一种纳米碳酸钙与聚丙烯纤维协同增强的再生混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术属于再生混凝土技术领域，具体涉及一种纳米碳酸钙与聚丙烯纤维协同增强的再生混凝土及其制备方法。该再生混凝土，包括水泥、天然粗骨料、天然细骨料、再生粗骨料、水、纳米碳酸钙、聚丙烯纤维及聚羧酸高效减水剂等原料组成，各成分的质量配合比依次为：1:(2.19～2.26):(1.84～1.90):(0.93～0.97):(0.46～0.51):(0.010～0.044):(0.002～0.005):(0.003～0.009)。由于纳米碳酸钙的微粒子效应和高火山灰活性，掺入之后填补聚丙烯纤维带来的密实度下降，生成的C

【技术实现步骤摘要】
一种纳米碳酸钙与聚丙烯纤维协同增强的再生混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术属于再生混凝土
，具体涉及一种纳米碳酸钙与聚丙烯纤维协同增强的再生混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，我国建筑业发展迅猛，中心城市、城市带、城市群和都市圈相继出现，城市建设和城市改造规模宏大。一方面，对传统的建筑材料
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混凝土的需求迅速增大，另一方面由于拆迁等产生的废弃混凝土形成的建筑垃圾也急剧产生，二者之间的矛盾愈显尖锐，制约建筑业的可持续发展。针对我国大力倡导的“建筑资源循环利用”绿色政策方针，废弃混凝土的循环化利用是建设资源节约、环境友好型社会的必经之路，具有巨大的经济效益、环境效益和社会价值。
[0003]再生骨料主要是废弃混凝土经过机械破碎而成的混凝土破碎料。相比天然骨料，再生骨料来源广泛，品质参差不齐。另外，再生骨料表面裹覆砂浆，其较弱的砂浆
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骨料接触界面和内部结构中的微孔洞与裂缝等因素是导致再生骨料性能较差的主要原因。这些因素都会导致再生骨料吸水率和吸水速率增大，同时制备的再生骨料混凝土干缩性增大，使得其内部裂缝的产生和发展增多。因此，再生骨料混凝土的抗压强度和抗断裂性能均低于天然骨料混凝土的相应指标，极大限制了其在建筑行业的广泛应用与发展。
[0004]对于再生骨料混凝土的力学性能劣势，已有研究尝试将纤维、矿物掺合料及纳米材料掺加到再生混凝土骨料中，以改善所制备的再生混凝土的综合性能。研究表明，聚丙烯纤维在水泥砂浆中具有各向异性的特点，可形成较为稳定的支撑结构来减少基体内部裂缝的产生和发展，从而显著改善再生混凝土的劈裂抗拉与抗折强度。但与此同时，混凝土因内部密实度的下降导致抗压强度降低。
[0005]为解决废弃混凝土的再生利用问题，亟需寻求一种再生混凝土制备方法，既能大量消耗废弃混凝土，又能使再生混凝土在实际工程中高质量应用。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种纳米碳酸钙与聚丙烯纤维协同增强的再生混凝土及其制备方法。
[0007]本专利技术所提供的技术方案如下：
[0008]一种纳米碳酸钙与聚丙烯纤维协同增强的再生混凝土，包括水泥、天然粗骨料、天然细骨料、再生粗骨料、水、纳米碳酸钙、聚丙烯纤维及聚羧酸高效减水剂等原料组成，各成分的质量配合比依次为：
[0009]1:(2.19～2.26):(1.84～1.90):(0.93～0.97):(0.46～0.51):(0.010～0.044):(0.002～0.005):(0.003～0.009)。
[0010]上述技术方案中，由于纳米碳酸钙的微粒子效应和高火山灰活性，掺入之后填补
聚丙烯纤维带来的密实度下降，生成的C
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S
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H凝胶使浆体与聚丙烯纤维更好结合；再生骨料的粗糙表面也为纳米碳酸钙提供了更多的接触面，使得再生骨料与水泥浆体粘结更加紧密，提升再生混凝土密实度，增加抗压强度。因此，解决了聚丙烯纤维使混凝土因内部密实度的下降，导致抗压强度降低的问题。
[0011]具体的，所述的水泥为P.O 42.5级普通硅酸盐水泥。
[0012]具体的，所述的天然粗骨料为连续级配的石灰岩碎石，粒径为5～25mm。
[0013]具体的，所述的再生粗骨料为废弃混凝土破碎后经筛分得到的连续级配粗骨料，粒径为5～20mm。
[0014]具体的，所述的天然细骨料为连续级配的天然河砂，粒径为0.075～4.75mm。
[0015]具体的，所述的纳米碳酸钙的粒径为20～80nm，所述的纳米碳酸钙的含量≥99.5％。
[0016]上述粒径的纳米碳酸钙可以充分的发挥自身高火山灰活性及微粒子效应，从而显著改善再生混凝土的劈裂抗拉与抗折强度。
[0017]具体的，所述的聚丙烯纤维的密度为0.9kg/m3，所述的聚丙烯纤维的长径比为13.95，所述聚丙烯纤维抗拉强度大于或等于530MPa。
[0018]上述密度的聚丙烯纤维可以充分的搅拌，均匀的分散在浆体中，从而显著改善再生混凝土的劈裂抗拉与抗折强度。
[0019]上述长径比的聚丙烯纤维可以充分的发挥自身桥接阻裂作用，从而显著改善再生混凝土的劈裂抗拉与抗折强度。
[0020]具体的，所述的高效聚羧酸减水剂的固含量为20％。
[0021]本专利技术还提供了上述再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0022]S1：按照所述的质量配合比，称取所需原料；
[0023]S2：将水泥和纳米碳酸钙混合，翻拌均匀；
[0024]S3：将聚羧酸减水剂、聚丙烯纤维和水混合后，搅拌90s，使聚丙烯纤维均匀分散，形成混合液；
[0025]S4：将剩下的其他原料全部倒入搅拌机搅拌60s，再加入步骤3得到的所述混合液，继续搅拌150s，得到所述的再生混凝土。
[0026]与现有的技术相比，本专利技术具有以下有益的效果:
[0027]1、将建筑混凝土破碎料作为再生骨料制备再生混凝土，极大缓解其带来的资源浪费和环境污染等问题。
[0028]2、基于直接利用再生骨料制备再生混凝土的力学性能较差的特点，本专利技术将具有物理性质稳定、吸水率低及易在混凝土浆体中分散的聚丙烯纤维用于再生混凝土改性，利用其能有效限制再生混凝土内部微裂缝的发展和产生的优势，助力再生混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度的提升。
[0029]3、基于纳米碳酸钙的微粒子效应和高火山灰活性的特点，将其用于改性再生混凝土，能有效填补再生混凝土内部的微小孔洞，增强再生混凝土密实度，同时与水泥浆体中氢氧化钙发生的水化反应生成的凝胶状物质能增强水泥与骨料之间的粘结能力，增强界面相互作用，提高混凝土力学强度。
[0030]4、基于再生骨料的粗糙表面，聚丙烯纤维在再生混凝土内部受力后需消耗更多的
能量，故其具有能够更好的发挥桥接阻裂作用。另外，粗糙的表面为纳米碳酸钙提供了更多的反应接触面，能使再生骨料与浆体之间具有更好的粘结作用。
具体实施方式
[0031]以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0032]本专利技术在各实施例及对比例中采用的水泥为P.O 42.5级普通硅酸盐水泥；天然粗骨料为连续级配的石灰岩碎石，粒径为5～25mm，由中建商品混凝土有限公司提供；所述的再生粗骨料为废弃混凝土破碎后筛分得到的连续级配粗骨料，粒径为5～20mm，由湖北惠迪再生资源开发利用有限公司提供；天然细骨料为连续级配的天然河砂，粒径为0.075～4.75mm，由中建商品混凝土有限公司提供；纳米碳酸钙的粒径为20～80nm，所述的纳米碳酸钙的含量≥99.5％，购买自苏州名匠精细化工公司的MJ
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NM90型纳米碳酸钙；聚丙烯纤维的密度为0.9kg/m3，所属聚丙烯纤维的长径比为13.95，所述聚丙烯纤维抗拉强度大于等于530MPa，购买自泰利化纤制品有限公司的聚丙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米碳酸钙与聚丙烯纤维协同增强的再生混凝土，其特征在于，包括水泥、天然粗骨料、天然细骨料、再生粗骨料、水、纳米碳酸钙、聚丙烯纤维及聚羧酸高效减水剂等原料组成，各成分的质量配合比依次为：1:(2.19～2.26):(1.84～1.90):(0.93～0.97):(0.46～0.51):(0.010～0.044):(0.002～0.005):(0.003～0.009)。2.根据权利要求1所述的纳米碳酸钙与聚丙烯纤维协同增强的再生混凝土，其特征在于：所述的水泥为P.O 42.5级普通硅酸盐水泥。3.根据权利要求1所述的纳米碳酸钙与聚丙烯纤维协同增强的再生混凝土，其特征在于：所述的天然粗骨料为连续级配的石灰岩碎石，粒径为5～25mm。4.根据权利要求1所述的纳米碳酸钙与聚丙烯纤维协同增强的再生混凝土，其特征在于：所述的再生粗骨料为废弃混凝土破碎后经筛分得到的连续级配粗骨料，粒径为5～20mm。5.根据权利要求1所述的纳米碳酸钙与聚丙烯纤维协同增强的再生混凝土，其特征在于：所述的天然细骨料为连续级配的天然河砂，粒径为...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭勇，卫益辰，吴巧云，徐雄，程书凯，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：