一种抗裂再生混凝土、其制备方法及应用技术

本申请涉及混凝土技术领域，具体公开了一种抗裂再生混凝土、其制备方法及应用。抗裂再生混凝土制备所用原料由如下组分组成：水泥、水、减水剂、细骨料、粗骨料、填料、石墨烯改性玄武岩纤维、聚苯乙烯微球；细骨料包括砂子和再生细骨料；粗骨料包括细石和再生粗骨料；石墨烯改性玄武岩纤维的制备过程为：将玄武岩纤维、石墨烯、液体石蜡、硅烷偶联剂混合后，熔融挤出，造粒，后通过冷却、吹干、切粒，即得石墨烯改性玄武岩纤维；聚苯乙烯微球的粒径为180‑220nm。本申请的抗裂再生混凝土具有较好的抗裂抗压性能。

【技术实现步骤摘要】
一种抗裂再生混凝土、其制备方法及应用
本申请涉及混凝土的
，更具体地说，它涉及一种抗裂再生混凝土、其制备方法及应用。
技术介绍
近年来，建筑业进入高速发展阶段。混凝土作为最大宗的人造材料对自然资源的占用及对环境造成的负面影响也引发了可持续发展问题的讨论。世界每年拆除的废旧混凝土、新建建筑产生的废弃混凝土以及混凝土工厂、预制构建厂排放的废旧混凝土的数量是巨大的。废弃混凝土的处理方式主要是运往郊外堆放或填埋，实现回收利用的混凝土数量仅为30％左右。为了响应可持续发展的号召，保护环境，减少废弃混凝土对环境的二次污染，越来越多的混凝土生产厂家开始使用废弃混凝土再生骨料来代替部分天然骨料进行混凝土的生产。其原理是通过对废弃混凝土进行破碎、除杂、强化等一系列处理，得到可以直接添加使用的再生骨料，不仅减少了天然骨料的使用，节约成本，还将废弃混凝土回收再利用，有利于可持续发展。针对上述中的相关技术，使用再生骨料制备再生混凝土，虽然实现了对废弃混凝土的再利用，但是再生混凝土在使用过程中，容易发生开裂，影响其正常使用功能和耐久性。
技术实现思路
为了提高再生混凝土的抗裂性，本申请提供一种抗裂再生混凝土、其制备方法及应用。第一方面，本申请提供一种抗裂再生混凝土，采用如下的技术方案：一种抗裂再生混凝土，按重量份数计算，制备所用原料由如下组分组成：水泥300-400份；水150-200份；减水剂20-50份；细骨料500-700份；粗骨料600-800份；填料100-150份；石墨烯改性玄武岩纤维12-15份；聚苯乙烯微球8-10份；所述细骨料，按重量份数计算，制备所用原料由200-300份的砂子和300-400份的再生细骨料组成；所述粗骨料，按重量份数计算，制备所用原料由300-400份的细石和300-400份的再生粗骨料组成；所述石墨烯改性玄武岩纤维的制备过程为：将玄武岩纤维、石墨烯、液体石蜡、硅烷偶联剂混合后，熔融挤出，造粒，后通过冷却、吹干、切粒，即得石墨烯改性玄武岩纤维；所述聚苯乙烯微球的粒径为180-220nm。通过采用上述技术方案，使用石墨烯对玄武岩纤维进行改性，增强了玄武岩纤维的韧性和强度，石墨烯改性玄武岩纤维可明显改善水泥砂浆干缩变形大等缺陷，可显著提高制得混凝土的抗裂性和抗压力性能，同时，将石墨烯改性玄武岩纤维应用在混凝土中，其分散性较好，与水泥之间的粘结强度大。加入的聚苯乙烯微球可以填充在混凝土内部的小型缝隙内，降低混凝土发生的形变，改善了再生混凝土强度低、易发生形变的缺陷，同时，与石墨烯改性玄武岩纤维共同使用，起到较好的协同抗裂作用，进一步提高了制得的抗裂再生混凝土的抗裂性能和抗压力性能。优选的，所述石墨烯改性玄武岩纤维的直径为8-12μm，长度为5-10mm。通过采用上述技术方案，当石墨烯改性玄武岩纤维的直径小于8μm，长度短于5mm时，由于其长度尺寸较小，对混凝土抗裂性能的提升效果不明显，当直径大于12μm，长度长于10mm时，由于其尺寸较大，无法较好的分散在混凝土混合体系中，从而影响制得混凝土的品质，同时，可能导致部分混凝土抗裂性能好，部分混凝土抗裂性能差的情况发生。优选的，所述石墨烯改性玄武岩纤维的制备过程中，所述玄武岩纤维、石墨烯、液体石蜡、硅烷偶联剂的重量比为1:(0.02-0.05):(0.05-0.08):(0.05-0.2)。通过采用上述技术方案，在上述配比下制备石墨烯改性玄武岩纤维，使制得的石墨烯改性玄武岩纤维具有更好的力学性能，从而提高制得的抗裂再生混凝土的抗裂性。优选的，所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂、脂肪酸系高效减水剂、密胺系减水剂中的一种或多种。通过采用上述技术方案，减水剂能在一定程度上对水泥颗粒起到分散作用，同时在不改变混凝土拌合物的流动性和不改变混凝土的强度的前提下，减少水的用量，改善混凝土的水灰比，降低水泥的用量。优选使用上述减水剂，在使用时可大幅减少水的用量，提高混凝土的流变性和可塑性，降低混凝土的坍落度，提高混凝土的强度。优选的，所述填料按重量份数计算，制备所用原料由50-70份的粉煤灰、40-60份的矿渣和10-20份的蒙脱土组成。通过采用上述技术方案，将粉煤灰、矿渣和蒙脱土复配使用，有助于提高混凝土的抗裂性能，加入的蒙脱土具有较好的吸附作用，使石墨烯改性玄武岩纤维和聚苯乙烯微球较均匀的分散在混凝土拌合物中，进一步提高抗裂再生混凝土的抗裂性能。第二方面，本申请提供一种抗裂再生混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：一种抗裂再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：S1，将废弃混凝土锤击后，除去钢筋，过筛，得到粒径小于5mm的再生细骨料颗粒和粒径为5-20mm的再生粗骨料颗粒；S2，将再生粗骨料颗粒置于水中浸泡6-8h，取出后置于酸性液中浸泡4-6h，取出水洗至pH为6-7，于30-40℃下烘干6-10h，烘干结束后，置于强化液中浸泡8-10h，取出后于120-160℃下干燥40-60min，室温下静置24-48h，即得再生粗骨料；S3，将再生细骨料颗粒与分散液混合，研磨至粒径为0.1-0.5mm，在220-260℃下干燥2-4h，冷却，即得再生细骨料；S4，将砂子、细石、再生细骨料、再生粗骨料、填料混合，得到混合物A；S5，将聚苯乙烯微球加入水中，超声搅拌后，加入减水剂、水泥和石墨烯改性玄武岩纤维，得到混合物B；S6，将混合物A加入混合物B中，继续搅拌，即得抗裂再生混凝土。通过采用上述技术方案，通过对废弃混凝土破碎除杂，然后对再生骨料颗粒进行酸洗强化等操作，提高再生骨料颗粒的抗裂性和抗压性，从而提高制得的抗裂再生混凝土的抗裂性能。本申请的方法，制备过程简单，适合工业化生产。在将聚苯乙烯微球与水混合时，通过超声搅拌，降低聚苯乙烯微球之间的团聚现象，提高聚苯乙烯微球在混合体系中的分散性，提高聚苯乙烯微球与石墨烯改性玄武岩纤维之间的协同抗裂性能，使制得的抗裂再生混凝土具有较好的抗裂性和抗压性能。优选的，所述S2中，所述酸性液为质量百分比浓度为10-20％的盐酸溶液；所述强化液按重量百分比计算，制备所用原料由20-30％的纳米二氧化硅、8-10％的第一可再分散性乳胶粉、4-6％的硬脂酸钠和余量的去离子水组成。通过采用上述技术方案，废弃混凝土破碎后，再生粗骨料颗粒表面会包裹有水泥砂浆，通过酸洗，盐酸与再生粗骨料颗粒表面的碱性物质发生反应，从而降低再生粗骨料颗粒表面的粗糙度，提高混凝土拌合物的和易性。在强化时，纳米二氧化硅粒径较小，可充分填充在再生粗骨料表面裂缝中，强化再生粗骨料的力学性能，加入的第一可再分散性乳粉和硬脂酸钠可以降低纳米二氧化硅的粉体团聚现象，使再生粗骨料得到充分强化，同时，使再生粗骨料表面硬化，进一步提高制得混凝土的抗裂性和抗压性能。优选的，所述S3中，所述分散液按重量百分比计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗裂再生混凝土，其特征在于，按重量份数计算，制备所用原料由如下组分组成：/n水泥 300-400份；/n水 150-200份；/n减水剂 20-50份；/n细骨料 500-700份；/n粗骨料 600-800份；/n填料 100-150份；/n石墨烯改性玄武岩纤维 12-15份；/n聚苯乙烯微球 8-10份；/n所述细骨料，按重量份数计算，制备所用原料由200-300份的砂子和300-400份的再生细骨料组成；/n所述粗骨料，按重量份数计算，制备所用原料由300-400份的细石和300-400份的再生粗骨料组成；/n所述石墨烯改性玄武岩纤维的制备过程为：将玄武岩纤维、石墨烯、液体石蜡、硅烷偶联剂混合后，熔融挤出，造粒，后通过冷却、吹干、切粒，即得石墨烯改性玄武岩纤维；/n所述聚苯乙烯微球的粒径为180-220nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗裂再生混凝土，其特征在于，按重量份数计算，制备所用原料由如下组分组成：
水泥300-400份；
水150-200份；
减水剂20-50份；
细骨料500-700份；
粗骨料600-800份；
填料100-150份；
石墨烯改性玄武岩纤维12-15份；
聚苯乙烯微球8-10份；
所述细骨料，按重量份数计算，制备所用原料由200-300份的砂子和300-400份的再生细骨料组成；
所述粗骨料，按重量份数计算，制备所用原料由300-400份的细石和300-400份的再生粗骨料组成；
所述石墨烯改性玄武岩纤维的制备过程为：将玄武岩纤维、石墨烯、液体石蜡、硅烷偶联剂混合后，熔融挤出，造粒，后通过冷却、吹干、切粒，即得石墨烯改性玄武岩纤维；
所述聚苯乙烯微球的粒径为180-220nm。


2.根据权利要求1所述的抗裂再生混凝土，其特征在于，所述石墨烯改性玄武岩纤维的直径为8-12μm，长度为5-10mm。


3.根据权利要求1所述的抗裂再生混凝土，其特征在于，所述石墨烯改性玄武岩纤维的制备过程中，所述玄武岩纤维、石墨烯、液体石蜡、硅烷偶联剂的重量比为1:(0.02-0.05):(0.05-0.08):(0.05-0.2)。


4.根据权利要求1所述的抗裂再生混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂、脂肪酸系高效减水剂、密胺系减水剂中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的抗裂再生混凝土，其特征在于，所述填料按重量份数计算，制备所用原料由50-70份的粉煤灰、40-60份的矿渣和10-20份的蒙脱土组成。


6.权利要求1-5任一所述抗裂再生混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志平，杨东平，夏明，
申请(专利权)人：上海勤超混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31