一种二元高强、高弹模混杂纤维增强纳米再生混凝土的制备方法技术

一种二元高强、高弹模混杂纤维增强纳米再生混凝土的制备方法，包括：一、对天然碎石和废旧混凝土进行机械破碎、除杂、清洗、晒干、筛分,混合得到再生粗骨料，二、按照组分比例备料，按质量比称出各组分质量；三、将纳米材料、聚合物乳液、减水剂、稀释剂和水置于搅拌器中，得到悬浊液；四、将水泥、细骨料和混杂纤维混合置于搅拌机中，得到混合物；五、将第三步得到的悬浊液倒入第四步搅拌均匀的混合物中搅拌，得到悬浊混合物；六、将再生粗骨料倒入到第五步的悬浊混合物中，搅拌，得到再生混凝土；本发明专利技术具有提高混凝土的强度，承载力和延性性能的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新型环保绿色高性能建筑材料领域，特别涉及一种二元高强、高弹模混杂纤维增强纳米再生混凝土的制备方法。
技术介绍
随着经济的发展，建筑行业也是突飞猛进，混凝土早已成为世界上使用最广泛的建筑材料，但是它给人带来巨大财富的同时，又严重的破坏着我们的环境，使得资源问题更加突出，严重制约着土木行业的可持续发展。因此，研究与发展新型环保绿色高性能混凝土具有重要的理论意义与学术价值，并且具有广阔的工程应用前景和重要的社会意义，传统的混凝土微观结构松弛，存在大量的微笑裂缝和空隙，制约着混凝土抗压强度的提高，导致承载力不足，而且比较脆韧性差。这些因素严重导致建筑业的发展。
技术实现思路
为了更加有效克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种二元高强、高弹模混杂纤维增强纳米再生混凝土的制备方法，旨在不影响混凝土原有属性的基础上，通过掺和纳米材料和纤维材料提高其强度，承载力和延性性能。为了实现上述目的，本专利技术是这样实现的。一种二元高强、高弹模混杂纤维增强纳米再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：第一步：依据《普通混凝土用砂、石质量及检测方法标准》(JGJ52-2006)的要求，对天然碎石和废旧混凝土进行机械破碎、除杂、清洗、晒干、筛分,混合得到再生粗骨料，保证再生粗骨料级配满足规范指标要求；第二步：按照组分比例备料，组分质量比是水泥：细骨料：再生粗骨料：混杂纤维：纳米材料：聚合物乳液：减水剂：稀释剂：水＝1:(1.5～2):(2.8～3):(0.02～0.04):(0.02～0.05):(0.05～0.20):(0.01～0.015):(0.03～0.05):(0.32～0.43)，按质量比称出各组分质量；第三步：将纳米材料、聚合物乳液、减水剂、稀释剂和水置于最大速度为24000rpm的搅拌器中，高速搅拌2～3分钟，得到悬浊液；第四步：将水泥、细骨料和混杂纤维混合置于搅拌机中，搅拌时间2～4分钟，使其搅拌均匀，得到混合物；第五步：将第三步得到的悬浊液倒入第四步搅拌均匀的混合物中，搅拌1～2分钟，得到悬浊混合物；第六步：将再生粗骨料倒入到第五步的悬浊混合物中，搅拌4～5分钟，得到再生混凝土。所述的水泥为42.5R普通硅酸盐水泥。所述的细骨料为中砂。所述的再生粗骨料为任意比例的天然碎石和废旧混凝土的混合物，且最大粒径小于31.5mm。所述的混杂纤维为纳米碳纤维和聚乙烯纤维等量的混合物，。所述的纳米材料为纳米二氧化硅。所述的聚合物乳液为环氧树脂。所述的稀释剂为苯乙烯稀释剂。所述的减水剂为羧酸基减水剂。本专利技术的优点及效果：1、选用减水剂，有助于纳米碳纤维的分散。2、选用聚合物乳液，可以增强纤维材料和水泥基的粘结。3、选用纳米材料可以提高水泥的水化速度，同时利用其微小体积很好的填充再生混凝土中的微裂缝，增强再生混凝土的力学性能，有效的缓解了建筑垃圾的堆放和环境压力，实用性强。4、所用的混杂纤维可以阻裂，掺入到再生混凝土中来提高了混凝土的韧性。附图说明图1为再生粗骨料颗粒级配曲线。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术所采用的纳米材料为纳米SiO2，经过试验测得其基本性能如下表：表1纳米SiO2的技术指标外观粒径/nm质量分数/％含水量/％堆积密度/g/L白色15≥99.2≤1.060表1纳米SiO2的技术指标依据《普通混凝土用砂、石质量及检测方法标准》对粗骨料的要求，对粗骨料进行机械破碎、除杂、清洗、晒干、筛分,制备出满足颗粒级配的粗骨料，且满足JGJ52-2006对粗骨料连续级配的要求。由图1可知，粗骨料均符合连续级配要求。根据图1中的颗粒级配累计曲线，可以确定出相关粒径d10、d30和d60d10、d30和d60分别相当于小于某粒径质量累计百分含量为10％，30％和60％对应的粒径，然后求出不均匀系数和曲率系数分析数据如表2所示。由表2可知，不均匀系数和曲率系数均在规范要求的范围之内，满足颗粒级配的要求，说明骨料级配良好，经试验测得，粗骨料的含泥量，压碎指标均满足规范要求，可以作为制备再生混凝土的原材料。颗粒级配系数NR0R10R40d1021.7222.9823.1623.40d3016.9817.6017.9618.12d6012.5213.4514.9816.37ku0.570.580.640.69kc1.061.000.930.85表2再生粗骨料不均匀系数及曲率系数本专利技术中，所采用的纤维材料为纳米碳纤维和聚乙烯纤维，其基本性能如表3和表4。表3纳米碳纤维基本性能指标表4聚乙烯纤维基本性能指标实施例1一种二元高强、高弹模混杂纤维增强纳米再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：第一步：依据《普通混凝土用砂、石质量及检测方法标准》(JGJ52-2006)的要求，对天然碎石进行机械破碎、除杂、清洗、晒干、筛分,得到再生粗骨料，根据表2所示，骨料级配良好，可以作为制备再生混凝土的原材料，再生混凝土为：840kg天然碎石。第二步：按照组分比例备料，组分质量比是水泥：细骨料：再生粗骨料：混杂纤维(纳米碳纤维和聚乙烯纤维等量混合)：纳米材料：聚合物乳液：减水剂：稀释剂：水＝1:1.5:2.8:0.02:0.05:0.05:0.01:0.03:0.32；按质量比称出各组分质量为：42.5R普通硅酸盐水泥300kg，中砂450kg，天然碎石840kg，纳米碳纤维3kg，聚乙烯纤维3kg，纳米SiO215kg，环氧树脂15kg，羧酸基减水剂3kg，苯乙烯稀释剂9kg，水96kg。第三步，将15kg纳米SiO2、15kg环氧树脂、3kg羧酸基减水剂、9kg苯乙烯稀释剂和96kg水置于最大速度为24000rpm的搅拌器中，高速搅拌3分钟，得到悬浊液。第四步，将300kg水泥、450kg中砂、3kg纳米碳纤维，3kg聚乙烯纤维混合置于搅拌机中，搅拌时间3分钟，使其搅拌均匀，得到混合物。第五步，将第三步得到的悬浊液倒入第四步搅拌均匀的混合物中，搅拌2分钟，得到悬浊混合物。第六步，将840kg再生粗骨料倒入到第五步的悬浊混合物中，搅拌4分钟，得到再生混凝土。本实施例的有益效果：得到的增强混凝土28天龄期技术指标：抗压强度达到68MPa以上，抗拉强度达到7.2MPa，抗折强度达到6MPa。实施例2一种二元高强、高弹模混杂纤维增强纳米再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：第一步：依据《普通混凝土用砂、石质量及检测方法标准》(JGJ52-2006)的要求，对天然碎石和废旧混凝土进行机械破碎、除杂、清洗、晒干、筛分,得到再生粗骨料，根据表2所示，骨料级配良好，可以作为制备再生混凝土的原材料，再生粗骨料：588kg天然碎石和252kg废旧混凝土混合。第二步：按照组分比例备料，组分质量比是水泥：细骨料：再生粗骨料(天然碎石与废旧混凝土7:3混合)：混杂纤维(纳米碳纤维和聚乙烯纤维等量混合)：纳米材料：聚合物乳液：减水剂：稀释剂：水＝1:1.7:2.8:0.02:0.04:0.10:0.01:0.03:0.36；按质量比称出各组分质量为：42.5R普通硅酸盐水泥300kg，中砂510kg，天然碎石588kg，废旧混凝土252kg，纳米碳纤维3kg，聚乙烯纤维3kg，纳米SiO212kg，环氧树脂30kg，羧酸基减水剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二元高强、高弹模混杂纤维增强纳米再生混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步：依据《普通混凝土用砂、石质量及检测方法标准》(JGJ52‑2006)的要求，对天然碎石和废旧混凝土进行机械破碎、除杂、清洗、晒干、筛分,混合得到再生粗骨料，保证再生粗骨料级配满足规范指标要求；第二步：按照组分比例备料，组分质量比是水泥：细骨料：再生粗骨料：混杂纤维：纳米材料：聚合物乳液：减水剂：稀释剂：水＝1:(1.5～2):(2.8～3):(0.02～0.04):(0.02～0.05):(0.05～0.20):(0.01～0.015):(0.03～0.05):(0.32～0.43)，按质量比称出各组分质量；第三步：将纳米材料、聚合物乳液、减水剂、稀释剂和水置于最大速度为24000rpm的搅拌器中，高速搅拌2～3分钟，得到悬浊液；第四步：将水泥、细骨料和混杂纤维混合置于搅拌机中，搅拌时间2～4分钟，使其搅拌均匀，得到混合物；第五步：将第三步得到的悬浊液倒入第四步搅拌均匀的混合物中，搅拌1～2分钟，得到悬浊混合物；第六步：将再生粗骨料倒入到第五步的悬浊混合物中，搅拌4～5分钟，得到再生混凝土。

【技术特征摘要】
1.一种二元高强、高弹模混杂纤维增强纳米再生混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步：依据《普通混凝土用砂、石质量及检测方法标准》(JGJ52-2006)的要求，对天然碎石和废旧混凝土进行机械破碎、除杂、清洗、晒干、筛分,混合得到再生粗骨料，保证再生粗骨料级配满足规范指标要求；第二步：按照组分比例备料，组分质量比是水泥：细骨料：再生粗骨料：混杂纤维：纳米材料：聚合物乳液：减水剂：稀释剂：水＝1:(1.5～2):(2.8～3):(0.02～0.04):(0.02～0.05):(0.05～0.20):(0.01～0.015):(0.03～0.05):(0.32～0.43)，按质量比称出各组分质量；第三步：将纳米材料、聚合物乳液、减水剂、稀释剂和水置于最大速度为24000rpm的搅拌器中，高速搅拌2～3分钟，得到悬浊液；第四步：将水泥、细骨料和混杂纤维混合置于搅拌机中，搅拌时间2～4分钟，使其搅拌均匀，得到混合物；第五步：将第三步得到的悬浊液倒入第四步搅拌均匀的混合物中，搅拌1～2分钟，得到悬浊混合物；第六步：将再生粗骨料倒入到第五步的悬浊混合物中，搅拌4～5分钟，得到再生混凝土。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世民，王社良，张明明，高榕，刘伟，
申请(专利权)人：西京学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61