一种基于无机纤维的再生混凝土及其制备方法技术

本申请涉及再生混凝土的领域，尤其涉及一种基于无机纤维的再生混凝土及其制备方法，本申请的基于无机纤维的再生混凝土包括如下原料：粗骨料、水泥、改性再生粗骨料、再生细骨料、粉煤灰、硅灰、水、改性无机纤维、减水剂、膨胀剂、硅烷偶联剂、丁苯乳液、异氰酸酯固化剂；所述改性无机纤维由玻璃纤维和碳纤维经过硅烷偶联剂进行改性；所述改性再生粗骨料为废旧混凝土经过破碎后筛分、物理处理、化学改性制备得到的粒径为5

【技术实现步骤摘要】
一种基于无机纤维的再生混凝土及其制备方法


[0001]本申请涉及再生混凝土的领域，尤其涉及一种基于无机纤维的再生混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着城市建设的发展、改造等原因，一些建筑物需要拆除，随之会产生大量的废旧混凝土，这些废旧混凝土作为建筑垃圾被堆放，既占用土地面积，又污染环境。因此，如何有效利用废旧混凝土成为亟待开发的课题。
[0003]再生混凝土是指将废旧混凝土经过破碎、清洗、分级后，部分或全部代替砂石等天然集料，按照一定的比例与水泥、水等组分配合而制备的新的混凝土。
[0004]然而，采用废旧混凝土代替部分砂石等作为再生混凝土的骨料时，再生混凝土的力学性能较差。

技术实现思路

[0005]为了解决再生混凝土力学性能较差的问题，本申请提供一种基于无机纤维的再生混凝土及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供的一种基于无机纤维的再生混凝土，采用如下的技术方案：一种基于无机纤维的再生混凝土，其包括如下重量份的原料：粗骨料240
‑
280份，水泥200
‑
240份，改性再生粗骨料330
‑
370份，再生细骨料50
‑
90份，粉煤灰70
‑
110份，硅灰50
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90份，水60
‑
80份，改性无机纤维30
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70份，减水剂0.5
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2份，膨胀剂11
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15份，硅烷偶联剂20
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28份，丁苯乳液5
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10份，异氰酸酯固化剂0.5
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2.5份；所述改性无机纤维包括玻璃纤维和碳纤维，其重量比为(0.5
‑
2)：1；所述玻璃纤维和碳纤维均通过硅烷偶联剂改性处理得到；所述改性再生粗骨料为废旧混凝土经过破碎后筛分、物理处理、化学改性制备得到的粒径为5
‑
15mm的连续级配颗粒。
[0007]通过采用上述技术方案，碳纤维是具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀等优异的性能，可以在混凝土中起到约束微裂痕的扩展，提高混凝土的抗裂性和力学性能；玻璃纤维耐热性好、耐腐蚀性好、力学性能好，可以提高混凝土的力学性能；但是碳纤维和玻璃纤维与水泥的粘合性差，因此通过硅烷偶联剂改性提高碳纤维和玻璃纤维亲水性能，增加纤维与水泥的粘合性，进而提高再生混凝土的力学性能；再生粗骨料为废旧混凝土经过筛分、物理处理、化学改性进行制备得到粒径为5
‑
15mm的连续级配颗粒，使用的再生粗骨料的颗粒为连续级配使大小颗粒组成一个密实的网络结构，不同尺寸之间骨料相互填充减少孔隙率，使其吸水率降低，提高再生混凝土的力学性能。
[0008]硅灰因其高火山活性和填充效应缩小界面与水泥间力学性能的差距，有利于水泥水化反应，促进C
‑
S
‑
H的生成，抑制氢氧化钙的产生，减少了骨料与浆体界面过渡区中定向排列的氢氧化钙晶体和孔隙，从而提高界面的粘结性能，提高再生混凝土的力学性能。
[0009]优选的，再生混凝土包括如下重量份的原料：粗骨料250
‑
270份，水泥210
‑
230份，
改性再生粗骨料340
‑
360份，再生细骨料60
‑
80份，粉煤灰80
‑
100份，硅灰60
‑
80份，水65
‑
75份，改性无机纤维40
‑
60份，减水剂1
‑
1.5份，膨胀剂12
‑
14份，硅烷偶联剂22
‑
26份,丁苯乳液6
‑
8份，异氰酸酯固化剂1
‑
2份。
[0010]通过采用上述技术方案，进一步优化再生混凝土原料的掺量，提高再生混凝土的力学性能。
[0011]优选的，所述改性再生粗骨料通过如下的步骤制备得到：S1、将废旧混凝土进行破碎、筛分，得到粒径为5
‑
15mm的再生颗粒；S2、搅拌状态下，将1
‑
1.5mol/L的盐酸溶液加入再生颗粒中，得到盐酸处理后的再生颗粒；其中，再生颗粒与盐酸溶液的重量比为1：(0.1
‑
0.5)；S3、将盐酸处理后的再生颗粒真空干燥处理；S4、将干燥后的再生颗粒置于硅氧烷水溶液、硅酸钠水溶液、水性环氧树脂的混合液中反应4
‑
6h，即得改性再生粗骨料；其中，干燥后的再生颗粒与混合液的重量比为100：(3
‑
5)，硅氧烷水溶液、硅酸钠水溶液混合前的质量分数均为25
‑
35％。
[0012]通过采用上述技术方案，盐酸与再生颗粒表面的物质反应，形成凹痕；真空干燥有利于去除盐酸处理后的再生粗骨料的液体；硅氧烷水溶液、硅酸钠水溶液、水性环氧树脂的混合液有亲和效应，能够形成憎水层。其中，硅氧烷扩散进入再生粗骨料的网状空隙中，之后发生聚合反应，产生斥水薄膜转变成为憎水树脂，起到减少水分吸收的作用，降低吸水率，提高力学性能；硅酸钠水溶液含有羟基，具有亲水性，但是羟基也可以提升硅氧烷附着在再生粗骨料的毛细管壁上的粘结性，同时，硅酸钠可以催化水解反应，提高毛细管壁表面的薄膜的斥水性能；因此再生粗骨料经过硅氧烷和硅酸钠混合液处理后，其内部的毛细管壁的表面通过硅酸钠将硅氧烷吸附在表面，形成斥水薄膜；水性环氧树脂是环氧树脂以水为分散介质制备的稳定分散体系，水性环氧树脂和硅氧烷进行物理共混，可发挥各自的优势，在硅氧烷附着再生粗骨料毛细管壁斥水的同时，使水性环氧树脂固化时形成穿插的网状结构，增加混凝土材料间的粘结性，提高混凝土力学性能。
[0013]水性环氧树脂还可以与改性无机纤维之间形成握裹力，增加改性无机纤维与水性树脂的粘结力，提高再生混凝土的力学性能。
[0014]优选的，所述步骤S3中，干燥处理的温度为280
‑
300℃。优选的，处理温度还可以为290℃、280
‑
290℃、290
‑
300℃。
[0015]通过采用上述技术方案，干燥处理温度设置为280
‑
300℃，有利于再生粗骨料表面物的热分解或附着物的崩解，提高再生粗骨料的纯净度，有利于增加再生粗骨料与水泥及其他原料的粘结性、减少孔隙，可提高再生混凝土的力学性能。
[0016]优选的，所述步骤S4中，硅氧烷水溶液、硅酸钠水溶液和水性环氧树脂重量比为1：1：(0.5
‑
2)。
[0017]通过采用上述技术方案，优化硅氧烷水溶液、硅酸盐水溶液和水性环氧树脂液的配比，提高再生混凝土的力学性能。
[0018]优选的，所述步骤S4中，控制干燥后的产物与混合液反应的压强为0.2
‑
0.3MPa。
[0019]通过采用上述技术方案，通过对反应物施加外力将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无机纤维的再生混凝土，其特征在于，其包括如下重量份的原料：粗骨料240
‑
280份，水泥200
‑
240份，改性再生粗骨料330
‑
370份，再生细骨料50
‑
90份，粉煤灰70
‑
110份，硅灰50
‑
90份，水60
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80份，改性无机纤维30
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70份，减水剂0.5
‑
2份，膨胀剂11
‑
15份，硅烷偶联剂20
‑
28份，丁苯乳液5
‑
10份，异氰酸酯固化剂0.5
‑
2.5份；所述改性无机纤维包括玻璃纤维和碳纤维，其重量比为（0.5
‑
2）：1；所述玻璃纤维和碳纤维均通过硅烷偶联剂改性处理得到；所述改性再生粗骨料为废旧混凝土经过破碎后筛分、物理处理、化学改性制备得到的粒径为5
‑
15mm的连续级配颗粒。2.根据权利要求1所述的基于无机纤维的再生混凝土，其特征在于，其包括如下重量份的原料：粗骨料250
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270份，水泥210
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230份，改性再生粗骨料340
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360份，再生细骨料60
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80份，粉煤灰80
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100份，硅灰60
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80份，水65
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75份，改性无机纤维40
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60份，减水剂1
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1.5份，膨胀剂12
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14份，硅烷偶联剂22
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26份，丁苯乳液6
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8份，异氰酸酯固化剂1

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新春，武文强，
申请(专利权)人：深圳市天地东建混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：