本發(fā)明涉及混凝土領域,具體地,涉及一種再生骨料制備的混凝土及其制備方法。
背景技術:
1、建筑垃圾大量堆積會對生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染。將廢棄混凝土經過破碎、清洗、分級等一系列加工后得到的再生骨料用于混凝土生產,成為實現(xiàn)建筑廢棄物資源化利用的重要途徑。然而,再生骨料存在吸水率大、微細裂縫多、耐久性和粘結性能差等問題,極大地限制了其在混凝土工程中的應用。目前,對再生骨料的處理方法主要有物理強化和化學強化兩種。物理強化通過機械方法活化粗骨料,破壞弱的再生碎石顆?;虺フ掣接谠偕槭系臍埩羯皾{;化學強化則是通過加入添加劑改善再生骨料表面狀態(tài)對再生混凝土界面過度區(qū)進行強化。但這些方法在提高再生骨料性能方面仍存在不足,尤其是在處理過程中產生的裂縫、空隙等問題,導致再生骨料吸水率較大,進而影響混凝土的強度和耐久性。
技術實現(xiàn)思路
1、有鑒于此,本發(fā)明致力于提供一種再生骨料制備的混凝土及其制備方法,以解決現(xiàn)有技術中再生骨料存在吸水率大、微細裂縫多的問題。
2、為了解決上述技術問題,本申請是這樣實現(xiàn)的:
3、本發(fā)明提供了一種再生骨料制備的混凝土,包括以下重量份的組分:
4、生石灰700~800份、改性再生骨料500~650份、堿性激發(fā)劑150~160份、硅質增強填料200~220份、減水劑7~10份、短切纖維15~25份和水200~250份;
5、所述改性再生骨料的制備方法,包括以下步驟:
6、將丙烯酸羥乙酯和甲基丙烯酸磺丙酯混合,用naoh溶液調節(jié)其中和度,再加入甲基丙烯酸羥丙酯混合,得到混合單體溶液;
7、將引發(fā)劑、納米二氧化硅凝膠、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺和水混合,分散后加入到所述混合單體溶液中,進行反應,得到凝膠材料;
8、將再生骨料和凝膠材料混合,進行固化,得到改性再生骨料。
9、優(yōu)選的,在上述一種再生骨料制備的混凝土中,所述丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸磺丙酯和甲基丙烯酸羥丙酯的質量比為5~10:2~4:1~2;
10、所述丙烯酸羥乙酯和引發(fā)劑的質量比為5~10:0.08~0.12;
11、所述丙烯酸羥乙酯和納米二氧化硅氣凝膠的質量比為5~10:4~6;
12、所述丙烯酸羥乙酯、n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺和水的用量比為5~10g:0.05~0.1g:2.5~5ml;
13、所述反應的方式為微波聚合,所述微波聚合的功率為300~400w,所述微波聚合的時間為2~4h。
14、優(yōu)選的,在上述一種再生骨料制備的混凝土中,所述再生骨料和凝膠材料的質量比為1:1~3;
15、所述固化的條件:溫度為20~30℃,時間為12~24h,濕度為50~60%。
16、優(yōu)選的,在上述一種再生骨料制備的混凝土中,所述堿性激發(fā)劑包括粉煤灰和氫氧化鈉;
17、所述粉煤灰和氫氧化鈉的質量比為8~10:1。
18、優(yōu)選的,在上述一種再生骨料制備的混凝土中,所述硅質增強填料包括經氨基硅烷偶聯(lián)劑改性的硅灰;
19、所述減水劑包括聚羧酸減水劑。
20、優(yōu)選的,在上述一種再生骨料制備的混凝土中,所述短切纖維包括聚乙烯醇纖維、聚乙烯醇腈纖維、聚丙烯纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維和碳纖維中的至少一種;
21、所述短切纖維的長度為3~6mm。
22、本發(fā)明還提供了一種再生骨料制備的混凝土的制備方法,包括以下步驟:
23、將生石灰、堿性激發(fā)劑、硅質增強填料和減水劑混合,然后加入水進行混合,得到漿料;
24、將漿料和短切纖維混合后,再加入改性再生骨料進行混合,得到混合物;
25、將混合物進行澆筑、養(yǎng)護,得到混凝土。
26、優(yōu)選的,在上述一種再生骨料制備的混凝土中,所述養(yǎng)護的溫度為25~30℃,所述養(yǎng)護的時間為25~30d。
27、通過上述技術方案,本發(fā)明的有益技術效果為:
28、(1)本發(fā)明中提供的再生骨料制備的混凝土中,通過采用凝膠材料對再生骨料進行改性,具體的:丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸磺丙酯和甲基丙烯酸羥丙酯在引發(fā)劑、交聯(lián)劑的作用下發(fā)生自由基聚合反應,形成具有三維網(wǎng)格結構的聚合物,丙烯酸羥乙酯和甲基丙烯酸羥丙酯含有羥基官能團,可以與骨料表面的活性基團形成氫鍵或化學鍵合,從而增強骨料與聚合物之間的相互作用。甲基丙烯酸磺丙酯則含有磺酸基團,能夠提供良好的親水性和離子交換能力,有助于提高聚合物在骨料表面的分散性和附著力。通過在骨料表面形成一層聚合物膜,可以填充骨料表面的微小孔隙和裂紋,提高骨料的密實度和強度。同時,聚合物網(wǎng)絡能夠增強骨料顆粒之間的粘結力,改善骨料的抗壓和抗拉性能,減少在混凝土使用過程中骨料的破碎和脫落,從而提高再生骨料的整體力學性能。納米二氧化硅凝膠具有較大的比表面積和較高的活性,能夠與骨料中的氫氧化鈣等成分發(fā)生反應,生成水化硅酸鈣等物質。這些水化產物可以填充骨料的孔隙,提高骨料的密實度和強度。此外,納米二氧化硅凝膠還能在水泥水化過程中與水泥水化產物發(fā)生反應,增強骨料與水泥石之間的界面粘結性。通過與骨料和水泥石的化學反應,納米二氧化硅凝膠能夠顯著提高再生骨料的強度和耐久性,它能夠減少骨料中的孔隙和缺陷,提高骨料的抗壓強度和抗折強度,同時增強骨料與水泥基體之間的粘結力,使混凝土整體力學性能得到提升。即丙烯酸酯單體通過氫鍵、離子鍵與再生骨料表面結合,構建化學強化的界面過渡區(qū);納米二氧化硅精準修復微米級裂紋,配合凝膠大分子網(wǎng)絡實現(xiàn)多級孔隙封堵。
29、(2)本發(fā)明中提供的再生骨料制備的混凝土包括生石灰、改性再生骨料、堿性激發(fā)劑、硅質增強填料、減水劑、短切纖維和水;其中,改性再生骨料的高強度和良好粘結性,以及短切纖維的加入,有效提高混凝土的抗壓、抗折和抗拉強度,增強韌性和抗沖擊性能,減少裂縫產生;堿性激發(fā)劑和硅質增強填料優(yōu)化混凝土孔隙結構,降低孔隙率,增強抗?jié)B性、抗凍性和抗碳化性,延長使用壽命;經氨基硅烷偶聯(lián)劑改性的硅灰,進一步提高混凝土的強度和穩(wěn)定性,使其在惡劣環(huán)境下保持良好性能。
1.一種再生骨料制備的混凝土,其特征在于,包括以下重量份的組分:
2.根據(jù)權利要求1所述的再生骨料制備的混凝土,其特征在于,所述丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸磺丙酯和甲基丙烯酸羥丙酯的質量比為5~10:2~4:1~2;
3.根據(jù)權利要求1所述的再生骨料制備的混凝土,其特征在于,所述再生骨料和凝膠材料的質量比為1:1~3;
4.根據(jù)權利要求1所述的再生骨料制備的混凝土,其特征在于,所述堿性激發(fā)劑包括粉煤灰和氫氧化鈉;
5.根據(jù)權利要求1所述的再生骨料制備的混凝土,其特征在于,所述硅質增強填料包括經氨基硅烷偶聯(lián)劑改性的硅灰。
6.根據(jù)權利要求1所述的再生骨料制備的混凝土,其特征在于,所述減水劑包括聚羧酸減水劑。
7.根據(jù)權利要求1所述的再生骨料制備的混凝土,其特征在于,所述短切纖維包括聚乙烯醇纖維、聚乙烯醇腈纖維、聚丙烯纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維和碳纖維中的至少一種。
8.根據(jù)權利要求1所述的再生骨料制備的混凝土,其特征在于,所述短切纖維的長度為3~6mm。
9.權利要求1~8任一項所述的再生骨料制備的混凝土的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
10.根據(jù)權利要求9所述的再生骨料制備的混凝土的制備方法,其特征在于,所述養(yǎng)護的溫度為25~30℃,所述養(yǎng)護的時間為25~30d。