一种低吸水率再生GRC材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低吸水率再生GRC材料及其制备方法，同时采用低水胶比技术、共聚物网络控制技术和有机硅憎水技术制备而成，包括25～45份水泥、1～20份石英砂、10～50份废弃混凝土再生骨料、2～12份水、0.10～2.00份减水剂、0.10～1.50份调凝剂、1～10份乳液、0.01～0.80份有机硅憎水剂和1～15份耐碱玻璃纤维。本发明专利技术的低吸水率再生GRC材料，水灰比小于0.35，初始流动度达到300mm以上，一小时流动度损失10±5mm，再生骨料替代天然石英砂量达60％以上，3天抗压强度45MPa以上/抗弯强度18MPa以上，7天抗压强度50MPa以上/抗弯强度21MPa以上，吸水率4.0％以下。

【技术实现步骤摘要】
一种低吸水率再生GRC材料及其制备方法
本专利技术涉及一种水泥基复合材料，是一种再生玻璃纤维增强水泥材料及制备方法，属于建筑材料水泥制品

技术介绍
玻璃纤维增强水泥(简称GRC)是一种以耐碱玻璃纤维为增强材料、水泥砂浆为基体材料的纤维混凝土复合材料，其突出特点是具有较高的抗拉和抗折/弯强度，以及良好的韧性，可以广泛的应用在建筑工程中，在装配式建筑、盒子房、新农村房屋建设、城市景观建筑中起到了其它产品无法替代的作用。但是GRC材料的吸水率一直比较高，一般情况下，吸水率为8％～14％。利用再生骨料替代天然石英砂制备GRC后，由于再生骨料在破碎过程中受到较大外力作用，在骨料内部会出现大量微细裂缝，存在着大量的0.01μm到0.5μm的微细孔隙，孔隙率高达8％以上，造成再生骨料强度低、吸水率大；而一般天然石英砂骨料的孔隙率只有1.65％(如图1和图2、图3所示)。利用再生骨料替代天然石英砂制备出来的再生GRC吸水率更是居高不下，高达14％以上，影响GRC的耐久性能。为改善制备再生GRC吸水率和抗冻性，本专利技术提供了一种采用低水胶比技术、聚合物成膜网络技术和有机硅憎水技术，三者完美应用到再生GRC材料的制备中，获得低吸水率再生GRC的制备方法，为废弃混凝土再生骨料制备高品质GRC材料找到了技术途径。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对再生GRC材料吸水率高技术难题，提供一种可以控制再生GRC材料吸水率的方法，以及利用该方法制备的再生GRC材料。通过采用低水胶比技术降低GRC中水泥基材料的孔隙率；通过高分子共聚物乳液成膜技术形成聚合物网络进一步填充、堵塞GRC中水泥基材料的毛细孔，同时进一步降低孔隙率；通过掺加有机硅憎水材料增强GRC材料的疏水性和憎水性，有机硅疏水技术控制再生GRC的憎水性，防止液态水通过表面或毛细管作用渗入已固化的GRC材料中。本专利技术通过低水胶比技术、聚合物网络技术和有机硅憎水技术三者的完美结合，能够大幅度降低再生GRC材料的吸水率，能够完全解决再生GRC材料吸水率高的技术难题，不仅能够确保再生GRC的品质，而且为废弃混凝土再生骨料应用到高品质再生GRC制品中找到了技术途径。制备的再生GRC材料工作性良好，当再生骨料高替代天然石英砂60％以上时，3天抗压强度45MPa以上/抗弯强度18MPa以上，7天抗压强度50MPa以上/抗弯强度21MPa以上，吸水率4.0％以下。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术首先提供一种低吸水率再生GRC材料的制备方法，同时采用低水胶比技术、共聚物网络控制技术和有机硅憎水技术制备低吸水率再生GRC材料，包括以下步骤：(1)将1～20份石英砂、10～50份废弃混凝土再生骨料加入到搅拌机中，以35-45r/min的搅拌速度混合均匀后得到骨料混合物A；向骨料混合物A中加入25～45份水泥，以45-55r/min的搅拌速度搅拌2～3分钟得到干混料B，待用；(2)将0.10～2.00份减水剂、0.10～1.50份调凝剂、0.01～0.80份有机硅憎水剂加入到2～12份水中，以60-70r/min的搅拌速度搅拌均匀后得到混合物C；向干混料B中加入混合物C和1～10份乳液，以50-60r/min的搅拌速度搅拌3～5分钟得到新拌再生GRC料浆D，待用；此步骤中，乳液中的共聚物分子在水泥石中形成网络成膜填充和堵塞水泥石的毛细孔，同时还可以改善骨料与水泥石的界面结构，增强粘接力；有机硅憎水剂在水泥中与水反应形成的Si-OH基团会进一步与水化产物中的Si-OH基团反应(通过缩聚)形成化学附着，获得有效的疏水、憎水、防水效果；(3)将步骤(2)得到的搅拌完毕的新拌再生GRC料浆D装入喷射机料槽内，将新拌再生GRC料浆D和1～15份耐碱玻璃纤维同时喷筑成型，即得到同时采用低水胶比技术、共聚物网络控制技术和有机硅憎水技术制备的低吸水率再生GRC材料。上述技术方案中，步骤(1)中，所述的石英砂，为天然石英石经破碎加工而成的颗粒物，主要矿物成分是SiO2，粒径为0.01mm～3mm，连续级配，细度模数2-3，含泥量小于1.0％。上述技术方案中，步骤(1)中，所述的废弃混凝土再生骨料，是对既有建筑物拆除过程中产生的废混凝土大块经破碎、粉磨和筛分后获得的颗粒状物质，粒径0.01～3mm，连续级配，细度模数2～3，含泥量小于2.0％(按质量计)，表观密度为2400～3400kg/m3，吸水率达到10％以上。上述技术方案中，步骤(1)中，所述的水泥，为低碱度硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、自应力硫铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物；优选为42.5级硫铝酸盐水泥。上述技术方案中，步骤(2)中，水量按照水与水泥的重量比计算，水与水泥的重量比不超过0.35，水灰比的降低可以提高水泥基材料的密实性。上述技术方案中，步骤(2)中，所述的减水剂，为聚羧酸系高性能减水剂，固含量为20％以下、减水率35％以上。是一种新型的降粘型减水剂，其减水率远高于目前市场上常用的聚羧酸减水剂(常用聚羧酸减水剂的减水率为25～32％)，可大幅度降低再生GRC料浆拌合的需水量。上述技术方案中，步骤(2)中，所述的调凝剂，为具有能够调节水泥凝结时间的无机和/或有机物质，具体为木质素磺酸盐类、柠檬酸类、偏磷酸盐类、硼酸类、葡萄糖类、酒石酸盐类物质中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物，优选为硼酸。上述技术方案中，步骤(2)中，所述的有机硅憎水剂，为硅烷乳液，主要成分为异丁基三乙氧基硅烷，活性成分3％～10％，pH值5～9。有机硅憎水剂在水泥中与水反应形成的Si-OH基团会进一步与水化产物中的Si-OH基团反应(通过缩聚)形成化学附着，获得有效的疏水、憎水、防水效果，同时提高材料的整体致密程度，从而进一步控制并降低再生GRC的吸水率。上述技术方案中，步骤(2)中，所述的乳液为丙烯酸酯改性的水性环氧树脂乳液，其中环氧树脂比例不低于50％，丙烯酸树脂的分子量低于10000。乳液填充在水泥基材料中并堵塞水泥水化产物的毛细孔隙并成膜为网状结构，不仅改善了水泥浆体的界面结构，而且可大大降低GRC的孔隙率，从而大大降低GRC的吸水率。上述技术方案中，步骤(3)中，所述的耐碱玻璃纤维，为耐碱玻璃纤维无捻粗纱；耐碱玻璃纤维的直径8μm～48μm、纤维长度为5mm～30mm。本专利技术还提供一种低吸水率再生GRC材料，是通过上述同时采用低水胶比技术、共聚物网络控制技术和有机硅憎水技术制备的，包括：25～45份的水泥、1～20份的石英砂、10～50份的废弃混凝土再生骨料、2～12份的水、0.10～2.00份的减水剂、0.10～1.50份调凝剂、1～10份的乳液、0.01～0.80份的有机硅憎水剂和1～15份的耐碱玻璃纤维。上述技术方案中，所述的低吸水率再生GRC材料，水灰比小于0.35，初始流动度达到300mm以上，一小时流动度损失10±5mm，高吸水率的再生骨料替代天然石英砂量达60本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低吸水率再生GRC材料的制备方法，同时采用低水胶比技术、共聚物网络控制技术和有机硅憎水技术制备低吸水率再生GRC材料，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将1～20份石英砂、10～50份废弃混凝土再生骨料加入到搅拌机中，以35-45r/min的搅拌速度混合均匀后得到骨料混合物A；向骨料混合物A中加入25～45份水泥，以45-55r/min的搅拌速度搅拌2～3分钟得到干混料B，待用；/n(2)将0.10～2.00份减水剂、0.10～1.50份调凝剂、0.01～0.80份有机硅憎水剂加入到2～12份水中，以60-70r/min的搅拌速度搅拌均匀后得到混合物C；向干混料B中加入混合物C和1～10份乳液，以50-60r/min的搅拌速度搅拌3～5分钟得到新拌再生GRC料浆D，待用；/n(3)将步骤(2)得到的搅拌完毕的新拌再生GRC料浆D装入喷射机料槽内，将新拌再生GRC料浆D和1～15份耐碱玻璃纤维同时喷筑成型，即得到同时采用低水胶比技术、共聚物网络控制技术和有机硅憎水技术制备的低吸水率再生GRC材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种低吸水率再生GRC材料的制备方法，同时采用低水胶比技术、共聚物网络控制技术和有机硅憎水技术制备低吸水率再生GRC材料，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将1～20份石英砂、10～50份废弃混凝土再生骨料加入到搅拌机中，以35-45r/min的搅拌速度混合均匀后得到骨料混合物A；向骨料混合物A中加入25～45份水泥，以45-55r/min的搅拌速度搅拌2～3分钟得到干混料B，待用；
(2)将0.10～2.00份减水剂、0.10～1.50份调凝剂、0.01～0.80份有机硅憎水剂加入到2～12份水中，以60-70r/min的搅拌速度搅拌均匀后得到混合物C；向干混料B中加入混合物C和1～10份乳液，以50-60r/min的搅拌速度搅拌3～5分钟得到新拌再生GRC料浆D，待用；
(3)将步骤(2)得到的搅拌完毕的新拌再生GRC料浆D装入喷射机料槽内，将新拌再生GRC料浆D和1～15份耐碱玻璃纤维同时喷筑成型，即得到同时采用低水胶比技术、共聚物网络控制技术和有机硅憎水技术制备的低吸水率再生GRC材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的石英砂，为天然石英石经破碎加工而成的颗粒物，主要矿物成分是SiO2，粒径为0.01mm～3mm，连续级配，细度模数2-3，含泥量小于1.0％。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的废弃混凝土再生骨料，是对既有建筑物拆除过程中产生的废混凝土大块经破碎、粉磨和筛分后获得的颗粒状物质；粒径0.01～3mm，连续级配，细度模数2～3，含泥量按质量计小于2.0％，表观密度为2400～3400kg/m3，吸水率达到10％以上。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的水泥，为低碱度硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、自应力硫铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物。

【专利技术属性】
技术研发人员：张利俊，秦宪明，项斌峰，王灵秀，王博，邱洪华，蔡素燕，管忠正，
申请(专利权)人：中国建材检验认证集团北京天誉有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11