一种再生骨料混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种再生骨料混凝土及其制备方法，其原料组成按重量百分数计为：水泥15‑20%、水5‑15%、天然粗骨料0.5‑40%、废旧混凝土再生粗骨料30‑70%、甲基丙烯酸0.03‑0.05%、新戊二醇0.02‑0.08%、复合增韧材料0.5‑1%、粉煤灰5‑10%、聚丙烯酸酯0.5‑1%、早强剂0.01‑0.03%和减水剂0.01‑0.03%。本发明专利技术制得的混凝土整体具有良好的韧性、抗疲劳性及各向同性，有效发挥材料协同增韧的效果，强度可以达到60‑80Mpa，适用于承重结构的制备，可弥补目前国内此方面研究的不足。

Recycled aggregate concrete and preparation method thereof

The invention discloses a recycled aggregate concrete and its preparing method, the compositions of the raw materials by weight percentage: 15 of cement, water 20% 5 15%, 40%, 0.5 natural coarse aggregate waste concrete recycled coarse aggregate 30 70%, 0.05%, 0.03 Methacrylic Acid Neopentyl Glycol 0.08%, 0.02 multitoughening 0.5, fly ash 1% materials 5 10%, 1%, 0.5 polyacrylate early strength agent and water reducing agent 0.01 0.03% 0.01 0.03%. Concrete is prepared by the invention has good toughness, fatigue resistance and isotropy, exert the synergistic toughening effect of material strength can reach 60 80Mpa, suitable for load-bearing structure of the preparation, which can make up the shortage of current research in this area in china.

【技术实现步骤摘要】
一种再生骨料混凝土及其制备方法
本专利技术属于混凝土的制备领域，具体涉及一种再生骨料混凝土及其制备方法。
技术介绍
国内外对再生混凝土质量与原生混凝土和砂浆性能、原生混凝土损坏状况、破碎方法和新混合料成分之间的关系进行了研究，认为粘附在再生骨料上的基体混凝土水泥砂浆胶结料、砂浆和界面区的质量、以及基体混凝土中砂浆含量对测定再生混凝土性能起重要影响。再生混凝土强度特性受如基体混凝土强度、基体混凝土中粗细骨料的比率、基体混凝土中骨料最大粒径与再生混凝土骨料最大粒径之比及再生骨料的磨蚀损失和吸水性等一些关键因素的影响。此外，水灰比、骨料最大粒径和干拌时间也对再生混凝土强度特性有一定影响作用。在实际应用中，国内的情况与国外还有一定的差距。由于国内缺乏基体混凝土的资料，这使再生混凝土质量的控制具有一定的难度，因而在使用时，必须对再生骨料和再生混凝土的性能进行测试。同时研究结果表明，再生骨料混凝土在承重结构中使用力学性能受到限制，由于再生骨料混凝土的性能比普通混凝土的骨料效果相对较差，而且，混凝土强度越高，脆性越大，因此要得到在承重结构中的再生骨料混凝土存在技术瓶颈，为此需要对再生骨料混凝土进行增韧。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种再生骨料混凝土及其制备方法。所得再生骨料混凝土具有很好的抗冲击、抗震与抗裂性能，适用于承重结构的制备，可弥补目前国内此方面研究的不足。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种再生骨料混凝土，其原料组成按重量百分数计为：水泥15-20%、水5-15%、天然粗骨料0.5-40%、废旧混凝土再生粗骨料30-70%、甲基丙烯酸0.03-0.05%、新戊二醇0.02-0.08%、复合增韧材料0.5-1%、粉煤灰5-10%、聚丙烯酸酯0.5-1%、早强剂0.01-0.03%和减水剂0.01-0.03%，上述各原料的重量百分数之和为100%；其中天然粗骨料和废旧混凝土再生粗骨料的含量之和为50%-70.5%。所述的减水剂为萘系高效减水剂，其减水率为18-24%。所述早强剂为氯盐、硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、三乙醇胺、乙酸、乙酸盐中的一种或多种。所述的复合增韧材料为一种可用于混凝土增强增韧的复合材料，其制备方法为：将埃洛石纳米管经活化处理后，与亚硫酰氯反应，将埃洛石纳米管的表面羧基转化为酰氯官能团后，与双官能团有机化合物反应，再与三聚氯氰反应，得到表面存在活泼含氯三嗪环的埃洛石纳米管，最后与甲基纤维素通过亲核取代反应而制备得到；该复合增韧材料中，埃洛石纳米管与甲基纤维素的质量含量比约为1:0.1-0.5，制备方法具体包括以下步骤：（1）将经活化处理的埃洛石纳米管（6-30kg）和亚硫酰氯（10-60kg）在有机溶剂P（50-230L）中混合，在40-55℃下搅拌6-15h后，在40kHz、200KW的超声波清洗机中于70-80℃下超声10-16h，然后以4000-5000rpm的转速离心30-40min，分离固体并经有机溶剂Q洗净后，再在25-35℃下真空干燥30-50h；（2）取步骤（1）处理得到的埃洛石纳米管（5-30kg）、双官能团有机化合物（1-8kg）和三乙胺（1-6L）在有机溶剂P（50-220L）中混合，在50-60℃下搅拌5-15h后，在氮气保护下、在20kHz、150KW的超声波清洗机中于70-85℃下超声反应6-10h后，减压蒸除三乙胺和有机溶剂P，再经混合溶剂R洗净后，在10-20℃下真空干燥24-48h；（3）取步骤（2）处理得到的埃洛石纳米管（5-20kg）和三聚氯氰（0.5-5kg）在四氢呋喃（60-230L）中混合，在0-10℃下搅拌12-24h，在40kHz、200KW的超声波清洗机中于0-10℃下超声3-8h后，再在0-10℃下反应24-72h后，经四氢呋喃洗净，在10-15℃下真空干燥24-56h；（4）取步骤（3）处理得到的埃洛石纳米管（5-20kg）在N,N’-二甲基甲酰胺（50-200L）中溶解后，加入到溶解有甲基纤维素（1-5kg）的N,N’-二甲基甲酰胺溶液（10-50L）中，在10-20℃下搅拌5-10h，在40kHz、300KW的超声波清洗机中于10-20℃下超声1-5h，在氮气保护下升温至40-60℃，恒温反应36-56h后，再升温至80-95℃，恒温反应24-48h，减压蒸除溶剂，用水洗净后，在40℃下真空干燥24-48h后，得到所述复合增韧材料。上述步骤中的有机溶剂P为甲苯、N-甲基吡咯烷酮和N,N’-二甲基乙酰胺中的一种或几种；有机溶剂Q为无水丙酮或四氯化碳；所述混合溶剂R由乙醇、丙酮和水组成，其中乙醇、丙酮和水的体积比为2:2:6。上述步骤（2）中的双官能团有机化合物为1,3-丙二胺、乙二胺和l,6-己二胺中的一种。上述步骤（4）中的甲基纤维素的粘均分子量为3000-20000，取代度为0.5-2.0。上述步骤（1）中所述的埃洛石纳米管的活化处理步骤：（A）取埃洛石纳米管，经机械粉碎处理并用350目筛选后待用；（B）在两个相同的15L球磨罐（尼龙罐）中各装入60颗直径为5mm的不锈钢球和50颗直径为10mm的不锈钢球，然后分别加入经步骤（A）处理后的埃洛石纳米管6kg，再分别滴加600ml无水乙醇，并用尼龙盖密封；将两个球磨罐对称地放入行星式球磨机中，在转速为350rpm、且每30分钟自动转换旋转方向的条件下球磨40-56h后，得到平均长度为200-230nm的短切埃洛石纳米管；（C）取步骤（B）短切处理后的埃洛石纳米管加入到pH为8、浓度为15wt%的吐温20的水溶液中超声24h，过滤，用水洗净后，于68-70℃下真空干燥30h后待用。所述的埃洛石纳米管为市售产品，其主要规格：性状：白色粉末；组成：SiO2：58.1、Al2O3：41.02、TiO2：0.17、Fe2O3：0.38、P2O5：0.16；管内径：15-22nm；管外径：40-70nm；长度：<1.5μm；比表面积：53.4m2/g；密度：2.5-2.6g/cm3。所述的吐温20为市售，其主要规格：性状：浅黄色粘稠液体；活性物：98-99%；酸值(KOHmg/g)：≤1.0；羟值(KOHmg/g)：80-108；HLB值：16.7；皂化值(KOHmg/g)：40-50；水份(%)：≤1.0。如上所述的再生骨料混凝土的制备过程如下：1）将水泥、天然粗骨料、废旧混凝土再生粗骨料和粉煤灰加入搅拌机，干搅2-3分钟；2）然后依次加入甲基丙烯酸、新戊二醇、复合增韧材料、聚丙烯酸酯、早强剂、减水剂和水继续搅拌5-10分钟；3）将混凝土浇筑，标养28天得到再生骨料混凝土，混凝土的强度可以达到60-80Mpa。本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术所提供的可用于混凝土增强增韧的复合材料环境友好，在常规有机溶剂中具有良好的溶解性，在水中具有良好的分散性，该复合材料的制备条件容易满足，且原料来源丰富，成本较低,；（2）本专利技术所添加的混凝土增强增韧的复合材料，将增强增韧性能优异的埃洛石纳米管和甲基纤维素相结合，通过多步骤表面共价反应，形成了一种独特的复合体系，能够在混凝土中充分分散，有效发挥材料协同增韧的效果，使混凝土整体具有良好的韧性、抗疲劳性及各向同性，是一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种再生骨料混凝土，其特征在于：按重量百分数计，所述混凝土的原料组成为：水泥15‑20%、水5‑15%、天然粗骨料0.5‑40%、废旧混凝土再生粗骨料30‑70%、甲基丙烯酸0.03‑0.05%、新戊二醇0.02‑0.08%、复合增韧材料0.5‑1%、粉煤灰5‑10%、聚丙烯酸酯0.5‑1%、早强剂0.01‑0.03%和减水剂0.01‑0.03%，上述各原料的重量百分数之和为100%；其中天然粗骨料和废旧混凝土再生粗骨料的含量之和为50%‑70.5%；所述的复合增韧材料的制备方法为：将埃洛石纳米管活化处理后，与亚硫酰氯反应，将埃洛石纳米管的表面羧基转化为酰氯官能团后，与双官能团有机化合物反应，再与三聚氯氰反应，得到表面存在活泼含氯三嗪环的埃洛石纳米管，最后与甲基纤维素通过亲核取代反应而制备得到；该复合增韧材料中，埃洛石纳米管与甲基纤维素的质量比为1:0.1‑0.5。

【技术特征摘要】
1.一种再生骨料混凝土，其特征在于：按重量百分数计，所述混凝土的原料组成为：水泥15-20%、水5-15%、天然粗骨料0.5-40%、废旧混凝土再生粗骨料30-70%、甲基丙烯酸0.03-0.05%、新戊二醇0.02-0.08%、复合增韧材料0.5-1%、粉煤灰5-10%、聚丙烯酸酯0.5-1%、早强剂0.01-0.03%和减水剂0.01-0.03%，上述各原料的重量百分数之和为100%；其中天然粗骨料和废旧混凝土再生粗骨料的含量之和为50%-70.5%；所述的复合增韧材料的制备方法为：将埃洛石纳米管活化处理后，与亚硫酰氯反应，将埃洛石纳米管的表面羧基转化为酰氯官能团后，与双官能团有机化合物反应，再与三聚氯氰反应，得到表面存在活泼含氯三嗪环的埃洛石纳米管，最后与甲基纤维素通过亲核取代反应而制备得到；该复合增韧材料中，埃洛石纳米管与甲基纤维素的质量比为1:0.1-0.5。2.根据权利要求1所述的再生骨料混凝土，其特征在于：所述的减水剂为萘系高效减水剂，其减水率为18-24%；所述早强剂为氯盐、硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、三乙醇胺、乙酸和乙酸盐中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的再生骨料混凝土，其特征在于：所述的复合增韧材料的制备方法，具体包括以下步骤：（1）将经活化处理的埃洛石纳米管和亚硫酰氯在有机溶剂P中混合，在40-55℃下搅拌6-15h后，在40kHz、200KW的超声波清洗机中于70-80℃下超声10-16h，然后以4000-5000rpm的转速离心30-40min，分离固体并经有机溶剂Q洗净后，再在25-35℃下真空干燥30-50h；（2）取步骤（1）处理得到的埃洛石纳米管与双官能团有机化合物和三乙胺在有机溶剂P中混合，在50-60℃下搅拌5-15h后，在氮气保护下、在20kHz、150KW的超声波清洗机中于70-85℃下超声反应6-10h后，减压蒸除三乙胺和有机溶剂P，再经混合溶剂R洗净后，在10-20℃下真空干燥24-48h；（3）取步骤（2）处理得到的埃洛石纳米管和三聚氯氰在四氢呋喃中混合，在0-10℃下搅拌12-24h，在40kHz、200KW的超声波清洗机中于0-10℃下超声3-8h后，再在0-10℃下反应24-72h后，经四氢呋喃洗净，在10-15℃下真空干燥24-56h；（4）取步骤（3）处理得到的埃洛石纳米管在N,N’-二甲基甲酰胺中溶解后，加入到溶解有甲基纤维素的N,N’-二甲基甲酰胺溶液中，在10-20℃下搅拌5-10h，在40kHz、300KW的超声波清洗机中于10-20℃下超声1-5h，在氮气保护下升温至40-60℃，恒温反应36-56h后，再...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋国平，欧国原，欧清峰，毛祥华，
申请(专利权)人：福建省盛威建设发展有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35