一种再生地聚物混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术属于建筑材料技术领域，公开了一种再生地聚物混凝土及其制备方法。本发明专利技术的再生地聚物混凝土由包含以下组分的原料制备而成：再生粗骨料180～1300kg/m3；再生细骨料200～1100kg/m3；橡胶颗粒0～500kg/m3；油棕壳0～800kg/m3；胶凝材料204～580kg/m3；碱激发剂65～160kg/m3；水65～156kg/m3；钢纤维0～78kg/m3；外加剂2～5kg/m3。本发明专利技术的混凝土充分利用再生骨料、橡胶颗粒、钢纤维以及油棕壳等废弃材料的特性及优点，使混凝土材料具有较高的力学性能、工作性能以及经济环保价值。工作性能以及经济环保价值。

【技术实现步骤摘要】
一种再生地聚物混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，尤其涉及一种再生地聚物混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]水泥作为现阶段使用最频繁的混凝土胶凝材料其生产过程往往伴随着大量的能源消耗以及大量的二氧化碳排放。我国是水泥生产大国，2020年水泥产量占据全球产量的53.84％，水泥生产过程中产生的CO2达到了12.3亿吨，占中国建筑材料工业碳排放量的83.11％。目前解决混凝土生产过程中碳排放量过高问题主要途径之一是采用新型的胶凝材料替代水泥实现从源头控制碳排放。
[0003]粉煤灰、硅灰和矿渣这些火力发电、金属冶炼等工业行为产生的大量工业副产品如果处理不当很容易造成土壤与水质污染，但这些副产品在碱性或者酸性激发剂作用下具有替代水泥作为胶凝材料的潜能，利用碱激发剂提高矿渣、粉煤灰等粉末的活性，进而聚合形成具有Si、Al、O三维网状键接结构的无机胶凝材料。与普通水泥相比，地聚物混凝土具有水化热低、抗冻性能好、耐腐蚀性强等优点。但是传统碱激发剂中的Na2O
·
nSiO2在其生产过程中需要消耗大量的能量，这无疑增加了CO2的排放。
[0004]混凝土作为水、砂子、卵石与碎石等天然资源的最大消费者，现在正以每年约80亿吨的速度消耗天然骨料。与此同时，随着城市建设的快速发展、人们物质生活的提高、原有建筑物不能满足其使用要求和使用期限的临近，愈来愈多的建筑物将被拆除，产生愈来愈多的建筑垃圾。将建筑垃圾处理后生产的再生骨料可以作为天然骨料的替代品，使用其作为骨料能够生产出轻质混凝土，能够降低结构自重实现工程建设的经济环保。但将再生骨料与地聚物胶凝材料结合会导致其强度远低于普通混凝土。
[0005]因此，如何将再生骨料用于地聚物混凝土以及如何生产成本低、强度高、工作性能好、绿色环保的混凝土对目前建筑材料行业的发展具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种再生地聚物混凝土及其制备方法，解决现有的地聚物混凝土中仍含有大量水泥、混凝土强度低、工作性能差的问题。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种再生地聚物混凝土，以单位体积质量计，由包含以下组分的原料制备而成：
[0009][0010]优选的，在上述一种再生地聚物混凝土中，所述再生粗骨料的粒径为5～20mm，所述再生细骨料的粒径为0.08～5mm，所述再生粗骨料和再生细骨料的质量比为0.8～1.6：1。
[0011]优选的，在上述一种再生地聚物混凝土中，所述橡胶颗粒的粒径为0.05～5mm，所述橡胶颗粒的表观密度为1110～1150kg/m3。
[0012]优选的，在上述一种再生地聚物混凝土中，所述油棕壳的粒径为5～20mm，所述油棕壳的表观密度为1320～1380kg/m3。
[0013]优选的，在上述一种再生地聚物混凝土中，所述胶凝材料为矿渣、粉煤灰和硅灰的混合，所述矿渣的质量占胶凝材料总质量的25.5～70％，所述粉煤灰的质量占胶凝材料总质量的15～70％，所述硅灰的质量占胶凝材料总质量的0～15％。
[0014]优选的，在上述一种再生地聚物混凝土中，所述矿渣的粒径为7～10μm，所述粉煤灰的粒径为10～16μm，所述硅灰的粒径为0.1～0.3μm。
[0015]优选的，在上述一种再生地聚物混凝土中，所述碱激发剂由10～16mol/L的NaOH溶液和纳米SiO2组成，所述NaOH溶液中的NaOH和纳米SiO2的质量比为0.6～1.2：1，所述NaOH溶液中的NaOH和胶凝材料的质量比为0.05～0.13：1。
[0016]优选的，在上述一种再生地聚物混凝土中，所述钢纤维的长度为0.1～15mm，钢纤维的直径为0.16～0.2mm。
[0017]优选的，在上述一种再生地聚物混凝土中，所述外加剂包括缓凝剂和消泡剂，所述缓凝剂为BaCl2、蔗糖化钙和葡萄糖酸钠中的一种或几种。
[0018]本专利技术还提供了一种再生地聚物混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0019](1)将再生粗骨料、再生细骨料、油棕壳与部分水混合，再加入橡胶颗粒、胶凝材料，搅拌5～10min，得到干混料；
[0020](2)将外加剂溶于剩余水中，再加入干混料，搅拌1～3min，再加入碱激发剂，搅拌3～5min，再加入钢纤维，搅拌3～5min，得到混凝土浆料；
[0021](3)将混凝土浆料成型、养护，得到再生地聚物混凝土。
[0022]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0023](1)本专利技术提供的再生地聚物混凝土，能够充分利用再生骨料、橡胶颗粒、钢纤维以及油棕壳等材料的特性及优点，使混凝土材料具有较高的力学性能、工作性能以及经济
环保价值。
[0024](2)本专利技术使用油棕壳和橡胶颗粒分别部分替代再生粗骨料和再生细骨料，可以减少因河砂开采带来的环境破坏，响应了国家绿色建筑的号召。
[0025](3)本专利技术的碱激发剂，使用高浓度的NaOH溶液与纳米二氧化硅混合并反应得到，能够减少因生产Na2O
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nSiO2带来的碳排放，进一步提高地聚物混凝土的绿色环保的优势。
[0026](4)本专利技术的外加剂中含有消泡剂，可以降低混凝土材料中的孔隙率，提高混凝土强度。
[0027](5)本专利技术提供的再生地聚物混凝土自重可低至1800kg/m3以下，7d平均抗压强度最高可达31.58MPa以上，28d平均抗压强度最高可达40.97MPa以上。
具体实施方式
[0028]本专利技术提供一种再生地聚物混凝土，以单位体积质量计，由包含以下组分的原料制备而成：
[0029][0030]在本专利技术中，再生地聚物混凝土，以单位体积质量计，优选的，由包含以下组分的原料制备而成：再生粗骨料500～1270kg/m3；再生细骨料505～983kg/m3；橡胶颗粒12～489kg/m3；油棕壳11～764kg/m3；胶凝材料212～573kg/m3；碱激发剂69～157kg/m3；水68～149kg/m3；钢纤维28～76kg/m3；外加剂2.5～4.3kg/m3；
[0031]进一步优选的，由包含以下组分的原料制备而成：再生粗骨料851～1130kg/m3；再生细骨料526～965kg/m3；橡胶颗粒27～426kg/m3；油棕壳54～704kg/m3；胶凝材料246～553kg/m3；碱激发剂82～143kg/m3；水72～118kg/m3；钢纤维36～71kg/m3；外加剂2.9～4.1kg/m3；
[0032]更优选的，由包含以下组分的原料制备而成：再生粗骨料953kg/m3；再生细骨料683kg/m3；橡胶颗粒162kg/m3；油棕壳312kg/m3；胶凝材料337kg/m3；碱激发剂128kg/m3；水95kg/m3；钢纤维67kg/m3；外加剂3.3kg/m3。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种再生地聚物混凝土，其特征在于，以单位体积质量计，由包含以下组分的原料制备而成：2.根据权利要求1所述的一种再生地聚物混凝土，其特征在于，所述再生粗骨料的粒径为5～20mm，所述再生细骨料的粒径为0.08～5mm，所述再生粗骨料和再生细骨料的质量比为0.8～1.6：1。3.根据权利要求1或2所述的一种再生地聚物混凝土，其特征在于，所述橡胶颗粒的粒径为0.05～5mm，所述橡胶颗粒的表观密度为1110～1150kg/m3。4.根据权利要求3所述的一种再生地聚物混凝土，其特征在于，所述油棕壳的粒径为5～20mm，所述油棕壳的表观密度为1320～1380kg/m3。5.根据权利要求1、2或4所述的一种再生地聚物混凝土，其特征在于，所述胶凝材料为矿渣、粉煤灰和硅灰的混合，所述矿渣的质量占胶凝材料总质量的25.5～70％，所述粉煤灰的质量占胶凝材料总质量的15～70％，所述硅灰的质量占胶凝材料总质量的0～15％。6.根据权利要求5所述的一种再生地聚物混凝土，其特征在于，所述矿渣的粒径为7～10μm，所述粉煤灰的粒径为10～16μm，所述硅灰的粒径为0.1～0.3μm。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈概，郭永昌，林嘉祥，杨嘉霖，吴沛宗，陈钰仁，
申请(专利权)人：广州弘昌建筑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：