一种纳米凹凸棒石再生混凝土制备方法与流程

1.本发明属于建筑材料技术领域，特指一种纳米凹凸棒石再生混凝土制备方法。


背景技术：

2.首先，随着建筑行业的不断发展，也必然消耗了大量的砂石材料，由于天然资源的“过度开采”，主要带来两大问题，问题一，因大部分区域天然骨料匮乏，致使砂石价格持续上涨；问题二，天然骨料的开采对植被、山体造成一定的破坏，是人与自然不和谐的表现。其次，许多建筑物已达到服役年限，在拆除重建的同时产生了大量的建筑垃圾。以往处理方式都是将其填埋，或者是择地堆积，这样不仅占据一定的土地，而且污染环境，这一系列问题引人深思。上世纪中期，建筑垃圾引起了国外学者的思考，将其回收处理。然而，我国在这方面研究起步相对较晚，在上世纪90年代国内学者开始建筑垃圾再利用的研究。所以，合理的处理废弃混凝土，将其破碎、冲洗、分级，部分取代或全部取代砂石等天然骨料，且符合现阶段的绿色可持续发展，也是补给天然资源和保护环境的迫切需要，而本发明仅展开再生粗骨料的研究。
3.废弃混凝土破碎过程中，由于受碰撞、碾磨等外力的影响，再生骨料内部存在大量微裂纹。与天然骨料相比,再生骨料棱角多，表面粗糙，组分中还含有硬化水泥砂浆，且有较多的微孔。因此再生骨料吸水率高、压碎指标高、堆积密度小，导致配制的再生混凝土力学性能和耐久性均有所下降，从而阻碍了再生混凝土在实际工程中的应用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有再生混凝土的强度不够的缺陷和不足，提供一种可改善抗压强度的纳米凹凸棒石再生混凝土。
5.本发明的目的是这样实现的：一种纳米凹凸棒石再生混凝土的制备方法，所述纳米凹凸棒石再生混凝土包括水泥、纳米凹凸棒石、天然细骨料、天然粗骨料、再生粗骨料、水和附加水，其中，所述的水泥520～570份，纳米凹凸棒石0～50份，天然细骨料660份，天然粗骨料0～1100份，再生粗骨料0～1100份，水260份，附加水0～20份；所述制备方法，包括如下步骤：s1：将水泥、天然细骨料、天然粗骨料和再生粗骨料搅拌均匀形成混合物；s2：通过500℃煅烧纳米凹凸棒石，对纳米凹凸棒石进行活化处理，将活化处理后的纳米凹凸棒石加入到水和附加水中，采用机械搅拌的方法在水中分散10min，形成悬浊液；s3：将步骤s1中的混合物和步骤s2中的悬浊液混合搅拌均匀，得到所述纳米凹凸棒石再生混凝土；进一步地，所述水泥为p.o 42.5硅酸盐水泥，水灰比率为0.45，所述纳米凹凸棒石粒径为50～150nm，质量分数分别为0、2%、4%、6%、8%。
6.进一步地，所述天然细骨料为连续级配的河砂，细度模数为2.21～2.35，所述天然
粗骨料为连续级配的碎石，粒径为5～25mm，所述再生粗骨料为连续级配，粒径为5～25mm，再生粗骨料取代率分别为0、30%、50%、100%，进一步地，所述水为自来水。
7.进一步地，所述步骤s1中，搅拌时间为3～5min；所述步骤s2中，搅拌时间为10min；所述步骤s3中搅拌时间为3～5min。
8.进一步地，所述纳米凹凸棒石再生混凝土由浇筑和振捣成型。
9.本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：1.纳米材料是指粒径在100nm以内的超细材料，纳米级凹凸棒石晶体有较明显的填充效应与火山灰活性，能够对水泥砂浆和骨料表面的微孔及微裂纹进行填充，有效地改善孔隙率使得再生混凝土更加密实，从而提高再生混凝土的力学性能和耐久性，同时，选择价格低廉的纳米凹凸棒石材料制备纳米再生混凝土，可有效降低制造成本；2.通过对纳米凹凸棒石进行煅烧改性，它的表面积比发生明显的变化，并且产生的大量的活性物质，增强其火山灰活性；3.通过纳米凹凸棒石以机械搅拌的方法进行分散，使其在水中不发生团聚，可有效的均匀分布于再生混凝土中；4.采用不同掺量纳米凹凸棒石改性再生混凝土，纳米凹凸棒石主要表现为小尺寸效应和火山灰活性。首先，发挥其小尺寸效应，纳米级凹凸棒石晶体可对再生骨料表面（或硬化水泥浆中）部分微孔和微裂纹予以填充的作用；其次，煅烧纳米凹凸棒石具有大量活性的al2o3和sio2，促进二次水化反应，生成更多的纳米级水化铝酸钙和水化硅酸钙，从而填充微孔和微裂纹。其改善机理不尽相同，减少再生混凝土的孔隙率，使其更加密实，最终提高再生混凝土的性能；5.本发明将废弃混凝土块进行破碎，部分取代或全部取代粗骨料，解决了建筑垃圾对环境污染，以及缓解天然骨料过度开采问题。
具体实施方式
10.为了使本技术领域的人员更好的理解本发明中的技术方案，下面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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
11.实施例1：一种纳米凹凸棒石再生混凝土的制备方法，所述纳米凹凸棒石再生混凝土包括水泥、纳米凹凸棒石、天然细骨料、天然粗骨料、再生粗骨料、水和附加水，其中，水泥560份，纳米凹凸棒石10份、天然细骨料660份、天然粗骨料770份、再生粗骨料330份、水260份、附加水7份。
12.所述纳米凹凸棒石再生混凝土的制备方法包括如下步骤：s1：将水泥、天然细骨料、天然粗骨料和再生粗骨料搅拌均匀形成混合物；s2：通过500℃煅烧纳米凹凸棒石，对纳米凹凸棒石进行活化处理，使其有更强的火山灰活性。将活化处理后的纳米凹凸棒石加入到水和附加水中，采用机械搅拌的方法在水中分散10min，形成悬浊液；
s3：将步骤s1中的混合物和步骤s2中的悬浊液混合搅拌均匀，得到所述纳米凹凸棒石再生混凝土；进一步地，所述步骤s1中，拌和时间为3～5min；进一步地，所述步骤s2中，搅拌时间为10min；进一步地，所述步骤s3中，拌和时间为3～5min；进一步地，对所述纳米凹凸棒石再生混凝土浆料进行浇筑、振捣，使之成型。
13.性能测试：经测试实施例制备得纳米凹凸棒石再生混凝土，28天立方体抗压强度达到42.1mpa。
14.实施例2：一种纳米凹凸棒石再生混凝土的制备方法，所述纳米凹凸棒石再生混凝土包括水泥、纳米凹凸棒石、天然细骨料、天然粗骨料、再生粗骨料、水和附加水，其中，水泥550份，纳米凹凸棒石20份、天然细骨料660份、天然粗骨料550份、再生粗骨料550份、水260份、附加水11份。
15.所述纳米凹凸棒石再生混凝土的制备方法包括如下步骤：s1：将水泥、天然细骨料、天然粗骨料和再生粗骨料搅拌均匀形成混合物；s2：通过500℃煅烧纳米凹凸棒石，对纳米凹凸棒石进行活化处理，将活化处理后的纳米凹凸棒石加入到水和附加水中，采用机械搅拌的方法在水中分散10min，形成悬浊液；s3：将步骤s1中的混合物和步骤s2中的悬浊液混合搅拌均匀，得到所述纳米凹凸棒石再生混凝土；进一步地，所述步骤s1中，拌和时间为3～5min；进一步地，所述步骤s2中，搅拌时间为10min；进一步地，所述步骤s3中，拌和时间为3～5min；进一步地，对所述纳米凹凸棒石再生混凝土浆料进行浇筑、振捣，使之成型。
16.性能测试：经测试实施例制备得纳米凹凸棒石再生混凝土，28天立方体抗压强度达到42.5mpa。
17.实施例3：一种纳米凹凸棒石再生混凝土的制备方法，所述纳米凹凸棒石再生混凝土包括水泥、纳米凹凸棒石、天然细骨料、天然粗骨料、再生粗骨料、水和附加水，其中，其中水泥530份，纳米凹凸棒石30份、天然细骨料660份、天然粗骨料770份、再生粗骨料330份、水260份、附加水7份。
18.所述纳米凹凸棒石再生混凝土的制备方法包括如下步骤：s1：将水泥、天然细骨料、天然粗骨料和再生粗骨料搅拌均匀形成混合物；s2：通过500℃煅烧纳米凹凸棒石，对纳米凹凸棒石进行活化处理，将活化处理后的纳米凹凸棒石加入到水和附加水中，采用机械搅拌的方法在水中分散10min，形成悬浊液；s3：将步骤s1中的混合物和步骤s2中的悬浊液混合搅拌均匀，得到所述纳米凹凸棒石再生混凝土；进一步地，所述步骤s1中，拌和时间为3～5min；
进一步地，所述步骤s2中，搅拌时间为10min；进一步地，所述步骤s3中，拌和时间为3～5min；进一步地，对所述纳米凹凸棒石再生混凝土浆料进行浇筑、振捣，使之成型。
19.性能测试：经测试实施例制备得纳米凹凸棒石再生混凝土，28天立方体抗压强度达到45.4mpa。
20.实施例4：一种纳米凹凸棒石再生混凝土的制备方法，所述纳米凹凸棒石再生混凝土包括水泥、纳米凹凸棒石、天然细骨料、天然粗骨料、再生粗骨料、水和附加水，其中，其中水泥530份，纳米凹凸棒石30份、天然细骨料660份、天然粗骨料770份、再生粗骨料330份、水260份、附加水7份。
21.所述纳米凹凸棒石再生混凝土的制备方法包括如下步骤：s1：将水泥、天然细骨料、天然粗骨料和再生粗骨料搅拌均匀形成混合物；s2：通过500℃煅烧纳米凹凸棒石，对纳米凹凸棒石进行活化处理，将活化处理后的纳米凹凸棒石加入到水和附加水中，采用机械搅拌的方法在水中分散10min，形成悬浊液；s3：将步骤s1中的混合物和步骤s2中的悬浊液混合搅拌均匀，得到所述纳米凹凸棒石再生混凝土；进一步地，所述步骤s1中，拌和时间为3～5min；进一步地，所述步骤s2中，搅拌时间为10min；进一步地，所述步骤s3中，拌和时间为3～5min；进一步地，对所述纳米凹凸棒石再生混凝土浆料进行浇筑、振捣，使之成型。
22.性能测试：经测试实施例制备得纳米凹凸棒石再生混凝土，28天立方体抗压强度达到41.3mpa。
23.本发明在上述各实施例中采用的水泥为阳刚牌p.o 42.5 硅酸盐水泥，从张家口市桥东区博丰铁艺销售部采购；纳米凹凸棒石由常州鼎邦矿产品科技有限公司出品，粒径为50～150nm，将其取代胶凝材料，质量分数分别为0、2%、4%、6%、8%；采用的天然细骨料为连续级配张家口本地天然河砂，粒径为1～5mm；天然粗骨料为张家口市本地连续级配碎石，粒径为5～25mm；再生粗骨料采用废弃混凝土试块，自制的连续级配再生骨料，粒径为5～25mm；再生粗骨料取代率分别为0、30%、50%、100%。
24.因为再生骨料吸水率较高，所以考虑添试验所需拌和的水和附加水，均为自来水，所述水灰比率为0.45。
25.上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明说明中所使用的术语，只是为了描述具体得实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。