一种导热型绿色再生混凝土的制作方法

1.本技术涉及混凝土技术领域，更具体地说，它涉及一种导热型绿色再生混凝土。


背景技术：

2.绿色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，再加入水泥、水等配而成的新混凝土。
3.目前用混凝土铺设路面后，当遇到下雪天气，路面会因为积雪出现结冰的现象，冰会黏附在路面上大大降低了路面的摩擦系数，路人在路面上行走时会出现打滑的情况，通常直接在路面下铺设加热管，从而融化路面上的积雪。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为，在路面下铺设加热管后，由于混凝土导热能力差，从而导致积雪融化速率变慢。


技术实现要素：

5.为了提高导热型绿色再生混凝土的导热性，本技术提供一种导热型绿色再生混凝土。
6.第一方面，本技术提供一种导热型绿色再生混凝土，采用如下的技术方案：一种导热型绿色再生混凝土，主要由如下重量份数的原料制成：水泥400-450份、减水剂8-10份、细骨料1000-1100份、粗骨料300-400份、引气剂4-5份、表面活性剂2-3份、水100-120份、导热剂50-80份、导热辅助剂2-5份，所述导热剂为碳化硅、纳米氧化镁、纳米铁酸锌中的至少两种，所述导热辅助剂由纳米氧化锡锑、金属纤维丝、碳纤维丝按质量比(1-3):(6-8):(2-3)组成。
7.优选的，表面活性剂为山梨糖醇。
8.优选的，水泥为p42.5普通硅酸盐水泥。
9.优选的，细骨料为天然河砂，连续级配，其细度模数为2.9，含泥量为0.4wt％。
10.优选的，引气剂为木质素磺酸钠。
11.优选的，碳纤维丝为细短碳纤维丝，单丝直径为10-15μm，长径比为2:1。
12.优选的，碳化硅的粒径为10-15μm。
13.优选的，纳米氧化镁的平均粒径为40nm。
14.优选的，纳米铁酸锌的平均粒径为30nm。
15.优选的，纳米氧化锡锑的平均粒径为20nm。
16.通过采用上述技术方案，本技术通过导热剂与导热辅助剂的协同配合，从而提高导热型绿色再生混凝土的导热性能，导热剂、导热辅助剂与导热型绿色再生混凝土的其他原料相容性较佳，因此，便于在导热型绿色再生混凝土中分散均匀，从而提高导热型绿色再生混凝土的均匀导热能力，同时提高导热型绿色再生混凝土的抗拉强度；导热辅助剂中的金属纤维丝与碳纤维丝相互混合，使得金属纤维丝、碳纤维丝在导热型绿色再生混凝土中分布的更加均匀，同时，在导热型绿色再生混凝土中形成三维状的网络导热通路，以金属纤
维丝为主通道，以碳纤维丝为支流和搭接桥梁，从而在导热型绿色再生混凝土内形成连续不间断的网络状“导热路线”，纳米氧化锡锑的加入，便于进一步减少导热型绿色再生混凝土上产生界面热阻，提高导热型绿色再生混凝土的导热能力。
17.优选的，所述导热剂、导热辅助剂的质量比为(60-70):(3-4)。
18.通过采用上述技术方案，对导热剂和导热辅助剂的比例进行优化，从而使得导热剂、导热辅助剂与导热型绿色再生混凝土其他组分的比例搭配更加合理，充分发挥导热剂、导热辅助剂在导热型绿色再生混凝土中的导热作用，导热辅助剂在导热型绿色再生混凝土中形成导热网络，导热剂在导热网络的作用将热量快速传输，从而进一步提高导热型绿色再生混凝土的导热能力。
19.优选的，所述导热剂由碳化硅、纳米氧化镁、纳米铁酸锌按质量比(0.1-0.5):(2-3):(2-3)组成。
20.通过采用上述技术方案，对碳化硅、纳米氧化镁、纳米铁酸锌三种组分的比例进行进一步的优化，从而进一步提高导热剂在导热型绿色再生混凝土中的导热作用，碳化硅导热率较高，性能稳定，但碳化硅成本较高，因此加入量较少，纳米氧化镁热导率高，成本较低，耐腐蚀性较佳；纳米铁酸锌能够在导热型绿色再生混凝土中形成多个吸热源，从而将周围的热量吸入，然后在纳米氧化镁、碳化硅的作用下，将导热型绿色再生混凝土中的热量快速传出，从而进一步提高导热型绿色再生混凝土的导热性能。
21.优选的，所述金属纤维丝为细长金属纤维丝，单丝直径为20-35μm，长径比为40:1。
22.通过采用上述技术方案，金属纤维丝导热性能较佳，便于在导热型绿色再生混凝土中形成导热网络，金属纤维丝的尺寸便于增强金属纤维丝在导热型绿色再生混凝土中的韧性和导热强度，从而进一步提高导热型绿色再生混凝土的抗拉强度和导热性能。
23.优选的，所述金属纤维丝由黄铜纤维丝、不锈钢纤维丝按质量比(1-2):(2-3)组成。
24.通过采用上述技术方案，金属纤维丝由黄铜纤维丝、不锈钢纤维丝复配得到，通过对黄铜纤维丝、不锈钢纤维丝比例的优化，从而进一步促进金属纤维丝形成导热网络，提高导热网络的稳定性，进而提高导热剂在导热型绿色再生混凝土中的导热作用，从而提高导热型绿色再生混凝土的导热性能，促进导热型绿色再生混凝土中发生的热交换作用。
25.优选的，所述细骨料由镍渣、铁屑按质量比(5-6):(4-5)组成。
26.通过采用上述技术方案，细骨料由镍渣、铁屑复配得到，便于提高导热型绿色再生混凝土的干表观密度，优化导热型绿色再生混凝土的结构，同时便于进一步提高导热型绿色再生混凝土的导热性能，镍渣、铁屑实现了工业废弃物的回收利用，降低了生产成本，降低对环境的影响。
27.优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
28.优选的，所述聚羧酸减水剂为聚醚型聚羧酸减水剂。
29.通过采用上述技术方案，聚羧酸减水剂中带有的酸性基团能够减小导热型绿色再生混凝土的碱性，同时还可以作为分散剂增大水泥颗粒之间、导热剂之间和导热剂与水泥之间的位阻，从而使得导热剂均匀分散于导热型绿色再生混凝土中，保证导热型绿色再生混凝土的导热性能，聚羧酸减水剂与水泥的相容性好。
30.优选的，所述粗骨料由重量比为(3-4):(1-2)的天然粗骨料和再生粗骨料组成，所
述天然粗骨料的粒径为1-3cm。
31.通过采用上述技术方案，将天然粗骨料与再生粗骨料结合起来，从而便于合理利用资源，减少导热型绿色再生混凝土颗粒对大气和环境的污染，同时，粗骨料能够起到刚性骨架的作用，便于提高导热型绿色再生混凝土导热网络的稳定性，便于进一步提高导热型绿色再生混凝土的抗拉强度和导热性能。
32.优选的，还包括1-2重量份数的填充剂，所述填充剂由膨胀石墨、云母粉按质量比(2-3):(4-5)组成。
33.优选的，膨胀石墨的目数为325目-400目。
34.优选的，云母粉的目数为800目。
35.通过采用上述技术方案，填充剂的加入便于增强导热型绿色再生混凝土的抗拉强度和导热性能，膨胀石墨和云母粉结合形成填充剂，膨胀石墨的加入，便于在导热型绿色再生混凝土中形成导热块，从而巩固导热辅助剂形成导热网络的稳定性，增强导热网络的抗破坏能力，云母粉的加入便于增强导热型绿色再生混凝土的力学性能，进一步增强导热网络的稳定性，进而提高导热型绿色再生混凝土的导热性能。
36.第二方面，本技术提供一种导热型绿色再生混凝土的制备工艺，采用如下的技术方案：一种导热型绿色再生混凝土的制备工艺，包括如下步骤：(1)取水泥、细骨料、粗骨料、表面活性剂、水混合搅拌均匀，得到混合料a；(2)取导热剂、导热辅助剂混合搅拌均匀，得到混合料b；若需加入填充剂，在当前步骤中加入；(3)取引气剂、减水剂混合搅拌均匀，得到混合料c；(4)将混合料a、混合料b、混合料c混合均匀，即得。
37.优选的，步骤(1)中搅拌温度为25℃，搅拌速度为260r/min。
38.优选的，步骤(2)中搅拌温度为25℃，搅拌速度为300r/min。
39.优选的，步骤(3)中搅拌温度为25℃，搅拌速度为280r/min。
40.优选的，步骤(4)中搅拌温度为25℃，搅拌速度为350r/min。
41.通过采用上述技术方案，将导热型绿色再生混凝土的各组分分批次进行混合，然后再将混合后的混合料a、混合料b、混合料c进行混合，便于进一步使得导热型绿色再生混凝土各组分混合的更充分，同时在引气剂、减水剂的作用下，进一步提高导热剂、导热辅助剂在导热型绿色再生混凝土中的分布情况，进而提高导热辅助剂对导热剂的辅助作用，提高导热型绿色再生混凝土的导热性能。
42.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、本技术的导热型绿色再生混凝土，在引气剂、减水剂的作用下，使得导热剂、导热辅助剂在导热型绿色再生混凝土中分布的更均匀，便于导热辅助剂在导热型绿色再生混凝土中形成导热网络，导热网络在再生混凝土中分布均匀，从而进一步提高导热剂顺着导热网络排布，进而提高导热型绿色再生混凝土的导热能力。
43.2、本技术的导热型绿色再生混凝土中加入填充剂，填充剂由膨胀石墨、云母粉组成，从而便于提高导热型绿色再生混凝土的密实度，同时云母粉、膨胀石墨具有导热性，便于进一步提高导热型绿色再生混凝土的导热性能。
44.3、本技术的导热型绿色再生混凝土中细骨料由镍渣、铁屑复配得到，便于优化导热型绿色再生混凝土的结构，同时进一步提高导热型绿色再生混凝土的导热性能。
具体实施方式
45.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
46.可选的，碳化硅的粒径为10-15μm。
47.可选的，纳米氧化镁的平均粒径为40nm。
48.可选的，纳米铁酸锌的平均粒径为30nm。
49.可选的，纳米氧化锡锑的平均粒径为20nm。实施例
50.实施例1本实施例的导热型绿色再生混凝土，由如下重量的原料制成：水泥400kg、减水剂8kg、细骨料1000kg、粗骨料300kg、引气剂4kg、表面活性剂2kg、水100kg、导热剂50kg、导热辅助剂2kg，导热剂由碳化硅、纳米氧化镁按质量比2:3组成，导热辅助剂由纳米氧化锡锑、金属纤维丝、碳纤维丝按质量比1:6:2组成；表面活性剂为山梨糖醇，水泥为p42.5普通硅酸盐水泥，细骨料为天然河砂，连续级配，其细度模数为2.9，含泥量为0.4wt％，引气剂为木质素磺酸钠，碳纤维丝为细短碳纤维丝，单丝直径为10-15μm，长径比为2:1，碳化硅的粒径为10-15μm，纳米氧化镁的平均粒径为40nm，金属纤维丝为细长黄铜纤维丝，单丝直径为20-35μm，长径比为40:1，减水剂为聚羧酸减水剂，聚羧酸减水剂为聚醚型聚羧酸减水剂，粗骨料由重量比为3:1的天然粗骨料和再生粗骨料组成，天然粗骨料的粒径为1-3cm，再生粗骨料为连续级配的再生骨料，粒径为5-31.5mm。
51.本实施例的导热型绿色再生混凝土的制备工艺，包括如下步骤：(1)取水泥、细骨料、粗骨料、表面活性剂、水在温度为25℃、搅拌速度为260r/min下混合搅拌均匀，得到混合料a；(2)取导热剂、导热辅助剂在温度为25℃、搅拌速度为300r/min下混合搅拌均匀，得到混合料b；(3)取引气剂、减水剂在温度为25℃、搅拌速度为280r/min下混合搅拌均匀，得到混合料c；(4)将混合料a、混合料b、混合料c在温度为25℃、搅拌速度为350r/min下混合均匀，即得。
52.实施例2-5实施例2-5分别提供了原料组分配比不同的导热型绿色再生混凝土，每个实施例对应的导热型绿色再生混凝土的组分如表1所示，原料配比单位为kg。
53.表1 实施例1-5导热型绿色再生混凝土各组分配比
实施例2-5的导热型绿色再生混凝土与实施例1的不同之处在于：导热型绿色再生混凝土各组分配比不相同，其他与实施例1完全相同。
54.实施例2-5的导热型绿色再生混凝土的制备工艺与实施例1完全相同。
55.实施例6本实施例与实施例4的不同之处在于：导热剂由碳化硅、纳米氧化镁、纳米铁酸锌按质量比0.1:2:2组成。其他与实施例4完全相同。
56.本实施例的导热型绿色再生混凝土的制备工艺与实施例4完全相同。
57.实施例7本实施例与实施例4的不同之处在于：导热剂由碳化硅、纳米氧化镁、纳米铁酸锌按质量比0.5:3:3组成。其他与实施例4完全相同。
58.本实施例的导热型绿色再生混凝土的制备工艺与实施例4完全相同。
59.实施例8本实施例与实施例4的不同之处在于：导热辅助剂由纳米氧化锡锑、金属纤维丝、碳纤维丝按质量比3:8:3组成。其他与实施例4完全相同。
60.本实施例的导热型绿色再生混凝土的制备工艺与实施例4完全相同。
61.实施例9本实施例与实施例8的不同之处在于：金属纤维丝由黄铜纤维丝、不锈钢纤维丝按质量比1:2组成，金属纤维丝为细长金属纤维丝，单丝直径为20-35μm，长径比为40:1。其他与实施例8完全相同。
62.本实施例的导热型绿色再生混凝土的制备工艺与实施例8完全相同。
63.实施例10本实施例与实施例4的不同之处在于：细骨料由镍渣、铁屑按质量比6:5组成，其他与实施例4完全相同。
64.本实施例的导热型绿色再生混凝土的制备工艺与实施例4完全相同。
65.实施例11
本实施例与实施例4的不同之处在于：还包括1kg的填充剂，填充剂由膨胀石墨、云母粉按质量比2:4组成，其他与实施例4完全相同。
66.本实施例的导热型绿色再生混凝土的制备工艺与实施例4的不同之处在于：步骤(2)取导热剂、导热辅助剂、填充剂混合搅拌均匀，得到混合料b，其他与实施例4完全相同。
67.实施例12本实施例与实施例11的不同之处在于：填充剂为2kg，其他与实施例11完全相同。
68.本实施例的导热型绿色再生混凝土的制备工艺与实施例11完全相同。
69.实施例13本实施例与实施例11的不同之处在于：填充剂由膨胀石墨、云母粉按质量比3:5组成其他与实施例11完全相同。
70.本实施例的导热型绿色再生混凝土的制备工艺与实施例11完全相同。
71.对比例对比例1本对比例的导热型绿色再生混凝土，由如下重量的原料制成：水泥400kg、减水剂8kg、细骨料1000kg、粗骨料300kg、引气剂4kg、表面活性剂2kg、水100kg、导热剂50kg，其他与实施例1完全相同。
72.本对比例的导热型绿色再生混凝土的制备工艺，包括如下步骤：(1)取水泥、细骨料、粗骨料、表面活性剂、水混合搅拌均匀，得到混合料a；(2)取引气剂、减水剂混合搅拌均匀，得到混合料c；(3)将混合料a、导热剂、混合料c混合均匀，即得。
73.对比例2本对比例与实施例1的不同之处在于：导热剂为纳米氧化镁，其他与实施例1完全相同。
74.本对比例的导热型绿色再生混凝土的制备工艺与实施例1完全相同。
75.对比例3本对比例与实施例1的不同之处在于：导热辅助剂为碳纤维丝，其他与实施例1完全相同。
76.本对比例的导热型绿色再生混凝土的制备工艺与实施例1完全相同。
77.对比例4本对比例与实施例1的不同之处在于：导热辅助剂由碳纤维丝、金属纤维丝按质量比2:3组成，其他与实施例1完全相同。
78.本对比例的导热型绿色再生混凝土的制备工艺与实施例1完全相同。
79.对比例5本对比例与实施例1的不同之处在于：导热辅助剂由碳纤维丝、纳米氧化锡锑按质量比2:3组成，其他与实施例1完全相同。
80.本对比例的导热型绿色再生混凝土的制备工艺与实施例1完全相同。
81.对比例6本对比例与实施例1的不同之处在于：导热辅助剂由金属纤维丝、纳米氧化锡锑按质量比2:3组成，其他与实施例1完全相同。
82.本对比例的导热型绿色再生混凝土的制备工艺与实施例1完全相同。
83.性能检测试验抗拉强度测试：取实施例1-13以及对比例1-6制得的导热型绿色再生混凝土进行抗拉强度的检测，检测结果如表2所示。试验方法包括如下步骤：将所制备的导热型绿色再生混凝土放入150mm
×
150mm
×
300mm混凝土试块的模具中，浇筑成标准试块，每个样品设为一组，并且一组浇筑3块。将标准试块放入标准养护室进行养护，7天后拆模。当混凝土试块到达28天期龄时，将标准试块取出并放置于室外环境中，对每组混凝土试块进行劈裂抗拉强度测试，并取三块混凝土试块的劈裂抗拉强度的平均值作为该组的劈裂抗拉强度值。
84.导热性能测试：取实施例1-13以及对比例1-6制得的导热型绿色再生混凝土进行导热性能的检测，检测结果如表2所示。试验方法：将所制备的导热型绿色再生混凝土放入500mm
×
500mm
×
250mm混凝土试块的模具中，浇筑成标准试块，每个样品设为一组，并且一组浇筑3块。将标准试块放置于测试壳体中，并在测试壳体的底面铺设加热棒。进行人工降雪模拟冬季的天气状况，当降雪的厚度达到20mm时，将加热棒与电源接口连接，记录融雪所消耗的时间，并取三块混凝土试块的融雪时间的平均值作为该组的融雪时间值。
85.表2 实施例1-13及对比例1-6制得的导热型绿色再生混凝土测试结果
结合实施例1及对比例1，并结合表2可以看出，实施例1相对于对比例1来说，加入了导热辅助剂，导热辅助剂由多种物质复配得到，导热辅助剂通过在导热型绿色再生混凝土内形成导热网络，从而与导热剂协同配合，进而提高导热型绿色再生混凝土的导热性能。
86.结合实施例1及对比例2，并结合表2可以看出，实施例1相对于对比例2来说，导热剂由多种物质复配得到，多种导热剂组分相对于单种导热剂组分导热性能更优异，同时也便于提高导热型绿色再生混凝土的抗拉强度。
87.结合实施例1及对比例3-6，并结合表2可以看出，实施例1相对于对比例3-6来说，实施例1的导热辅助剂由三种物质复配得到，三种物质相互协同配合，相对于两种物质复配，导热性能更佳，抗拉强度更佳。
88.结合实施例1-5，并结合表2可以看出，对导热型绿色再生混凝土原料各组分的配比进行优化，从而使得导热型绿色再生混凝土原料各组分的质量比达到最佳，进而提高导热型绿色再生混凝土原料的抗拉强度和导热性能。
89.结合实施例4、实施例6-10，并结合表2可以看出，对导热剂的组分进行优化，多种导热剂组分复配后，能够提高导热型绿色再生混凝土的抗拉强度和导热性能；对导热辅助剂的多种组分的配比进行优化，便于使得导热辅助剂各组分的质量比达到最佳比例，进而提高导热辅助剂的辅助作用，促进导热型绿色再生混凝土内导热网络的形成，便于导热型绿色再生混凝土更好的通过导热剂进行导热；细骨料由镍渣和铁屑复配组成，便于在提高导热型绿色再生混凝土密度度的前提下，进一步提高导热型绿色再生混凝土的导热能力。
90.结合实施例4、实施例11-13，并结合表2可以看出，填充剂的加入一方面便于增加导热型绿色再生混凝土的抗拉强度，一方面加入的填充剂具有导热作用，便于提高导热型
绿色再生混凝土的导热能力，从而缩短融雪的时间，膨胀石墨、云母粉的相互配合，便于巩固导热辅助剂形成的导热网络连续性，从而进一步提高导热型绿色再生混凝土的导热性能。
91.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，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，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。