一种再生混凝土的制作方法

1.本技术属于混凝土技术领域，具体涉及一种再生混凝土。


背景技术：

2.再生混凝土是指利用废弃的混凝土、废弃的砖块、废弃的砂浆作为骨料的混凝土。随着我国城市化建设进程的加快，建筑行业高速发展，大量废旧的建筑物被拆除，拆除产生的建筑垃圾中，废弃混凝土所占据的比例最大。这大量的废弃混凝土也带来了巨大的垃圾处理问题，填埋需要占据大量的土地，而且会造成环境污染。因此，将建筑垃圾中的废弃混凝土制作成再生骨料应用于再生混凝土中不仅可以解决上述问题，还可以在一定程度上减少对山石的开采。
3.中国专利申请文献cn 108218313 a公开了一种再生骨料取代率100％的再生混凝土，该混凝土由200-300 kg/m3的水泥、160-190 kg/m3的水、50-90 kg/m3的粉煤灰、70-110 kg/m3的粒化高炉矿渣粉、600-800 kg/m3的黄砂、900-1100 kg/m3的再生粗骨料、按公式计算获得的高效减水剂以及0.5-2%的功能型粘度调节剂配合而成。该再生混凝土中的减水剂为超量加入，过量掺入的外加剂随着再生粗骨料的持续吸水以及水分在空气中的流失会发挥越来越显著的作用，可以使再生骨料混凝土流动性在较低的水灰比和较长时间内保持在合理的性能区间，不会出现坍落度快速损失、混凝土干硬化等现象。虽然减水剂的过量加入在流动度、强度等方面能够起到一定的作用，但由于再生骨料是将废弃的建筑物材料经分类、筛选、破碎、分级等多道步骤获得，与天然骨料相比，再生骨料存在孔隙率高、吸水率大、强度低等缺点，仍然无法保证混凝土的强度等。
4.鉴于此，有必要开发一种新的再生混凝土，一方面能够利用由建筑废物获得的再生骨料，另一方面能够保证所制备的再生混凝土的强度等各方面性能不因再生骨料的选择而受到影响。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本技术公开了一种再生混凝土，该再生混凝土所用的再生粗骨料在添加前先进行改性，对再生粗骨料的缝隙进行处理，提高再生粗骨料的强度以及再生粗骨料与其他组分之间的界面结合力，从而获得强度高、耐久性好、抗裂性好的再生混凝土。
6.本技术提供一种再生混凝土，采用如下的技术方案：一种再生混凝土，包括如下重量份的各组分：改性再生粗骨料50-60份砂25-30份水泥20-25份粉煤灰30-40份聚羧酸减水剂1-1.5份
水7-12份。
7.再生混凝土中添加的粗骨料全部为再生粗骨料，为了提高再生粗骨料的强度和界面结合力，添加前先对其进行改性处理，从而帮助提高再生混凝土的强度、耐久性和抗裂性。通过添加高效的聚羧酸减水剂减小水灰比，同时，凝胶材料中包括粉煤灰，共同帮助提高再生混凝土的抗压强度。
8.作为优选，所述改性再生粗骨料的制备方法为：（1）将正硅酸乙酯加入乙醇中，搅拌均匀，然后将膨胀剂分散于其中，再加入碱性溶液搅拌均匀，得到混合液；（2）将混合液加入再生粗骨料中，改性处理8-12 h，处理结束后过滤、风干后得到改性再生粗骨料。
9.采用将再生粗骨料在膨胀剂、正硅酸乙酯、乙醇、碱性溶液的混合液中进行改性处理，膨胀剂可进入再生粗骨料的缝隙中，并在后期逐渐膨胀，改善填充效果，提高再生粗骨料的密实性，同时正硅酸乙酯也会进入再生粗骨料的缝隙中，一方面发生水解反应生成二氧化硅可以填充缝隙，提高再生粗骨料的强度，另一方面，二氧化硅可以与再生粗骨料中水泥水化放出的氢氧化钙发生火山灰反应，生成水化硅酸钙，填充缝隙，提高再生粗骨料的致密性。此外，未反应的正硅酸乙酯可以起到较好的粘结效果，提高再生粗骨料与其余组分之间的界面粘结力。
10.将膨胀剂分散在正硅酸乙酯中再对再生粗骨料进行改性，可以使部分正硅酸乙酯包覆在膨胀剂的表面，未水解生成二氧化硅的正硅酸乙酯可以提高膨胀剂与再生粗骨料缝隙内壁之间的结合力，而正硅酸乙酯水解生成二氧化硅后，包覆在膨胀剂表面，二氧化硅与周围氢氧化钙反应生成水化硅酸钙，则可以进一步增加缝隙填充效果，提高密实性，提高抗压强度。
11.作为优选，所述膨胀剂为硫铝酸盐系膨胀剂。
12.作为优选，所述膨胀剂为明矾石粉。
13.明矾石粉水化形成钙矾石会产生膨胀作用，从而在明矾石粉与二氧化硅前期填充的基础上再次对再生粗骨料的缝隙进行较好的填充，减少缝隙的留存，提高骨料的密实性。
14.作为优选，所述膨胀剂、正硅酸乙酯与乙醇的质量比为1:1.5-2.5:10-15。
15.经大量实验发现，三者质量比控制在上述范围内有助于获得抗压强度更高的混凝土。
16.作为优选，所述碱性溶液为氨水；所述混合液中氨的浓度为0.5-0.8 mol/l。
17.作为优选，所述改性处理的温度为30-50℃。
18.作为优选，所述改性处理在真空条件下进行。
19.改性再生粗骨料的改性处理在真空条件下进行，有利于将膨胀剂和正硅酸乙酯等吸入再生粗骨料的缝隙内，实现更好的填充效果，避免膨胀剂和正硅酸乙酯等仅附着在再生粗骨料的表层而无法实现内部缝隙的填充。
20.作为优选，所述改性处理过程中，混合液需没过再生粗骨料。
21.混合液没过再生粗骨料，从而实现对再生粗骨料较好的整体改性。
22.作为优选，所述改性处理过程中需要进行超声振荡。
23.在具体处理过程中，可以进行持续的超声振荡，也可以是间歇式的超声振荡。
24.本技术具有如下的有益效果：（1）本技术的再生混凝土，所用的粗骨料全部为再生粗骨料，并在添加前先对再生粗骨料进行改性，提高再生粗骨料的强度以及再生粗骨料与其他组分之间的界面结合力，从而获得强度高、抗裂性好的再生混凝土。
25.（2）本技术的改性再生粗骨料是将再生粗骨料在膨胀剂、正硅酸乙酯、乙醇、碱性溶液的混合液中进行改性处理，膨胀剂可进入再生粗骨料的缝隙中，并在后期逐渐膨胀，改善填充效果，提高再生粗骨料的密实性，同时正硅酸乙酯也会进入再生粗骨料的缝隙中，一方面发生水解反应生成二氧化硅可以填充缝隙，提高再生粗骨料的强度，另一方面，二氧化硅可以与再生粗骨料中水泥水化放出的氢氧化钙发生火山灰反应，生成水化硅酸钙，填充缝隙，提高再生粗骨料的致密性。此外，未反应的正硅酸乙酯可以起到较好的粘结效果，提高再生粗骨料与其余组分之间的界面粘结力。
26.（3）本技术将膨胀剂分散在正硅酸乙酯中再对再生粗骨料进行改性，可以使部分正硅酸乙酯包覆在膨胀剂的表面，未水解生成二氧化硅的正硅酸乙酯可以提高膨胀剂与再生粗骨料缝隙内壁之间的结合力，而正硅酸乙酯水解生成二氧化硅后，包覆在膨胀剂表面，二氧化硅与周围氢氧化钙反应生成水化硅酸钙，则可以进一步增加缝隙填充效果，提高密实性，提高抗压强度。
27.（4）本技术中改性再生粗骨料的改性处理在真空条件下进行，有利于将膨胀剂和正硅酸乙酯等吸入再生粗骨料的缝隙内，实现更好的填充效果，避免膨胀剂和正硅酸乙酯等仅附着在再生粗骨料的表层而无法实现内部缝隙的填充。
具体实施方式
28.现在结合实施例对本技术作进一步详细的说明。
29.实施例1制备改性再生粗骨料：（1）将15 kg正硅酸乙酯加入100 kg乙醇中，搅拌均匀，然后将10 kg明矾石粉分散于其中，再加入氨水使氨浓度达到0.5 mol/l，搅拌均匀，得到混合液；（2）将混合液加入50 kg再生粗骨料中，设备抽真空，加热至30℃，改性处理12 h，处理结束后过滤、风干后得到改性再生粗骨料。
30.再生混凝土的制备：（1）将改性再生粗骨料、砂、硅酸盐水泥、粉煤灰干拌混合均匀，得到干混物。
31.（2）将聚羧酸减水剂与水混合均匀，得到混合液，然后将干混物加入混合液中，搅拌均匀得到再生混凝土。
32.实施例2制备改性再生粗骨料：（1）将16.67 kg正硅酸乙酯加入100 kg乙醇中，搅拌均匀，然后将6.67 kg明矾石粉分散于其中，再加入氨水使氨浓度达到0.8 mol/l，搅拌均匀，得到混合液；（2）将混合液加入50 kg再生粗骨料中，设备抽真空，加热至50℃，改性处理8 h，处理结束后过滤、风干后得到改性再生粗骨料。
33.再生混凝土的制备：
（1）将改性再生粗骨料、砂、硅酸盐水泥、粉煤灰干拌混合均匀，得到干混物。
34.（2）将聚羧酸减水剂与水混合均匀，得到混合液，然后将干混物加入混合液中，搅拌均匀得到再生混凝土。
35.实施例3制备改性再生粗骨料：（1）将16.67 kg正硅酸乙酯加入100 kg乙醇中，搅拌均匀，然后将8.33 kg明矾石粉分散于其中，再加入氨水使氨浓度达到0.65 mol/l，搅拌均匀，得到混合液；（2）将混合液加入50 kg再生粗骨料中，设备抽真空，加热至40℃，改性处理10 h，处理结束后过滤、风干后得到改性再生粗骨料。
36.再生混凝土的制备：（1）将改性再生粗骨料、砂、硅酸盐水泥、粉煤灰干拌混合均匀，得到干混物。
37.（2）将聚羧酸减水剂与水混合均匀，得到混合液，然后将干混物加入混合液中，搅拌均匀得到再生混凝土。
38.实施例4制备改性再生粗骨料：（1）将8.33 kg正硅酸乙酯加入100 kg乙醇中，搅拌均匀，然后将8.33 kg明矾石粉分散于其中，再加入氨水使氨浓度达到0.65 mol/l，搅拌均匀，得到混合液；（2）将混合液加入50 kg再生粗骨料中，设备抽真空，加热至40℃，改性处理10 h，处理结束后过滤、风干后得到改性再生粗骨料。
39.再生混凝土的制备：（1）将改性再生粗骨料、砂、硅酸盐水泥、粉煤灰干拌混合均匀，得到干混物。
40.（2）将聚羧酸减水剂与水混合均匀，得到混合液，然后将干混物加入混合液中，搅拌均匀得到再生混凝土。
41.实施例5制备改性再生粗骨料：（1）将25 kg正硅酸乙酯加入100 kg乙醇中，搅拌均匀，然后将8.33 kg明矾石粉分散于其中，再加入氨水使氨浓度达到0.65 mol/l，搅拌均匀，得到混合液；（2）将混合液加入50 kg再生粗骨料中，设备抽真空，加热至40℃，改性处理10 h，处理结束后过滤、风干后得到改性再生粗骨料。
42.再生混凝土的制备：（1）将改性再生粗骨料、砂、硅酸盐水泥、粉煤灰干拌混合均匀，得到干混物。
43.（2）将聚羧酸减水剂与水混合均匀，得到混合液，然后将干混物加入混合液中，搅拌均匀得到再生混凝土。
44.实施例6制备改性再生粗骨料：（1）将25 kg正硅酸乙酯加入100 kg乙醇中，搅拌均匀，然后将12.5 kg明矾石粉分散于其中，再加入氨水使氨浓度达到0.65 mol/l，搅拌均匀，得到混合液；（2）将混合液加入50 kg再生粗骨料中，设备抽真空，加热至40℃，改性处理10 h，处理结束后过滤、风干后得到改性再生粗骨料。
45.再生混凝土的制备：（1）将改性再生粗骨料、砂、硅酸盐水泥、粉煤灰干拌混合均匀，得到干混物。
46.（2）将聚羧酸减水剂与水混合均匀，得到混合液，然后将干混物加入混合液中，搅拌均匀得到再生混凝土。
47.实施例7制备改性再生粗骨料：（1）将11.76 kg正硅酸乙酯加入100 kg乙醇中，搅拌均匀，然后将5.88 kg明矾石粉分散于其中，再加入氨水使氨浓度达到0.65 mol/l，搅拌均匀，得到混合液；（2）将混合液加入50 kg再生粗骨料中，设备抽真空，加热至40℃，改性处理10 h，处理结束后过滤、风干后得到改性再生粗骨料。
48.再生混凝土的制备：（1）将改性再生粗骨料、砂、硅酸盐水泥、粉煤灰干拌混合均匀，得到干混物。
49.（2）将聚羧酸减水剂与水混合均匀，得到混合液，然后将干混物加入混合液中，搅拌均匀得到再生混凝土。
50.对比例1制备改性再生粗骨料：（1）将16.67 kg正硅酸乙酯加入100 kg乙醇中，搅拌均匀，再加入氨水使氨浓度达到0.65 mol/l，搅拌均匀，得到混合液；（2）将混合液加入50 kg再生粗骨料中，设备抽真空，加热至40℃，改性处理10 h，处理结束后过滤、风干后得到改性再生粗骨料。
51.再生混凝土的制备：（1）将改性再生粗骨料、砂、硅酸盐水泥、粉煤灰干拌混合均匀，得到干混物。
52.（2）将聚羧酸减水剂与水混合均匀，得到混合液，然后将干混物加入混合液中，搅拌均匀得到再生混凝土。
53.对比例2制备改性再生粗骨料：（1）将8.33 kg明矾石粉分散于100 kg乙醇中，搅拌均匀，再加入氨水使氨浓度达到0.65 mol/l，搅拌均匀，得到混合液；（2）将混合液加入50 kg再生粗骨料中，设备抽真空，加热至40℃，改性处理10 h，处理结束后过滤、风干后得到改性再生粗骨料。
54.再生混凝土的制备：（1）将改性再生粗骨料、砂、硅酸盐水泥、粉煤灰干拌混合均匀，得到干混物。
55.（2）将聚羧酸减水剂与水混合均匀，得到混合液，然后将干混物加入混合液中，搅拌均匀得到再生混凝土。
56.对比例3制备改性再生粗骨料：（1）将16.67 kg正硅酸乙酯加入100 kg乙醇中，搅拌均匀，然后将8.33 kg明矾石粉分散于其中，再加入氨水使氨浓度达到0.65 mol/l，搅拌均匀，得到混合液；（2）将混合液加入50 kg再生粗骨料中，加热至40℃，改性处理10 h，处理结束后过
滤、风干后得到改性再生粗骨料。
57.再生混凝土的制备：（1）将改性再生粗骨料、砂、硅酸盐水泥、粉煤灰干拌混合均匀，得到干混物。
58.（2）将聚羧酸减水剂与水混合均匀，得到混合液，然后将干混物加入混合液中，搅拌均匀得到再生混凝土。
59.对以上各实施例和对比例所制备的混凝土进行性能测试，测试结果如下表所示。 7d抗压强度/mpa28d抗压强度/mpa28d抗劈裂强度/mpa实施例136.855.24.7实施例238.653.44.4实施例339.357.75.1实施例430.548.63.8实施例534.251.64.9实施例632.750.14.7实施例726.443.83.5对比例120.139.53.3对比例222.941.33.0对比例315.334.42.9
60.从上表可以看出，本技术实施例1-3在粗骨料全部选用改性再生粗骨料的情况下，所制备的混凝土的7 d抗压强度达到36.8 mpa以上，28 d抗压强度达到53.4 mpa以上，28 d抗劈裂强度达到4.4 mpa以上。说明本技术全部采用再生粗骨料的情况下所制备的混凝土抗压强度高，抗裂性好。
61.从实施例4可以看出，与实施例3相比，当实施例4制备改性再生粗骨料所用的混合液中，正硅酸乙酯的浓度下降时（明矾石粉、正硅酸乙酯与乙醇的质量比为1:1:12），所制备混凝土的抗压强度和抗劈裂强度均明显下降，这可能是由于正硅酸乙酯浓度的下降一方面减少了缝隙内二氧化硅的填充，另一方面减少了未水解正硅酸乙酯的界面间粘结能力。
62.从实施例5可以看出，与实施例3相比，当实施例5制备改性再生粗骨料所用的混合液中，正硅酸乙酯的浓度增加时（明矾石粉、正硅酸乙酯与乙醇的质量比为1:3:12），所制备混凝土的抗压强度有所下降，但抗劈裂强度下降不多，这可能是由于正硅酸乙酯浓度增加导致再生粗骨料缝隙内吸入的膨胀剂减少，通过膨胀剂膨胀填充缝隙的作用减少，密实度有所损失，但较多的正硅酸乙酯起到了良好的界面间结作用，所以抗劈裂强度下降不多。
63.从实施例6可以看出，与实施例3相比，当实施例6制备改性再生粗骨料所用的混合液中，膨胀剂和正硅酸乙酯的浓度都增加时（明矾石粉、正硅酸乙酯与乙醇的质量比为1:2:8），所制备混凝土的抗压强度有所下降，抗劈裂强度略有下降，这可能是由于浓度的增加导致混合液的粘度增大，进入再生混凝土缝隙内的明矾石粉和正硅酸乙酯（二氧化硅）减少，导致强度下降明显，但正硅酸乙酯浓度的增大使得界面间粘结力增强，抗劈裂强度下降程度不是很严重。
64.从实施例7可以看出，与实施例3相比，当实施例7制备改性再生粗骨料所用的混合液中，膨胀剂和正硅酸乙酯的浓度都降低时（明矾石粉、正硅酸乙酯与乙醇的质量比为1:2:17），所制备混凝土的抗压强度和抗劈裂强度都显著下降，这可能是由于二者浓度降低导致
进入再生粗骨料缝隙内的明矾石粉和正硅酸乙酯（二氧化硅）减少，导致抗压强度下降明显，且正硅酸乙酯浓度的降低导致界面粘结性能下降，使得抗劈裂强度下降明显。
65.从对比例1可以看出，与实施例3相比，当对比例1制备改性再生粗骨料所用的混合液中，未添加膨胀剂时（明矾石粉、正硅酸乙酯与乙醇的质量比为0:2:12），所制备混凝土的抗压强度和抗劈裂强度都显著下降，这可能是由于缺乏膨胀剂在再生粗骨料缝隙内的膨胀作用，单纯二氧化硅的填充密实度较差。
66.从对比例2可以看出，与实施例3相比，当对比例2制备改性再生粗骨料所用的混合液中，未添加正硅酸乙酯时（明矾石粉、正硅酸乙酯与乙醇的质量比为1:0:12），所制备混凝土的抗压强度和抗劈裂强度都显著下降，这可能是由于缺乏正硅酸乙酯，填充效果下降，而且缺少了水化硅酸钙的生成，密实性降低，导致抗压强度下降，同时，未添加正硅酸乙酯使得界面粘结能力显著降低，抗劈裂强度下降明显。
67.从对比例3可以看出，与实施例3相比，当对比例3制备改性再生粗骨料的过程中未采用真空条件时，所制备混凝土的抗压强度和抗劈裂强度下降更为显著，这可能是由于混合液具有一定粘度，界面张力使得混合液难以进入再生粗骨料的缝隙内，而仅在表面发生吸附和粘结作用，从而无法有效提高混凝土的抗压强度，同时，抗劈裂强度也较差。
68.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，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。