一种高强度加气可再生混凝土及其制备方法与流程

1.本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种高强度加气可再生混凝土及其制备方法。


背景技术：

2.现如今，随着科技的发展和进步，节能环保成为我们主要提倡的内容之一，混凝土大量使用会造成河沙等骨料材料使用量增加，而废弃建筑混凝土材料无法得到有效利用，导致混凝土成本增加，为此我们提出一种再生细骨料高强度自密实混凝土用于解决上述问题。
3.人们将这些废弃的混凝土制成再生骨料以作为混凝土混合的原料，达到资源循环利用的目的。这些再生骨料作为再生混凝土，在建筑工业中已经得到广泛应用，但是仍有缺陷，除去再生骨料作为原料外，若加入的水、水泥、砂石等配比量有差异，就无法达到标准抗压强度的混凝土，混凝土的强度无法得到保证，现有技术中有一些将二氧化硅气凝胶加入到混凝土配方中制备轻质混凝土的先例，实现了降低混凝土的密度及导热系数，但是，由于二氧化硅气凝胶本身具有强度低、脆性大的缺陷，将其加入混凝土中后，在应力作用下容易成为材料破坏的薄弱环节，所制得的混凝土的抗压强度仍然很低。
4.因此，研究一种高强度加气可再生混凝土及其制备方法是非常重要的。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提出一种高强度加气可再生混凝土及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.本发明的技术方案是这样实现的：
7.一种高强度加气可再生混凝土，包括以下重量份数配比的原料：再生粗骨料280
‑
310份、再生细骨料200
‑
230份、凝胶复合体560
‑
640份、硅酸盐水泥190
‑
210份、粉煤灰60
‑
75份、石灰4
‑
6份、硅烷偶联剂7
‑
9份、碳化硅6
‑
8份、减水剂8
‑
10份、水80
‑
120份。
8.优选地，包括以下重量份数配比的原料：再生粗骨料295份、再生细骨料215份、凝胶复合体600份、硅酸盐水泥200份、粉煤灰68份、石灰5份、硅烷偶联剂8份、碳化硅7份、减水剂9份、水100份。
9.优选地，所述再生粗骨料是由粗骨料经高速破碎处理制得粒径为10
‑
14mm的粗骨料。
10.优选地，所述再生细骨料是由废弃的混凝土经破碎后得到粒径在0.5
‑
1mm的再生细骨料或粒径在1
‑
5mm的再生细骨料。
11.优选地，所述凝胶复合体的制备方法如下：将30
‑
40份玄武岩纤维置于丙酮10
‑
25份与硝酸70
‑
80份的混合水溶液中，处理40
‑
50min，经洗涤、干燥，得到表面改性玄武岩纤维；将甲醇4
‑
6份、正硅酸乙酯30
‑
40份、草酸5
‑
7份和去离子水30
‑
40份混合，在50
‑
60℃下水解8
‑
9h，得到硅溶胶，然后将玄武岩纤维加入硅溶胶中，以40
‑
50r/min的速度缓慢搅拌同时
滴加浓度为8wt％
‑
10wt％的氨水，直至形成硅凝胶，然后依次采用乙醇30
‑
40份、正己烷20
‑
30份进行溶剂置换，再在90
‑
95℃下干燥24
‑
26h，得到凝胶复合体。
12.优选地，所述凝胶复合体的制备方法如下：将35份玄武岩纤维置于丙酮15份与硝酸75份的混合水溶液中，处理45min，经洗涤、干燥，得到表面改性玄武岩纤维；将甲醇5份、正硅酸乙酯35份、草酸6份和去离子水35份混合，在55℃下水解8h，得到硅溶胶，然后将玄武岩纤维加入硅溶胶中，以45r/min的速度缓慢搅拌同时滴加浓度为9wt％的氨水，直至形成硅凝胶，然后依次采用乙醇35份、正己烷25份进行溶剂置换，再在90℃下干燥25h，得到凝胶复合体。
13.优选地，所述氨水的滴加速度为12
‑
15滴/min。
14.优选地，所述减水剂为萘磺酸盐甲醛聚合物。
15.一种高强度加气可再生混凝土的制备方法，具体步骤如下：
16.(1)按重量份数称取水泥、粉煤灰、再生粗骨料和水同时加入至搅拌机中搅拌，搅拌时间为0.5
‑
1h，再加入再生细骨料和凝胶复合体，继续搅拌时间为0.5
‑
1h，制得半混凝土；
17.(2)按重量份数称取石灰、硅烷偶联剂和碳化硅加入步骤(1)中制得的半混凝土，继续搅拌，搅拌时间为1
‑
2h，再加入减水剂，搅拌时间为10
‑
20min，即得成品。
18.本发明具有以下有益效果：
19.(1)本发明的再生细骨料通过将废料进行分拣、多次破碎和筛分制得，可以减小天然细骨料的用量，降低资源损耗。
20.(2)本发明采用硅烷偶联剂、碳化硅可以减小再生细骨料使用后的自身的孔隙率大、吸水率大、堆积密小、空隙率大的缺点，提高其强度，提高再生混凝土的耐久性，最终提高再生混凝土的使用寿命。
21.(3)本发明通过控制水、再生骨料、水泥等不同原料之间科学的配比，并且使用强度为42.5级的水泥，可制成c40级的再生混凝土。
22.(4)本发明采用对玄武岩纤维进行改性制备凝胶复合体，以玄武岩纤维对硅凝胶进行增强，由于玄武岩纤维在硅凝胶内部由于表面张力和体积收缩而形成光滑的圆柱形形成结构支撑，得到的凝胶复合体的抗压强度较高，使加气混凝土增强了抑制收缩和开裂的性能，从而可提高混凝土的抗压强度。
具体实施方式
23.为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
24.下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
25.实施例1
26.一种高强度加气可再生混凝土，包括以下重量份数配比的原料：再生粗骨料310份、再生细骨料200份、凝胶复合体640份、硅酸盐水泥190份、粉煤灰75份、石灰4份、硅烷偶联剂9份、碳化硅6份、减水剂10份、水80份；所述再生粗骨料是由粗骨料经高速破碎处理制
得粒径为14mm的粗骨料；所述再生细骨料是由废弃的混凝土经破碎后得到粒径在1
‑
1.1mm的再生细骨料。
27.所述凝胶复合体的制备方法如下：将40份玄武岩纤维置于丙酮10份与硝酸80份的混合水溶液中，处理40min，经洗涤、干燥，得到表面改性玄武岩纤维；将甲醇6份、正硅酸乙酯30份、草酸7份和去离子水30份混合，在60℃下水解8h，得到硅溶胶，然后将玄武岩纤维加入硅溶胶中，以50r/min的速度缓慢搅拌同时滴加浓度为8wt％的氨水，所述氨水的滴加速度为15滴/min，直至形成硅凝胶，然后依次采用乙醇30份、正己烷30份进行溶剂置换，再在90℃下干燥26h，得到凝胶复合体。
28.一种高强度加气可再生混凝土的制备方法，具体步骤如下：
29.(1)按重量份数称取水泥、粉煤灰、再生粗骨料和水同时加入至搅拌机中搅拌，搅拌时间为1h，再加入再生细骨料和凝胶复合体，继续搅拌时间为0.5h，制得半混凝土；
30.(2)按重量份数称取石灰、硅烷偶联剂和碳化硅加入步骤(1)中制得的半混凝土，继续搅拌，搅拌时间为2h，再加入减水剂萘磺酸盐甲醛聚合物，搅拌时间为10min，即得成品。
31.实施例2
32.一种高强度加气可再生混凝土，包括以下重量份数配比的原料：再生粗骨料295份、再生细骨料215份、凝胶复合体600份、硅酸盐水泥200份、粉煤灰68份、石灰5份、硅烷偶联剂8份、碳化硅7份、减水剂萘磺酸盐甲醛聚合物9份、水100份；所述再生粗骨料是由粗骨料经高速破碎处理制得粒径为12mm的粗骨料；所述再生细骨料是由废弃的混凝土经破碎后得到粒径在0.5
‑
1mm的再生细骨料。
33.所述凝胶复合体的制备方法如下：将35份玄武岩纤维置于丙酮15份与硝酸75份的混合水溶液中，处理45min，经洗涤、干燥，得到表面改性玄武岩纤维；将甲醇5份、正硅酸乙酯35份、草酸6份和去离子水35份混合，在55℃下水解8h，得到硅溶胶，然后将玄武岩纤维加入硅溶胶中，以45r/min的速度缓慢搅拌同时滴加浓度为9wt％的氨水，所述氨水的滴加速度为13滴/min，直至形成硅凝胶，然后依次采用乙醇35份、正己烷25份进行溶剂置换，再在90℃下干燥25h，得到凝胶复合体。
34.一种高强度加气可再生混凝土的制备方法，具体步骤如下：
35.(1)按重量份数称取水泥、粉煤灰、再生粗骨料和水同时加入至搅拌机中搅拌，搅拌时间为0.5
‑
1h，再加入再生细骨料和凝胶复合体，继续搅拌时间为0.5
‑
1h，制得半混凝土；
36.(2)按重量份数称取石灰、硅烷偶联剂和碳化硅加入步骤(1)中制得的半混凝土，继续搅拌，搅拌时间为1
‑
2h，再加入减水剂萘磺酸盐甲醛聚合物，搅拌时间为10
‑
20min，即得成品。
37.实施例3
38.一种高强度加气可再生混凝土，包括以下重量份数配比的原料：再生粗骨料280
‑
310份、再生细骨料200份、凝胶复合体640份、硅酸盐水泥190份、粉煤灰75份、石灰4份、硅烷偶联剂9份、碳化硅6份、减水剂10份、水80份；所述再生粗骨料是由粗骨料经高速破碎处理制得粒径为10mm的粗骨料；所述再生细骨料是由废弃的混凝土经破碎后得到粒径在1
‑
5mm的再生细骨料。
39.所述凝胶复合体的制备方法如下：将30份玄武岩纤维置于丙酮25份与硝酸70份的混合水溶液中，处理50min，经洗涤、干燥，得到表面改性玄武岩纤维；将甲醇4份、正硅酸乙酯40份、草酸5份和去离子水40份混合，在50℃下水解9h，得到硅溶胶，然后将玄武岩纤维加入硅溶胶中，以40r/min的速度缓慢搅拌同时滴加浓度为10wt％的氨水，所述氨水的滴加速度为12滴/min，直至形成硅凝胶，然后依次采用乙醇40份、正己烷20份进行溶剂置换，再在95℃下干燥24h，得到凝胶复合体。
40.一种高强度加气可再生混凝土的制备方法，具体步骤如下：
41.(1)按重量份数称取水泥、粉煤灰、再生粗骨料和水同时加入至搅拌机中搅拌，搅拌时间为0.5h，再加入再生细骨料和凝胶复合体，继续搅拌时间为1h，制得半混凝土；
42.(2)按重量份数称取石灰、硅烷偶联剂和碳化硅加入步骤(1)中制得的半混凝土，继续搅拌，搅拌时间为1h，再加入减水剂萘磺酸盐甲醛聚合物，搅拌时间为20min，即得成品。
43.综上所述，本发明再生细骨料通过将废料进行分拣、多次破碎和筛分制得，可以减小天然细骨料的用量，降低资源损耗；采用硅烷偶联剂、碳化硅可以减小再生细骨料使用后的自身的孔隙率大、吸水率大、堆积密小、空隙率大的缺点，提高其强度，提高再生混凝土的耐久性，最终提高再生混凝土的使用寿命；通过控制水、再生骨料、水泥等不同原料之间科学的配比，并且使用强度为42.5级的水泥，可制成c40级的再生混凝土；采用对玄武岩纤维进行改性制备凝胶复合体，以玄武岩纤维对硅凝胶进行增强，由于玄武岩纤维在硅凝胶内部由于表面张力和体积收缩而形成光滑的圆柱形形成结构支撑，得到的凝胶复合体的抗压强度较高，使加气混凝土增强了抑制收缩和开裂的性能，从而可提高混凝土的抗压强度。
44.现对本发明方案的混凝土性能进行检验，其结果如下：
[0045][0046][0047]
由上述结果表明，本方案制得的混凝土具有高强度、耐久性好的特点，从而在使用再生细骨料后低成本生产出高强度混凝土，适于生产使用。
[0048]
以上实施例对本发明的产品及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体例对本发明的主要步骤及实施方式进行了阐述，上述实施例只是帮助理解本发明的方法及核心原理。对于本领域的技术人员，依据本发明的核心原理，在具体实施中会对各条件和参数根据需要而变动，综上所述，本说明书不应理解为对本发明的限制。