一种高强度增强型混凝土及其制备方法技术

本申请涉及建筑材料技术领域，尤其是涉及一种高强度增强型混凝土及其制备方法,高强度增强型混凝土，包括由以下重量份的原料制成：90

【技术实现步骤摘要】
一种高强度增强型混凝土及其制备方法


[0001]本申请涉及建筑材料
，尤其是涉及一种高强度增强型混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土是用水泥、砂、石原材料外加减水剂或同时外加粉煤灰、矿粉、硅粉等混合料，经常规工艺生产而获得的。随着我国城市规模的不断扩大，大批既有建筑面临拆除，由此产生的建筑垃圾体量巨大，因而对废弃建筑垃圾的回收利用不仅是时代的需要，而且对于保护环境、节约资源、发展生态建筑具有重要的意义。
[0003]在混凝土的原材料中，骨料用量占居首位。将废弃混凝土建筑垃圾作为再生粗骨料开发应用于高强度增强型混凝土中，不仅可以解决大量废弃混凝土处理困难以及由此造成的生态环境日益恶化等问题；而且可以减少建筑业对碎石的消耗，从而减少对天然砂石的开采，从根本上解决碎石日益匮乏和大量砂石开采对生态环境的破坏问题，保护人类的生存环境。然而，相对于天然骨料，再生粗骨料的表面粗糙、孔隙率大，将其应用在混凝土中，凝固后的混凝土的强度较低。
[0004]因此，缩小再生粗骨料的孔隙率对于其构成的高强度增强型混凝土具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]为了提高再生粗骨料配制成的高强度增强型混凝土的强度，本申请提供一种高强度增强型混凝土及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种高强度增强型混凝土，采用如下的技术方案：一种高强度增强型混凝土，包括由以下重量份的原料制成：90
‑
100份改性再生粗骨料、70
‑
80份砂、20
‑
30份水泥、10
‑
20份粉煤灰、5
‑
10份矿粉、1
‑
3份外加剂和15
‑
20份水；所述改性再生粗骨料为废弃粗骨料经过复合凝胶液包覆改性得到；所述复合凝胶包覆液包括由以下重量份的原料制成：25
‑
30份纳米二氧化硅、10
‑
15份纳米碳酸钙、35
‑
45份环氧树脂和15
‑
25份改性氮化钛。
[0007]通过采用上述技术方案，纳米二氧化硅具有颗粒细小，不仅可以填充再生粗骨料内部，降低裂缝宽度、孔隙大小和数量，而且可以得到更加稳定、更具有流动性的浆料；同时可以提高混凝土的早期和后期强度，能在混凝土中发挥更突出的作用，在水泥体系中，添加纳米二氧化硅与水泥水合产物快速反应，生成类似高硅含量的水泥水合物C
‑
S
‑
H胶体结构，这些快速生成的C
‑
S
‑
H胶体结构不但可以粘结水泥及骨料，还可以束缚住水泥中过量游离的水，从而提高混凝土的流变性能和稳定性。
[0008]其次，纳米二氧化硅与纳米碳酸钙可以很好的发挥结晶效应和小尺寸效应，可以增强再生骨料水化和碳酸化的能力，加水拌合后具有良好的渗透结晶性能，能快速渗透到再生骨料裂缝和孔隙中并结晶，生成水化硅酸钙凝胶，还能快速生成碳酸钙沉淀，填充裂缝
和孔隙，提高再生骨料的力学性能和抗渗性能，具有良好的修复裂缝功能。
[0009]再者，本申请中的氮化钛的粒径小，能分散在环氧树脂、纳米二氧化硅和纳米碳酸钙中，降低复合凝胶包覆液整体的尺寸，使其对再生粗骨料具有更好的包覆效果，改善再生粗骨料的致密性，填充再生粗骨料的毛细孔和微观裂缝，使再生粗骨料的棱角减小，圆润度增大，提高混凝土的拌合性和致密性，进而提高混凝土的强度。
[0010]综上所述，通配方合理，在各组分相互配合的作用下，提高了再生骨料所制备的高强度增强型混凝土的强度。
[0011]优选地，所述废弃粗骨料为废弃烧结砖和废弃混凝土中至少一种。
[0012]通过采用上述技术方案，城市建筑垃圾主要以废弃烧结砖和废弃混凝土为主，通过将废弃烧结砖和废弃混凝土重新利用，不仅实现了资源的合理利用，解决了建筑垃圾的填埋、堆放造成的资源浪费和环境污染的问题，而且为建筑垃圾的有效利用提供了有力的技术支持。
[0013]优选地，所述改性氮化钛为氮化钛经过偶联剂接枝改性制得；所述改性氮化钛的制备方法为：将硅烷偶联剂KH550用无水乙醇溶解，制成质量浓度为3
‑
5％的KH550乙醇溶液；将氮化钛和所述KH550乙醇溶液按照2：(1
‑
3)的质量比混合，在55
‑
65℃下水浴搅拌3
‑
5h，冷却后真空干燥制得。
[0014]通过采用上述技术方案，由于氮化钛的颗粒小，容易产生团聚，在复合凝胶液中无法均匀的分散，将偶联剂接枝在氮化钛表面，强化界面作用，加强氮化钛与环氧树脂的相容性，增加二者的分散性，使氮化钛有效对再生粗骨料的孔隙进行填充，改善再生粗骨料的硬实度，提高高强度增强型混凝土的密实度和力学强度。
[0015]优选地，所述复合凝胶包覆液的制备方法为：将所述纳米二氧化硅和纳米碳酸钙与乙醇混合，制成质量浓度为35
‑
40％的纳米复合物乙醇溶液；将环氧树脂与乙醇混合，制成质量浓度为35
‑
40％的环氧树脂乙醇溶液；将所述纳米混合物乙醇溶液和环氧树脂乙醇溶液按照2：(1
‑
5)的质量比混合，然后加入氨水乙醇溶液，充分震荡并超声3
‑
5min，于60
‑
70℃下水浴搅拌下加入改性氮化钛，保持水浴温度并陈化25
‑
30h得到。
[0016]通过采用上述技术方案，纳米复合物乙醇溶液和环氧树脂乙醇溶液在氨水乙醇溶液的作用下，纳米复合物与环氧树脂聚合，以较强的相互作用连接在环氧树脂表面，氮化钛在复合凝胶的作用下，进入再生粗骨料的孔隙内，填充再生粗骨料，提高再生粗骨料的致密性，改善混凝土的抗压强度和抗渗性以及耐热性；未复合纳米复合物的环氧树脂呈亲水性，随着纳米硅复合物的加入，环氧树脂的疏水性提高，由于纳米复合物中含有一定的憎水性基团，能保护环氧树脂，在再生粗骨料上形成一道阻水屏障，提高混凝土的抗渗性能；同时环氧树脂和纳米复合物的相对用量适宜，能防止环氧树脂用量较少时，形成的胶凝骨架强度较差，胶凝结构不完整，无法对再生粗骨料进行包覆，又能防止纳米复合物用量较大时，Si
‑
OH键较多，在干燥时进一步发生反应，导致复合凝胶的骨架结构收缩严重，质量浓度增大，增大环氧树脂骨架表面的粗糙度，降低抗渗性。
[0017]优选地，所述改性再生粗骨料的制备方法为：将所述废弃粗骨料进行粉碎后与复合凝胶包覆液按照质量比为1：(1
‑
3)混合，在60
‑
70℃下水浴搅拌2
‑
3h，冷却后真空干燥。
[0018]通过采用上述技术方案，当废弃粗骨料相对较多时，复合凝胶包覆液对废弃粗骨料的包覆性较差；当复合凝胶包覆液相对较多时，包覆废弃粗骨料余下的复合凝胶液会造
成资源的浪费。
[0019]优选地，所述外加剂包括0.5
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度增强型混凝土，其特征在于：包括由以下重量份的原料制成：90
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100份改性再生粗骨料、70
‑
80份砂、20
‑
30份水泥、10
‑
20份粉煤灰、5
‑
10份矿粉、1
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3份外加剂和15
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20份水；所述改性再生粗骨料为废弃粗骨料经过复合凝胶液包覆改性得到；所述复合凝胶包覆液包括由以下重量份的原料制成：25
‑
30份纳米二氧化硅、10
‑
15份纳米碳酸钙、35
‑
45份环氧树脂和15
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25份改性氮化钛。2.根据权利要求1所述的一种高强度增强型混凝土，其特征在于：所述废弃粗骨料为废弃烧结砖和废弃混凝土中至少一种。3.根据权利要求1所述的一种高强度增强型混凝土，其特征在于：所述改性氮化钛为氮化钛经过偶联剂接枝改性制得；所述改性氮化钛的制备方法为：将硅烷偶联剂KH550用无水乙醇溶解，制成质量浓度为3
‑
5%的KH550乙醇溶液；将氮化钛和所述KH550乙醇溶液按照2：（1
‑
3）的质量比混合，在55
‑
65℃下水浴搅拌3
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5h，冷却后真空干燥制得。4.根据权利要求1所述的一种高强度增强型混凝土，其特征在于：所述复合凝胶包覆液的制备方法为：将所述纳米二氧化硅和纳米碳酸钙与乙醇混合，制成质量浓度为35
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40%的纳米复合物乙醇溶液；将环氧树脂与乙醇混合，制成质量浓度为35
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40%的环氧树脂乙醇溶液；将所述纳米混合物乙醇溶液和环氧树...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴国超，俞巍，杨骏，范海军，
申请(专利权)人：昆山盛华混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：