CN114835419A - 一种改善混凝土骨料性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善混凝土骨料性能的方法，步骤为：（1）将复合微生物菌粉、再生骨料和水按照一定的比例加入搅拌锅中，持续搅拌均匀；（2）将步骤（1）中的获得再生骨料和另一微生物菌粉置于真空装置中，在负压环境下将微生物菌粉填充在再生骨料的裂缝处；（3）向步骤（2）中获得的再生骨料表面喷淋钙源溶液，保持再生骨料表面湿润，喷淋时间间隔5‑6小时一次，重复3‑5次。结果表明，采用微生物降解多糖为小分子物质，并将其转化为酸性物质，剥离再生骨料表面的砂浆层，降低再生骨料的吸水率，解决了该物质对再生骨料混凝土凝结时间和硬化强度的影响；同时，耦合再生骨料裂缝缺陷处的微生物矿化，改善再生骨料性能。

Description

一种改善混凝土骨料性能的方法
技术领域
本发明涉及一种改善混凝土性能的方法，尤其涉及一种改善混凝土骨料性能的方法。
背景技术
近年来，随着我国经济的高速发展，大规模城市基础设施的加快建设，建筑材料尤其是混凝土作为首选材料和最大宗的材料，其用量呈现急速的上涨。这意味着砂石、水泥等资源巨大的消耗，对生态环境造成的不可逆转的破坏将继续发展。与此同时，伴随着大规模的基础设施建设，产生了大量的废弃混凝土等建筑垃圾。从2006年至2014年间，我国建筑业房屋施工面积呈指数型增长，由此产生的建筑垃圾量也应当呈指数型增长。2015年，我国建筑业房屋施工面积略有下降，但与2014年基本持平。2015年我国年产生了15亿吨建筑垃圾，并且每年以16%的速度逐年递增。目前，我国建筑垃圾数量己经占到城市垃圾总量的30%-40%。据推测，到2020年我国还将新增建筑面积约300亿平方，随之所产生的建筑垃圾总量可想而知。以废弃混凝土为主的建筑垃圾与日俱增，但每年处理的废弃混凝土量远低于其产生量，数量惊人的废弃混凝土的弃置占用了大量宝贵的土地资源，同时也对生态环境产生二次污染，导致土壤、水质劣化。
为缓解水泥混凝土原材料资源日益紧缺的状况，解决急剧增加的废弃混凝土所引起的一系列环境、社会问题，迫切需要对废弃混凝土进行资源化再生利用。然而，废弃混凝土来源于不同行业、不同区域，复杂多变，质量难以控制。某公司拆建了制糖车间，该车间污水处理池混凝土经过长年累月的残留糖类物质浸泡，混凝土内部存有大量的糖类物质，该混凝土的再生利用应充分考虑糖类物质的处置问题，否则严重影响再生骨料和再生混凝土性能。
发明内容
发明目的：本发明旨在提供一种再生骨料吸水率明显降低的改善混凝土骨料性能的方法。
技术方案：本发明所述的改善混凝土骨料性能的方法，包括以下步骤：
（1）设置恒定温度，将复合微生物菌粉、再生骨料和水持续搅拌后静置得到再生骨料A；
（2）将再生骨料A用去离子水洗净、干燥，将其与另一微生物菌粉置于真空装置中，在负压环境下将微生物菌粉填充在再生骨料A的裂缝处，得到再生骨料B；
（3）向再生骨料B表面喷淋钙源溶液，保持再生骨料B表面湿润，向再生骨料B表面喷淋钙源溶液，保持再生骨料B表面湿润，保持环境温度恒定，静置。
优选地，步骤（1）中所述的复合微生物菌粉为酵母菌和醋酸杆菌的混合，所述复合微生物菌粉中酵母菌和醋酸杆菌的质量比为1:1-1:3；所述的复合微生物菌粉、水和再生骨料的质量比为1:（5-10）:（5-15）；所述搅拌时间为24-72小时，搅拌速度为10-50 r/min，恒定温度为20-30℃，静置时间为48-120小时。
优选地，步骤（2）中所述微生物菌粉为胶质芽孢杆菌；所述微生物菌粉与再生骨料A的质量比为1:10-1:15。
优选地，步骤（3）中所述钙源溶液为氯化钙、硝酸钙或乳酸钙中的至少一种，所述钙源溶液喷淋时间间隔为5-6小时，喷淋重复次数为3-5次，所述静置时间为48-120小时。
本发明针对再生混凝土中夹杂糖类物质处理和提升再生骨料性能，采用微生物降解多糖为小分子物质，并将其转化为酸性物质，剥离再生骨料表面的砂浆层，降低再生骨料的吸水率，并耦合再生骨料裂缝缺陷处的微生物矿化，改善再生骨料性能。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：（1）采用酵母菌、醋酸杆菌复合微生物菌粉，酵母菌将再生混凝土中夹带的糖类有机物转化为小分子有机物，醋酸杆菌将小分子有机物进一步转化为醋酸等酸性物质，酸性物质可以剥离粘附在再生骨料表面的砂浆层，降低再生骨料的吸水率，改善再生骨料的性能；（2）采用酵母菌、醋酸杆菌复合微生物菌粉降解了糖类有机物，解决了该物质对再生骨料混凝土凝结时间和硬化强度的影响；（3）将胶质芽孢杆菌菌粉真空负载在再生骨料的裂缝处，通过喷水钙源溶液，在裂缝处沉积碳酸盐矿物，封堵再生骨料的裂缝缺陷，进一步降低再生骨料的吸水率，降幅至少在50%以上，有助于提升再生骨料的强度；（4）该方法成本低、效果好、绿色环保。
附图说明
图1为裂缝处矿物的SEM图像；
图2为裂缝处矿物的EDS图谱；
图3为再生骨料的吸水率图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
一种改善混凝土骨料性能的方法，步骤如下：
（1）将复合微生物菌粉、再生骨料、水按照质量比为1:5:5的比例加入搅拌锅中，复合微生物菌粉中酵母菌和醋酸杆菌的质量比为1:1，设置恒定温度为20℃，持续搅拌，搅拌速度为20 r/min，搅拌时间24小时，静置120小时，得到再生骨料A；
（2）将再生骨料A，用去离子水洗净、干燥，将其与微生物菌粉胶质芽孢杆菌置于真空装置中，微生物菌粉与再生骨料A的质量比为1:10，在负压环境下将微生物菌粉填充在再生骨料的裂缝处，得到再生骨料B；
（3）向再生骨料B表面喷淋钙源氯化钙溶液，保持再生骨料B表面湿润，喷水时间间隔6小时一次，重复5次，保持环境温度恒定30℃，静置120小时。
实施例2
一种改善混凝土骨料性能的方法，步骤如下：
（1）将复合微生物菌粉、再生骨料、水按照质量比为1:8:8的比例加入搅拌锅中，复合微生物菌粉中酵母菌和醋酸杆菌的质量比为1:2，设置恒定温度为20℃，持续搅拌，搅拌速度为30 r/min，搅拌时间48小时，静置120小时，得到再生骨料A；
（2）将再生骨料A，用去离子水洗净、干燥，将其与微生物菌粉胶质芽孢杆菌置于真空装置中，微生物菌粉与再生骨料A的质量比为1:12，在负压环境下将微生物菌粉填充在再生骨料的裂缝处，得到再生骨料B；
（3）向再生骨料B表面喷淋钙源氯化钙溶液，保持再生骨料B表面湿润，喷水时间间隔6小时一次，重复5次，保持环境温度恒定30℃，静置120小时。
实施例3
一种改善混凝土骨料性能的方法，步骤如下：
（1）将复合微生物菌粉、再生骨料、水按照质量比为1:10:10的比例加入搅拌锅中，复合微生物菌粉中酵母菌和醋酸杆菌的质量比为1:3，复合微生物菌粉、水、再生骨料的，设置恒定温度为20℃，持续搅拌，搅拌速度为30 r/min，搅拌时间40小时，静置120小时，得到再生骨料A；
（2）将再生骨料A，用去离子水洗净、干燥，将其与微生物菌粉胶质芽孢杆菌置于真空装置中，微生物菌粉与再生骨料的质量比为1:15，在负压环境下将微生物菌粉填充在再生骨料的裂缝处，得到再生骨料B；
（3）向再生骨料B表面喷淋钙源氯化钙溶液，保持再生骨料B表面湿润，喷水时间间隔6小时一次，重复5次，保持环境温度恒定30℃，静置120小时。
图1为裂缝处矿物的SEM图像，图2为裂缝处矿物的EDS图谱，由图1、图2可见，在再生骨料裂缝处形成了碳酸钙矿物，填充封闭了裂缝；图3为最终得到的再生骨料的吸水率，从图中可知，处理后最终得到的再生骨料的吸水率大幅下降，吸水率降幅至少在50%以上，改善了再生骨料性能。

Claims (10)

1.一种改善混凝土骨料性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）设置恒定温度，将复合微生物菌粉、再生骨料和水持续搅拌后静置，得到再生骨料A；
（2）将再生骨料A用去离子水洗净、干燥，将其与另一微生物菌粉置于真空装置中，在负压环境下将微生物菌粉填充在再生骨料A的裂缝处，得到再生骨料B；
（3）向再生骨料B表面喷淋钙源溶液，保持再生骨料B表面湿润，保持环境温度恒定，静置。
2.根据权利要求1所述的改善混凝土骨料性能的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的复合微生物菌粉为酵母菌和醋酸杆菌的混合，所述酵母菌和醋酸杆菌的质量比为1:1-1:3。
3.根据权利要求1所述的改善混凝土骨料性能的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的复合微生物菌粉、水和再生骨料的质量比为1:（5-10）:（5-15）。
4.根据权利要求1所述的改善混凝土骨料性能的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的搅拌时间为24-72小时，搅拌速度为10-50 r/min。
5.根据权利要求1所述的改善混凝土骨料性能的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的恒定温度为20-30℃。
6.根据权利要求1所述的改善混凝土骨料性能的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的静置时间为48-120小时。
7.根据权利要求1所述的改善混凝土骨料性能的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的微生物菌粉为胶质芽孢杆菌。
8.根据权利要求1所述的改善混凝土骨料性能的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的微生物菌粉与再生骨料A的质量比为1:10-1:15。
9.根据权利要求1所述的改善混凝土骨料性能的方法，其特征在于，步骤（3）中所述的钙源溶液为氯化钙、硝酸钙或乳酸钙中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的改善混凝土骨料性能的方法，其特征在于，步骤（3）中所述钙源溶液喷淋时间间隔为5-6小时，喷淋重复次数为3-5次，所述静置时间为48-120小时。
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