本發(fā)明涉及一種再生粗骨料及其制備方法，特別是一種可用于區(qū)分再生混凝土中新、老砂漿的再生粗骨料及其制備方法。

背景技術(shù)：

將廢棄混凝土加工成再生粗骨料(RCA)用于再生混凝土(RAC)的制備，不僅解決了環(huán)境污染問題，也實(shí)現(xiàn)了資源的再利用。但與天然骨料相比，再生粗骨料上包覆了一層老砂漿，再生混凝土和普通混凝土的內(nèi)在區(qū)別主要就在于老砂漿的存在與否，且已有研究證明老砂漿會對再生混凝土的性能產(chǎn)生諸多影響。因此，為了推廣再生混凝土技術(shù)，有必要對再生混凝土中的新、老砂漿進(jìn)行獨(dú)立研究，如何區(qū)分混凝土中的新、老砂漿是首當(dāng)其沖要解決的一個(gè)問題。

目前，關(guān)于區(qū)分再生混凝土中的新、老砂漿以對新、老砂漿進(jìn)行獨(dú)立研究的報(bào)道較少，且不具有廣泛適用性。有些科研工作者為了區(qū)分新、老砂漿，采用白色水泥，天然骨料采用黑色石子，但這種方法的局限之處在于，實(shí)際的建筑工程不可能全使用白色水泥和黑色石子，所以適用范圍并不大，難以推廣。另外，有些區(qū)分再生混凝土中的新、老砂漿的方法可能會對再生粗骨料的強(qiáng)度、老砂漿的碳化情況和孔結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，從而干擾新、老砂漿本身對混凝土微結(jié)構(gòu)和性能影響的研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種用于區(qū)分碳化混凝土中新、老砂漿的再生粗骨料及其制備方法，該再生粗骨料用于混凝土中可以方便地區(qū)分新、老砂漿，同時(shí)保證再生粗骨料的強(qiáng)度以及老砂漿的孔結(jié)構(gòu)、碳化情況不受影響，以方便對新、老砂漿進(jìn)行獨(dú)立研究。

技術(shù)方案：本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種再生粗骨料的制備方法，該方法包括以下步驟：

1)將水泥、粉煤灰、硅灰、河砂、碎石和氧化鐵紅混合均勻；

2)將減水劑均勻分散在水中，倒入步驟1)混合得到的混合物中，攪拌，制得混凝土試件；

3)將混凝土試件進(jìn)行標(biāo)養(yǎng)后，破碎得到再生粗骨料；

步驟1)和步驟2)中，各物料的重量百分配比為：水5.4％～16.1％，水泥11.8％～38.3％，粉煤灰0％～3.9％，硅灰0％～4.2％，河砂28.0％～57.8％，碎石0％～46.6％，氧化鐵紅0.07％～0.38％，減水劑0.04％～0.38％。

為了使混凝土試塊的強(qiáng)度達(dá)到較為穩(wěn)定的水平，使步驟3)中，標(biāo)養(yǎng)時(shí)間為28天。

其中，使用的氧化鐵紅粒徑范圍為0.7μm～1μm。

為了使再生粗骨料具有較好的強(qiáng)度，使用P·I 52.5硅酸鹽水泥，將河砂的粒徑范圍設(shè)置為5mm以下連續(xù)級配，將碎石的粒徑范圍設(shè)置為5mm～25mm連續(xù)級配，使粉煤灰為I級粉煤灰，選擇萘系高效減水劑、聚羧酸系高性能減水劑中的一種或多種作為減水劑。

本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種用于區(qū)分碳化混凝土中新、老砂漿的再生粗骨料，該再生粗骨料由上述方法制備而成。

當(dāng)用于區(qū)分碳化混凝土中的新、老砂漿時(shí)，將再生粗骨料用于再生粗骨料取代率為0％～100％的再生混凝土中。

有益效果：由于氧化鐵紅為紅色，通過在再生粗骨料原料中按照一定比例加入氧化鐵紅，可根據(jù)顏色方便地區(qū)分混凝土中的新、老砂漿，同時(shí)，通過精確控制再生粗骨料原料中氧化鐵紅的加入量，保證了再生粗骨料的強(qiáng)度以及老砂漿的孔結(jié)構(gòu)、碳化情況不受加入氧化鐵紅的影響，從而便于對混凝土中新、老砂漿進(jìn)行獨(dú)立研究。

附圖說明

圖1是含有實(shí)施例1的再生粗骨料的混凝土斷面圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

1#取3640g水泥、7280g河砂混合均勻；將21.84g減水劑均勻分散在1930g水中，加入混合均勻的水泥和河砂的混合物中，攪拌均勻，制得混凝土試件，標(biāo)養(yǎng)28天后，用顎式破碎機(jī)將混凝土試件破碎得到再生粗骨料RCA1；

2#取3640g水泥、7280g河砂、18.2g氧化鐵紅混合均勻；將21.84g減水劑均勻分散在1930g水中，加入混合均勻的水泥、河砂和氧化鐵紅的混合物中，攪拌均勻，制得混凝土試件，標(biāo)養(yǎng)28天后，用顎式破碎機(jī)將混凝土試件破碎得到再生粗骨料RCA2。

表1是1#、2#中制備的再生粗骨料的強(qiáng)度以及再生粗骨料中老砂漿的28天碳化深度、孔隙率參數(shù)，由表1可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案制得的再生粗骨料RCA2與常規(guī)方法制得的再生粗骨料RCA1相比，再生粗骨料的28天強(qiáng)度以及老砂漿的28天碳化深度、孔隙率幾乎不受影響。

表1

實(shí)施例2

3#取2670g水泥、540g粉煤灰、7440g河砂、1150g碎石混合均勻；將8.01g減水劑均勻分散在2070g水中，加入混合均勻的水泥、粉煤灰、河砂、碎石的混合物中，攪拌均勻，制得混凝土試件，標(biāo)養(yǎng)28天后，用顎式破碎機(jī)將混凝土試件破碎得到再生粗骨料RCA3；

4#取2670g水泥、540g粉煤灰、7440g河砂、1150g碎石以及13.35g氧化鐵紅混合均勻；將8.01g減水劑均勻分散在2070g水中，加入混合均勻的水泥、粉煤灰、河砂、碎石以及氧化鐵紅的混合物中，攪拌均勻，制得混凝土試件，標(biāo)養(yǎng)28天后，用顎式破碎機(jī)將混凝土試件破碎得到再生粗骨料RCA4。

表2是3#、4#中制備的再生粗骨料的28天強(qiáng)度以及再生粗骨料中老砂漿的28天碳化深度、孔隙率，表3是再生粗骨料中老砂漿的孔徑分布，孔徑劃分依據(jù)是CO₂氣體在水泥基材料的三種擴(kuò)散方式。由表2可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案制得的RCA4與常規(guī)方法制得的RCA3相比，再生粗骨料的28天強(qiáng)度以及老砂漿的28天碳化深度、孔隙率幾乎不受影響。由表3可以發(fā)現(xiàn)，老砂漿中的孔徑分布幾乎不受影響，所以CO₂氣體的擴(kuò)散系數(shù)也不受影響。

表2

表3

實(shí)施例3

5#取3640g水泥、7720g河砂混合均勻；將21.84g減水劑均勻分散在1930g水中，加入混合均勻的水泥、河砂的混合物中，攪拌均勻，制得混凝土試件，標(biāo)養(yǎng)28天后，用顎式破碎機(jī)將混凝土試件破碎得到再生粗骨料RCA5；

6#取3640g水泥、7720g河砂以及50.8g氧化鐵紅混合均勻；將21.84g減水劑均勻分散在1930g水中，加入混合均勻的水泥、河砂以及氧化鐵紅的混合物中，攪拌均勻，制得混凝土試件，標(biāo)養(yǎng)28天后，用顎式破碎機(jī)將混凝土試件破碎得到再生粗骨料RCA6。

表4是5#、6#中制備的再生粗骨料的28天強(qiáng)度以及再生粗骨料中老砂漿的28天碳化深度、孔隙率，表5是再生粗骨料中老砂漿的孔徑分布，孔徑劃分依據(jù)是CO₂氣體在水泥基材料的三種擴(kuò)散方式。由表4可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案制得的RCA6與常規(guī)方法制得的RCA5相比，再生粗骨料的28天強(qiáng)度，老砂漿的28天碳化深度、孔隙率幾乎不受影響。由表5可以發(fā)現(xiàn)，老砂漿中的孔結(jié)構(gòu)幾乎不受影響，所以CO₂氣體的擴(kuò)散系數(shù)也不受影響。

表4

表5

實(shí)施例4

7#取1534g水泥、546g硅灰、3640g河砂、6058g碎石混合均勻；將5.2g減水劑均勻分散在1191g水中，加入混合均勻的水泥、硅灰、河砂、碎石的混合物中，攪拌均勻，制得混凝土試件，標(biāo)養(yǎng)28天后，用顎式破碎機(jī)將混凝土試件破碎得到再生粗骨料RCA7；

8#取1534g水泥、546g硅灰、3640g河砂、6058g碎石以及26g氧化鐵紅混合均勻；將5.2g減水劑均勻分散在1191g水中，加入混合均勻的水泥、硅灰、河砂、碎石以及氧化鐵紅的混合物中，攪拌均勻，制得混凝土試件，標(biāo)養(yǎng)28天后，用顎式破碎機(jī)將混凝土試件破碎得到再生粗骨料RCA8。

表6是7#、8#中制備的再生粗骨料的28天強(qiáng)度以及再生粗骨料中老砂漿的28天碳化深度、孔隙率，表7是再生粗骨料中老砂漿的孔徑分布，孔徑劃分依據(jù)是CO₂氣體在水泥基材料的三種擴(kuò)散方式。由表6可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案制得的RCA8與常規(guī)方法制得的RCA7相比，再生粗骨料的28天強(qiáng)度、老砂漿的28天碳化深度、孔隙率幾乎不受影響。由表7可以發(fā)現(xiàn)，老砂漿中的孔結(jié)構(gòu)幾乎不受影響，所以CO₂氣體的擴(kuò)散系數(shù)也不受影響。

表6

表7

實(shí)施例5

9#取5745g水泥、300g粉煤灰、300g硅灰、5250g河砂、2523g碎石混合均勻；將57g減水劑均勻分散在810g水中，加入混合均勻的水泥、粉煤灰、硅灰、河砂、碎石的混合物中，攪拌均勻，制得混凝土試件，標(biāo)養(yǎng)28天后，用顎式破碎機(jī)將混凝土試件破碎得到再生粗骨料RCA9；

10#取5745g水泥、300g粉煤灰、300g硅灰、5250g河砂、2523g碎石以及15g氧化鐵紅混合均勻；將57g減水劑均勻分散在810g水中，加入混合均勻的水泥、粉煤灰、硅灰、河砂、碎石以及氧化鐵紅的混合物中，攪拌均勻，制得混凝土試件，標(biāo)養(yǎng)28天后，用顎式破碎機(jī)將混凝土試件破碎得到再生粗骨料RCA10。

表8是9#、10#中制備的再生粗骨料的28天強(qiáng)度以及再生粗骨料中老砂漿的28天碳化深度、孔隙率，表9是老砂漿的孔徑分布，孔徑劃分依據(jù)是CO₂氣體在水泥基材料的三種擴(kuò)散方式。由表8可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案制得的RCA10與常規(guī)方法制得的RCA9相比，再生粗骨料的28天強(qiáng)度以及老砂漿的28天碳化深度、孔隙率幾乎不受影響。由表9可以發(fā)現(xiàn)，老砂漿中的孔結(jié)構(gòu)幾乎不受影響，所以CO₂氣體的擴(kuò)散系數(shù)也不受影響。

表8

表9

實(shí)施例6

對實(shí)施例1的1#、2#中制備再生粗骨料的老砂漿進(jìn)行碳化，碳化條件為：CO₂濃度為20％，溫度為25℃，相對濕度為70％。碳化前后1#、2#中制備的再生粗骨料中老砂漿碳化前后的固相質(zhì)量百分含量(％)組成如表10所示：

表10

由表10可以看出，氧化鐵紅摻量為0.5％時(shí)會對砂漿碳化前后的固相組成產(chǎn)生細(xì)微的影響，因此，需要控制氧化鐵紅的摻量。

實(shí)施例7

圖1是將實(shí)施例1制備的再生粗骨料RCA2與水、水泥、河砂、碎石(即天然粗骨料)攪拌成型得到的再生混凝土的斷面圖。其中，1是老砂漿，2是再生粗骨料，3是天然骨料，4是新砂漿。本發(fā)明制得的再生粗骨料為紅色，根據(jù)顏色能明顯區(qū)分出再生新、老砂漿的界面，方便科研工作者對新老砂漿分開取樣進(jìn)行獨(dú)立研究。