中产生的废弃物，废弃玻璃粉是由废弃玻璃粉碎制成的，垃圾焚烧灰渣是生活垃圾处理的废弃物，其中含有重金属元素和放射性物质，将其与废弃的玻璃粉、钻井废弃物共同混合煅烧制成再生微粉，能有效固化重金属，使灰渣、废弃玻璃粉和钻井废弃物资源化、无害化，降低环境污染，达到绿色环保的目的。

优选的，所述升温方法为：以2-5℃/min的速度升温至200-680℃，保温10-15min，然后以10-15℃/min的速度升温至740-800℃，保温5-8h。

通过采用上述技术方案，首先以较慢的温度升温，使钻井废弃物中水分充分挥发，保证钻井废弃物干燥，然后以较快的温度升温，此时为烧结成型阶段，保证足够的烧结反应时间，使钻井废弃物烧结成结构稳定的钴酸盐矿物结构，从而增大混凝土的抗压强度。

优选的，所述细骨料为机制砂，粒径为800-1000目，表观密度为1800-2000Kg/cm³；所述粗骨料为碎石，碎石为5-20mm的连续级配碎石，压碎指标≤6％，含泥量＜0.5％，泥块含量＜0.1％；

所述粉煤灰为II级粉煤灰，烧失量为≤2％，含泥量≥60％，含水率≤1％。

通过采用上述技术方案，机制砂粒径较大时，粗颗粒较多，级配不合理，和易性变差，粒径较小，细粉较多，需水量增大，混凝土强度降低。

不同粒径的级配碎石可形成相互搭接的骨架结构，粒径较小的碎石能填充到粒径较大的碎石相互接触所形成的孔隙内，形成骨架，机制砂的颗粒小，能填充于粗骨料形成的骨架内，提高混凝土的密实度和强度，降低混凝土的孔隙率，提高混凝土的抗压强度。

粉煤灰的活性成分为二氧化硅和三氧化二铝，与水泥和水混合后，能够生成较为稳定的胶凝材料，从而使混凝土具有较高的强度，同时粉煤灰中70％以上的颗粒是无定型的球形玻璃体，主要起到滚珠轴承作用，在混凝土拌合物中发挥润滑作用，改善混凝土拌合物的和易性，且粉煤灰与碎石等构成合理级配，使彼此之间互相填充，能有效增加混凝土密实度，进一步提高混凝土的抗压强度。

优选的，所述外加剂包括高效减水剂、有机硅憎水剂和硅灰，高效减水剂、有机硅憎水剂和硅灰的质量比为0.1-0.3:2-5:10-20。

通过采用上述技术方案，有机硅憎水剂能增加胶凝材料的憎水性，从而使水分快速从混凝土内渗出，从而提高混凝土在严寒地区的抗冻能力；高效减水剂和硅灰能增强混凝土的抗压强度。

第二方面，本申请提供一种环保绿色混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：一种环保绿色混凝土的制备方法，包括以下步骤：

将水泥、粗骨料、细骨料、废弃混凝土混合均匀，制得预混物；

将粉煤灰、再生微粉、外加剂和水混合，加入预混物，混合均匀，制得废弃物再生利用的混凝土。

通过采用上述技术方案，回收利用废弃混凝土，降低粗骨料和水泥的使用量，制成的混凝土抗碳化能力强，和易性好。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用废弃混凝土替代粗骨料，采用再生微粉替代矿粉和部分水泥，能节省原料资源，提升废弃混凝土的经济价值，同时再生微粉能填充混凝土的孔隙内，降低孔隙率，提升混凝土的密实度和抗碳化能力；另外利用纳米二氧化硅、水玻璃、垃圾焚烧飞灰对废弃混凝土进行预处理，不仅能固化垃圾焚烧飞灰中的重金属，达到安全、绿色、环保的目的，还降低了废弃混凝土表面的粗糙度，降低其吸水率，提高混凝土拌合物的和易性和流动性，并改善混凝土的抗碳化效果。

2、本申请中优选采用聚氨酯乳液、钻井废弃物和固化剂制成的包覆液对经过纳米二氧化硅、水玻璃和垃圾焚烧飞灰等处理过的废弃混凝土进行报复，钻井废弃在固化剂作用下强度提升，聚氨酯乳液将钻井废弃物黏附在废弃混凝土表面，进一步增强废弃混凝土表面的密实度。

3、本申请中优选使用水性聚氨酯乳液、芳纶纤维和纳米碳化硅制备聚氨酯乳液，芳纶纤维表面光滑，纳米碳化硅颗粒较小，在水性聚氨酯乳液的粘接作用下，芳纶纤维和纳米碳化硅能填充在钻井废弃物内，提高钻井废弃物表面的光滑性，进而提高废弃混凝土表面的圆整度，提高混凝土浆体的流动性，且芳纶纤维能互相搭接在各原料内，形成相互连接的网络结构，减少或阻止裂纹的产生和发展，提高混凝土的抗裂性和抗碳化效果。

4、本申请中优选使用废弃玻璃粉、钻井废弃物和垃圾焚烧灰渣经混合、浇筑后煅烧、粉碎制成，三种原料均为废弃物，而玻璃粉经烧结熔融后具有粘结效果，能将钻井废弃物和垃圾焚烧灰渣进行粘结，且玻璃粉煅烧完成后，强度增大，钻井废弃物经煅烧后能形成强度较大的铝硅酸盐矿物结构，从而能改善混凝土的耐热性和抗裂性能。

具体实施方式

再生微粉的制备例1-4

制备例1：将1kg垃圾焚烧灰渣、0.5kg废弃玻璃粉和1kg钻井废弃物混合均匀，浇筑到模具中，升温至740℃，煅烧2h，然后脱模、粉碎、研磨至50μm，升温速度为：先以2℃/min的速度升温至200℃，保温15min，再以10℃/min的速度升温至740℃，保温8h，废弃玻璃粉由废弃玻璃瓶经清洗、烘干、粉碎、研磨至200目制成，钻井废弃物来源于大港油田，其化学组成如表1所示，垃圾焚烧灰渣来源于成都隆丰环保发电厂。

表1钻井废弃物的化学组成

制备例2：将3kg垃圾焚烧灰渣、1.5kg废弃玻璃粉和3kg钻井废弃物混合均匀，浇筑到模具中，升温至740℃，煅烧2h，然后脱模、粉碎、研磨至100μm，升温速度为：先以5℃/min的速度升温至680℃，保温10min，再以15℃/min的速度升温至800℃，保温5h，废弃玻璃粉由废弃玻璃瓶经清洗、烘干、粉碎、研磨至200目制成，钻井废弃物来源于大港油田，其化学组成如表1所示，垃圾焚烧灰渣来源于成都隆丰环保发电厂。

制备例3：与制备例1的区别在于，未添加废弃玻璃粉。

制备例4：与制备例1的区别在于，将将1kg垃圾焚烧灰渣、0.5kg废弃玻璃粉和1kg钻井废弃物混合均匀，烘干后，研磨至50μm。

实施例

实施例中各原料来源如表2所示。

表2各实施例中原料来源

实施例1：一种环保绿色混凝土，其原料配比如表3所示，环保绿色混凝土的制备方法，包括以下步骤：

S1、将水泥、粗骨料、细骨料、废弃混凝土混合均匀，制得预混物，粗骨料为5-20mm级配石子，压碎指标≤6％，表观密度为1700Kg/m³，堆积密度1200Kg/m³，含泥量＜0.5％，含水率为0.1％，泥块含量＜0.1％，细骨料为机制砂，粒径为1000目，含泥量为0.01％，表观密度为1800Kg/cm³，堆积密度为1.6Kg/cm³，含水率为0.1％，废弃混凝土经过以下预处理：

(1)将废弃混凝土块破碎后，去除钢筋及杂质，研磨，用质量百分比浓度为10％的醋酸浸泡20min后，水洗至中性，晾干，制得废弃混凝土粉末；

(2)将1kg废弃混凝土粉末与0.3kg纳米二氧化硅、0.1kg垃圾焚烧飞灰和0.1kg水玻璃混合均匀后，烘干，然后置于温度为18℃、湿度为55％、二氧化碳浓度为20％的条件下碳化4h，研磨、过0.045μm的方孔筛，在105℃下干燥至恒重；

S2、将粉煤灰、再生微粉、外加剂和水混合，加入预混物，混合均匀，制得废弃物再生利用的混凝土，粉煤灰为II级粉煤灰，表观密度为1.06Kg/m3，堆积密度0.79Kg/m³，含泥量≥60％，含水率≤1％，烧失量≤2％，外加剂包括质量比为0.1:2:10的高效减水剂、有机硅憎水剂和硅灰，高效减水剂为聚羧酸减水剂，再生微粉由废弃混凝土经粉碎、除铁、研磨至50μm制成。

表3实施例1-3中环保绿色混凝土的原料配比

实施例2-3：一种环保绿色混凝土，与实施例1的区别在于，原料配比如表3所示。

实施例4：一种环保绿色混凝土，与实施例1的区别在于，废弃混凝土经过以下预处理：

(1)将废弃混凝土块破碎后，去除钢筋及杂质，研磨，用质量百分比浓度为10％的醋酸浸泡20min后，水洗至中性，晾干，制得废弃混凝土粉末；

(2)将5kg废弃混凝土粉末与2.5kg纳米二氧化硅、1.5kg垃圾焚烧飞灰和2.5kg水玻璃混合均匀后，烘干，然后置于温度为22℃、湿度为65％、二氧化碳浓度为22％的条件下碳化3h，研磨、过0.045μm方孔筛，在105℃下干燥至恒重。

实施例5：一种环保绿色混凝土，与实施例1的区别在于，废弃混凝土经过以下预处理：

(1)将废弃混凝土块破碎后，去除钢筋及杂质，研磨，用质量百分比浓度为10％的醋酸浸泡20min后，水洗至中性，晾干，制得废弃混凝土粉末；

(2)将1kg废弃混凝土粉末与0.3kg纳米二氧化硅、0.1kg垃圾焚烧飞灰和0.1kg水玻璃混合均匀后，烘干，然后置于温度为18℃、湿度为55％、二氧化碳浓度为20％的条件下碳化4h，研磨、过0.045μm的方孔筛，在105℃下干燥至恒重；

(3)向经过碳化的废弃混凝土表面均匀喷涂包覆液，边喷涂边搅拌，烘干，包覆液与碳化后废弃混凝土的质量比为0.1:1，包覆液由以下方法制成：将1kg钻井废弃物与固化剂混合均匀，自然风干至含水率为60％，加入聚氨酯乳液，混合均匀，钻井废弃物、聚氨酯乳液和固化剂的质量比为1:0.8:0.2；聚氨酯乳液为水性聚氨酯乳液，固化剂由1.5kg粉煤灰、2kg硫铝酸盐水泥、0.1kg羟乙基纤维素、0.1kg聚乙二醇、0.3kg海藻酸钠和5.5kg生石灰混合制成。

实施例6：一种环保绿色混凝土，与实施例5的区别在于，包覆液中未添加聚氨酯乳液。

实施例7：一种环保绿色混凝土，与实施例5的区别在于，聚氨酯乳液由质量比为1:0.3:0.2的水性聚氨酯乳液、芳纶纤维和纳米碳化硅混合制成。

实施例8：一种环保绿色混凝土，与实施例7的区别在于，聚氨酯乳液中未添加芳纶纤维。

实施例9：一种环保绿色混凝土，与实施例7的区别在于，聚氨酯乳液中未添加纳米碳化硅。

实施例10：一种环保绿色混凝土，与实施例7的区别在于，再生微粉由制备例1制成。

实施例11：一种环保绿色混凝土，与实施例7的区别在于，再生微粉由制备例2制成。

实施例12：一种环保绿色混凝土，与实施例7的区别在于，再生微粉由制备例3制成。

实施例13：一种环保绿色混凝土，与实施例7的区别在于，再生微粉由制备例4制成。

对比例

对比例1：一种环保绿色混凝土，与实施例1的区别在于，废弃混凝土以下预处理：将废弃混凝土块破碎后，去除钢筋及杂质，研磨，用质量百分比浓度为10％的醋酸浸泡20min后，水洗至中性，晾干。

对比例2：一种环保绿色混凝土，与实施例1的区别在于，废弃混凝土预处理时，步骤(2)内未添加纳米二氧化硅。

对比例3：一种环保绿色混凝土，与实施例1的区别在于，废弃混凝土预处理时，步骤(2)内未添加垃圾焚烧飞灰。

对比例4：一种环保绿色混凝土，与实施例1的区别在于，废弃混凝土预处理时，步骤(2)内未添加水玻璃。

对比例5：一种环保绿色混凝土，与实施例1的区别在于，废弃混凝土预处理时，步骤(2)中未将与纳米二氧化硅、水玻璃和垃圾焚烧飞灰混合的废弃混凝土粉末进行碳化。

对比例6：一种利用建筑废弃物制备再生混凝土的方法，具体步骤如下：

(1)预处理：将废弃混凝土块敲碎，去除其中的钢筋以及其他杂质；

(2)混凝土块破碎研磨：将预处理的混凝土块进行破碎研磨，得到粒径为4～6mm的混凝土块，用清水清洗干净，去除细小的混凝土碎末，晾干；

(3)酸液处理：将步骤(2)清洗干净的混凝土块放入质量浓度为8％的醋酸溶液中浸泡50min，清水洗涤5次至混凝土块表面呈中性，晾干至表面无水渍；

(4)水泥浆液处理：将硅酸盐水泥和水按照5：2的质量比配置成水泥浆液，将步骤(3)酸液处理过的混凝土块浸泡在水泥浆液中，浸泡时间为120min，捞出晒干，得到再生混凝土骨料；

(5)将钢渣在质量浓度为15％的稀硫酸或碳酸溶液中浸泡180min，捞出，晾干，按照以下重量份的比例混合，得到再生混凝土：

再生混凝土骨料200份、碎石70份、硅酸盐水泥200份、石英砂200份、钢渣50份、水150份、木质素磺酸钠减水剂2份。

性能检测试验

按照各实施例和对比例中方法制备混凝土，参照以下方法进行性能检测，将检测结果记录于表4中。

1、扩展度：按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行检测；

2、抗压强度：按照GB/T50081-2016《普通混凝土力学性能试验方法》进行检测；

3、碳化深度：将混凝土浆体制成边长为100mm的立方体试块，6个试块为一组，试块养护至26d龄期后移入烘箱中，在60℃下放置48h后，放入温度为(25±5)℃，湿度为(70±5)％，CO₂浓度为(20±3)％的标准碳化箱内进行快速碳化并测定各试块在28d的碳化深度，测试结果取6个试块的平均值；

4、抗裂性能：按照G/T50081-2016《普通混凝土力学性能试验方法》中标准制作试块，每个实施例或对比例制备6个试块，记录混凝土浇筑24h后得到的单位面积的裂缝数目以及单位面积上的总开裂面积，测试结果取6个试块的平均值；

5、渗水高度：按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》进行检测，成型试块规格为175mm×185mm×150mm的标准圆台，6个试块为一组，标准养护28d，并在达到相应龄期的前一天，将试件从养护室中取出，待试件表面晾干后进行密封，再进行渗水高度试验，测试结果取6个试块的平均值。

表4环保绿色混凝土的性能检测结果

结合表3可知，实施例1-4使用纳米二氧化硅、粒径焚烧飞灰和水玻璃对废弃混凝土进行处理，制成的环保绿色混凝土具有较好的抗压强度、抗碳化能力、抗渗和抗裂性能。

实施例5与实施例1的区别在于，还使用聚氨酯乳液、钻井废弃物等对废弃混凝土进行处理，由表3内数据可以看出，混凝土的扩展度增大，且3h后损失值减小，混凝土的和易性和泵送性能得到提升，另外混凝土的抗压强度、抗碳化能力等性能得到改善。

实施例6与实施例5相比，对废弃混凝土进行处理时，未添加聚氨酯乳液，实施例6制成的混凝土抗碳化能力下降，且表面裂缝数量增大，渗水高度提高，说明聚氨酯喷涂在废弃混凝土上，能改善混凝土的抗渗性、抗裂性和抗碳化能力。

实施例7与实施例5相比，聚氨酯乳液由水性聚氨酯、芳纶纤维和纳米碳化硅混合制成，实施例7制成的混凝土抗压强度有所增大，且抗裂性和抗碳化能力提高，表面裂缝数量减少。

实施例8与实施例7相比，未使用芳纶纤维，实施例8制成的混凝土表面裂缝数量与实施例7相比，明显增大，且抗渗性和抗碳化效果减弱。

实施例9与实施例7的区别在于，聚氨酯乳液中未添加纳米碳化硅，经对比可知，实施例9制备的混凝土抗碳化效果不及实施例7，且抗渗和抗裂性也有所下降。

实施例10和实施例11与实施例7相比，使用垃圾焚烧灰渣、废弃玻璃粉和钻井废弃物经过混合煅烧等工序制成再生微粉，实施例10制成的混凝土抗压强度增大，渗水高度和碳化深度变化不大，但表面裂缝数量明显减少，说明再生微粉能缓解混凝土的干燥收缩，提高抗裂性能。

实施例12使用制备例3制成的再生微粉，制备例3制得的再生微粉与制备例1相比，区别是未添加废弃玻璃粉，混凝土的抗渗性和抗碳化性提高，但其抗裂性减弱。

实施例13中使用制备例4制备的再生微粉，与实施例7相比，实施例12中混凝土的抗压强度减弱，抗碳化效果和抗渗性减弱，说明烧结能改善钻井废弃物等原料的强度。

对比例1中对废弃混凝土只进行破碎、除钢筋、研磨和醋酸浸泡、水洗至中性的预处理，并未添加纳米二氧化硅等组分，与实施例1相比，对比例1制成的混凝土抗压强度下降，和易性变差，抗渗性和抗碳化效果均减弱。

对比例2-4与实施例1相比，对废弃混凝土进行预处理时，分别未添加纳米二氧化硅、垃圾焚烧飞灰和水玻璃，对比例2-4制成的混凝土渗水高度和碳化深度增大，表面裂缝数量增多，说明使用纳米二氧化硅、垃圾焚烧飞灰和水玻璃能有效改善混凝土的抗碳化性能以及抗渗、抗裂性。

对比例5与实施例1相比，废弃混凝土预处理时未经碳化处理，实施例5制成的混凝土抗压强度下降，渗水高度和碳化高度增大，说明碳化废弃混凝土能提高环保绿色混凝土的强度、抗渗性和抗碳化性。

对比例6为现有技术制备的混凝土，其对废弃混凝土的处理方法为粉碎、用酸液浸泡，对比例6制成的混凝土，与实施例1相比，抗碳化能力不足。

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)

1.一种环保绿色混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：水泥280-330份、粉煤灰42-48份、再生微粉20-30份、水160-200份、细骨料340-410份、粗骨料800-900、废弃混凝土450-520份、外加剂11.5-12.7份；

所述废弃混凝土经过以下预处理：（1）将废弃混凝土块破碎后，去除钢筋及杂质，研磨，用醋酸浸泡后水洗至中性，晾干，制得废弃混凝土粉末；

（2）以重量份计，将1-5份废弃混凝土粉末与0.3-2.5份纳米二氧化硅、0.1-1.5份垃圾焚烧飞灰和0.1-2.5份水玻璃混合均匀后，烘干，然后置于温度为18-22℃、湿度为55-65%、二氧化碳浓度为20-25%的条件下碳化3-4h，研磨、过筛、干燥至恒重。

2.根据权利要求1所述的环保绿色混凝土，其特征在于：所述废弃混凝土预处理方法还包括步骤（3）：向经过碳化的废弃混凝土表面均匀喷涂包覆液，边喷涂边搅拌，烘干，包覆液包括质量比为1:0.8-1:0.2-0.4的钻井废弃物、聚氨酯乳液和固化剂，包覆液与碳化后废弃混凝土的质量比为0.1-0.3:1。

3.根据权利要求2所述的环保绿色混凝土，其特征在于：所述固化剂包括以下重量份的组分：1.5-1.8份粉煤灰、2-2.4份硫铝酸盐水泥、0.1-0.2份羟乙基纤维素、0.1-0.2份聚乙二醇、0.3-0.6份海藻酸钠、5.5-6.5份生石灰。

4.根据权利要求2所述的环保绿色混凝土，其特征在于，所述包覆液采用以下方法制成：将钻井废弃物与固化剂混合均匀，自然风干至含水率为60-65%，加入聚氨酯乳液，混合均匀。

5.根据权利要求2所述的环保绿色混凝土，其特征在于，所述聚氨酯乳液包括质量比为1:0.3-0.5:0.2-0.6的水性聚氨酯乳液、芳纶纤维和纳米碳化硅混合制成。

6.根据权利要求1所述的环保绿色混凝土，其特征在于，所述再生微粉采用以下方法制成：以重量份计，将1-3份垃圾焚烧灰渣、0.5-1.5份废弃玻璃粉和1-3份钻井废弃物混合均匀，浇筑到模具中，升温至740-800℃，煅烧1-2h，然后脱模、粉碎、研磨至50-100μm。

7.根据权利要求6所述的环保绿色混凝土，其特征在于，所述升温方法为：以2-5℃/min的速度升温至200-680℃，保温10-15min，然后以10-15℃/min的速度升温至740-800℃，保温5-8h。

8.根据权利要求1所述的环保绿色混凝土，其特征在于，所述细骨料为机制砂，粒径为800-1000目，表观密度为1800-2000Kg/cm³；

所述粗骨料为碎石，碎石为5-20mm的连续级配碎石，压碎指标≤6%，含泥量＜0.5%，泥块含量＜0.1%；

所述粉煤灰为II级粉煤灰，烧失量为≤2%，含泥量≥60%，含水率≤1%。

9.根据权利要求1所述的环保绿色混凝土，其特征在于，所述外加剂包括高效减水剂、有机硅憎水剂和硅灰，高效减水剂、有机硅憎水剂和硅灰的质量比为0.1-0.3:2-5:10-20。

10.权利要求1-9任一项所述的环保绿色混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将水泥、粗骨料、细骨料、废弃混凝土混合均匀，制得预混物；

将粉煤灰、再生微粉、外加剂和水混合，加入预混物，混合均匀，制得废弃物再生利用的混凝土。