一种利用再生骨料制备的高强混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种利用再生骨料制备的高强混凝土及其制备方法，其中，制备方法包括以下步骤：将建筑垃圾进行反复破碎细化、清洗和筛选，获得级配良好的再生粗骨料；采用聚醚多元醇、硅酸钠和偶联剂对再生粗骨料进行改性，获得改性再生粗骨料；接着，按重量份称取普通硅酸盐水泥、改性再生粗骨料、河砂、粉煤灰、矿渣粉、聚羧酸减水剂和水，搅拌均匀，制得高强混凝土。上述技术方案通过对再生粗骨料进行改性，获得的改性再生粗骨料高强混凝土的综合性能都大大改善，并且改性再生粗骨料高强混凝土与天然石子高强混凝土的性能相当，甚至略优，且均达到了C60高强混凝土的强度等级要求，实现了建筑垃圾资源化利用，变废为宝。

【技术实现步骤摘要】
一种利用再生骨料制备的高强混凝土及其制备方法
本专利技术涉及建筑垃圾资源化利用与建筑材料生产
，具体涉及一种利用再生骨料制备的高强混凝土及其制备方法。
技术介绍
将建筑垃圾(主要由废弃混凝土和废砖等组成)经破碎、分级所形成的骨料称为再生混凝土骨料，简称为再生骨料。随着现代社会环境意识的提高，建筑工业产生的大量废弃混凝土的再生利用问题已引起人们越来越多的重视。再生混凝土骨料的开发和应用，一方面可大量利用废弃的混凝土，减少建筑业对天然骨料的消耗；另一方面，还可以减轻混凝土废弃物造成的生态环境日益恶化等问题，保证人类社会的可持续发展。但是，与天然骨料相比，再生骨料具有强度低、棱角裂纹多、表面惰性化程度高、孔隙率高、吸水性大、含泥量高等特征，利用其制备的再生水泥制品的工作性能、力学性能与耐久性也难以满足工程要求。目前再生骨料主要用来制作中低强度的混凝土，应用范围较窄，一般用于道路工程垫层、素混凝土垫层、大体积混凝土和非承重结构的低强度混凝土等方面。若要拓宽其应用范围，必须对再生骨料进行活化和强化，提高再生骨料的强度。目前已有关于利用粘结剂、防水剂等来强化骨料性能的研究报道和专利，但是这些公开的文献中采用的混凝土原材料都是来自天然河砂、天然石子，在此基础上进一步增强混凝土的强度、防水性能等。然而，建筑拆迁垃圾中的混凝土已经使用了几十年，由其制备的再生骨料具有强度低、棱角裂纹多、表面惰性化程度高、孔隙率高、吸水性大、含泥量高等特征，对再生骨料的活化和强化的技术难度更高，现有文献方法对其并不适用。因此，迫切需要提供一种能够有效对再生骨料进行活化和强化的方法，使其可替代天然石子应用于高强混凝土中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用再生粗骨料替代天然砂制备高强混凝土的方法，以克服现有再生粗骨料裂纹多，强度低，应用范围窄的问题。为实现上述目的，本专利技术的第一方面，提供了一种利用再生骨料制备高强混凝土的方法，其包括以下步骤：(1)制备改性再生粗骨料：a.将建筑垃圾进行反复破碎细化、清洗和筛选，获得级配良好、粒径为5～31.5mm的再生粗骨料；b.按重量份称取聚醚多元醇和硅酸钠，混合均匀后，加水并充分搅拌、溶解，得到改性料浆溶液；c.将所述改性料浆溶液均匀地喷洒于搅拌中的所述再生粗骨料的表面，使所述再生粗骨料的表面被所述改性料浆溶液浸润，并使所述改性料浆溶液充分渗入到所述再生粗骨料的微裂纹中，然后静置晾干，得到预处理粗骨料；d.将偶联剂溶于无水乙醇中，配置成偶联剂醇溶液；e.将所述预处理粗骨料置入高速混合器内，在搅拌下泵入呈细雾状的偶联剂醇溶液，搅拌10～30min，待无水乙醇完全挥发后，制得所述改性再生粗骨料；(2)制备高强混凝土：按重量份称取普通硅酸盐水泥、改性再生粗骨料、河砂、粉煤灰、矿渣粉、聚羧酸减水剂和水，搅拌均匀，制得所述高强混凝土。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述聚醚多元醇、所述硅酸钠和所述水的质量配比为0.5～2:3～5:100。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述偶联剂和无水乙醇的质量配比为0.2～1.5:100。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述普通硅酸盐水泥、所述改性再生粗骨料、所述河砂、所述粉煤灰、所述矿渣粉、所述聚羧酸减水剂和所述水的质量配比为450～500:1000～1200:650～750:60～100:60～100:10～15:150～175。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述建筑垃圾为建筑废旧混凝土、废旧砖石、碎石块、砖瓦碎块、废砂浆中的一种或多种。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述聚醚多元醇为PEG或PPG，分子量范围为200～5000。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述偶联剂为2-[(2-氨基乙基)氨基]乙醇锆络合物、3-巯丙基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷和四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种或多种。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述普通硅酸盐水泥为P.O52.5普通硅酸盐水泥或P.O52.5R普通硅酸盐水泥。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述粉煤灰为Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述矿渣粉的等级不低于S95级。本专利技术的第二方面，提供了一种利用再生骨料制备的高强混凝土，所述高强混凝土由本专利技术第一方面所述的方法制备得到。本专利技术的有益效果区别于现有技术，上述技术方案对废弃的建筑垃圾形成的再生骨料进行活化和强化，使其可替代天然石子应用于高强混凝土中，实现了建筑垃圾的资源化利用。具体的，上述技术方案具有以下有益效果：(1)上述技术方案将建筑垃圾进行反复破碎细化、清洗和筛选，目的是采用机械活化处理方式，有效剔除骨料颗粒上较脆弱的棱角和粘附在碎石表面的硬化砂浆，改善骨料性能，而后通过筛分分级得到高品质的粒径为5～31.5mm的再生粗骨料。(2)上述技术方案采用聚醚多元醇和硅酸钠水溶液对再生粗骨料进行喷洒，在搅拌过程中，使再生粗骨料表面被聚醚多元醇和硅酸钠水溶液浸润，并使聚醚多元醇和硅酸钠水溶液充分渗入到再生粗骨料的微裂纹中，其中硅酸钠会与再生粗骨料表面的水泥水化产物Ca(OH)2反应生成硅酸钙胶体，生成的硅酸钙胶体有效填充再生粗骨料的微裂纹，并有效降低再生粗骨料的孔隙率，从而大大改善再生粗骨料的密实度。(3)上述技术方案采用偶联剂，在再生粗骨料的孔隙和微裂纹内形成粗骨料界面-偶联剂-聚醚多元醇-偶联剂-骨料界面的桥联结构，起到充填再生粗骨料的孔隙，粘合再生粗骨料的裂纹，增韧补强，抑制裂纹扩展的作用，从而解决再生破碎过程中骨料本身因受力后存在一些微裂纹而导致骨料强度低、孔隙率高、吸水性大和抗渗性差的问题，从而提高再生粗骨料的性能。(4)上述技术方案通过对再生粗骨料的改性增强，改性后的再生粗骨料各项性能达到天然粗骨料的性能，部分性能甚至还优于天然粗骨料，将改性再生粗骨料运用于高强混凝土中，扩大了再生粗骨料的运用范围，可大幅度降低我国目前大规模工程建设中的天然粗骨料的用量，节约矿物资源、能源，保护生态环境，并利用建筑垃圾，变废为宝。具体实施方式下面详细说明本专利技术的第一方面所述的一种利用再生骨料制备高强混凝土的方法，以及本专利技术的第二方面所述的一种利用再生骨料制备的高强混凝土。首先说明本专利技术的第一方面所述的一种利用再生骨料制备高强混凝土的方法，其包括以下步骤：(1)制备改性再生粗骨料：a.将建筑垃圾进行反复破碎细化、清洗和筛选，获得级配良好、粒径为5～31.5mm的再生粗骨料；b.按重量份称取聚醚多元醇和硅酸钠，混合均匀后，加水并充分搅拌、溶解，得到改性料浆溶液；c.将所述改性料浆溶液均匀地喷洒于搅拌中的所述再生粗骨料的表面，使所述再生粗骨料的表面被所述改性料浆溶液浸润，并使所述改性料浆溶液充分渗入到所述再生粗骨料的微裂纹中，然后静置晾干，得到预处理粗骨料；d.将偶联剂溶于无水乙醇中，配置成偶联剂醇溶液；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用再生骨料制备高强混凝土的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)制备改性再生粗骨料：/na、将建筑垃圾进行反复破碎细化、清洗和筛选，获得级配良好、粒径为5～31.5mm的再生粗骨料；/nb、按重量份称取聚醚多元醇和硅酸钠，混合均匀后，加水并充分搅拌、溶解，得到改性料浆溶液；/nc、将所述改性料浆溶液均匀地喷洒于搅拌中的所述再生粗骨料的表面，使所述再生粗骨料的表面被所述改性料浆溶液浸润，并使所述改性料浆溶液充分渗入到所述再生粗骨料的微裂纹中，然后静置晾干，得到预处理粗骨料；/nd、将偶联剂溶于无水乙醇中，配置成偶联剂醇溶液；/ne、将所述预处理粗骨料置入高速混合器内，在搅拌下泵入呈细雾状的偶联剂醇溶液，搅拌10～30min，待无水乙醇完全挥发后，制得所述改性再生粗骨料；/n(2)制备高强混凝土：/n按重量份称取普通硅酸盐水泥、改性再生粗骨料、河砂、粉煤灰、矿渣粉、聚羧酸减水剂和水，搅拌均匀，制得所述高强混凝土。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用再生骨料制备高强混凝土的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备改性再生粗骨料：
a、将建筑垃圾进行反复破碎细化、清洗和筛选，获得级配良好、粒径为5～31.5mm的再生粗骨料；
b、按重量份称取聚醚多元醇和硅酸钠，混合均匀后，加水并充分搅拌、溶解，得到改性料浆溶液；
c、将所述改性料浆溶液均匀地喷洒于搅拌中的所述再生粗骨料的表面，使所述再生粗骨料的表面被所述改性料浆溶液浸润，并使所述改性料浆溶液充分渗入到所述再生粗骨料的微裂纹中，然后静置晾干，得到预处理粗骨料；
d、将偶联剂溶于无水乙醇中，配置成偶联剂醇溶液；
e、将所述预处理粗骨料置入高速混合器内，在搅拌下泵入呈细雾状的偶联剂醇溶液，搅拌10～30min，待无水乙醇完全挥发后，制得所述改性再生粗骨料；
(2)制备高强混凝土：
按重量份称取普通硅酸盐水泥、改性再生粗骨料、河砂、粉煤灰、矿渣粉、聚羧酸减水剂和水，搅拌均匀，制得所述高强混凝土。


2.根据权利要求1所述的利用再生骨料制备高强混凝土的方法，其特征在于，所述聚醚多元醇、所述硅酸钠和所述水的质量配比为0.5～2:3～5:100。


3.根据权利要求1所述的利用再生骨料制备高强混凝土的方法，其特征在于，所述偶联剂和无水乙醇的质量配比为0.2～1.5:100。


4.根据权利要求1所述的利用再生骨料制备高强混...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖广兴，尹键丽，叶俊辉，肖伟，陈裕佳，郭元强，林添兴，
申请(专利权)人：厦门天润锦龙建材有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35