废弃混凝土再生制备混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术提出了废弃混凝土再生制备混凝土及其制备方法，属于混凝土技术领域。将废弃混凝土粉碎，浸泡在含有钙离子的碱性溶液中，微波加热，得到粗集料和细粉，粗集料与废砖粉混合煅烧，并经过碳酸化，表面聚多巴胺改性，与纳米偏高岭土混合，球磨，得到强化混合料，与水、氢氧化钙、正硅酸乙酯混合搅拌反应制得再生硅酸盐材料；细粉在微波加热条件下，与氢氧化钙和硅酸钠搅拌反应，得到活化细粉；将再生硅酸盐材料、活化细粉、化学外加剂、粉煤灰、矿渣粉、水泥、水混合均匀，得到废弃混凝土再生制备混凝土，具有较好的耐久性，收缩率低，吸水率小，以废弃混凝土、废弃墙体材料如废砖为原料，将大量的建筑废料进行回收利用，具有广阔的应用前景。前景。前景。

【技术实现步骤摘要】
废弃混凝土再生制备混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土
，具体涉及废弃混凝土再生制备混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]普通混凝土是以水泥、水、砂子以及粘合剂等为原料，按适当比例配合，经过均匀拌制，密实成型及养护硬化而成的人工建筑材料，混凝土在加工过程中所需的石子和砂子需要从自然界获取，但为了节约自然资源保护环境，从可持续发展长远角度来看，尽量减少砂石原料的开采，我们可以对已产生的废弃混凝土进行回收利用，已产生的废弃混凝土由于其占地空间较大，直接堆放会侵占土地，若直接将废弃混凝土填埋也造成资源的浪费，故可以通过将废弃混凝土进行二次回收利用，回收的骨料通过与水泥、粘合剂等原材料再次进行搅拌混合，可以得到新的混凝土。
[0003]目前，利用废弃混凝土块制作再生混凝土过程中存在以下难题：a传统的废弃混凝土在回收再处理过程中，由于废弃混凝土内部可能存在钢筋、木材等结构，故在粉碎过程中需要对钢筋、木材等进行初级筛分处理，避免钢筋、木材等影响废弃混凝土的粉碎效果；b传统的废弃混凝土在回收再处理过程中，由于混凝土硬度、强度等规格不同，故混凝土内部的石子等材料规格大小不一，当需要对不同规格的石子与水泥砂浆混合物进行破碎时，频繁更换破碎装置，成本较高，工艺过程较为复杂。
[0004]专利公布号CN111087188A公开了一种掺杂废弃混凝土块的混凝土加工工艺，包括有以下工艺步骤：S1、废弃混凝土块的预处理；S2、混凝土细块表面的分解处理；S3、粗骨料的制备；S4、胶凝材料的制备；S5、混凝土的制备。该掺杂废弃混凝土块的混凝土加工工艺的破碎过程中，废弃混凝土受到挤压、冲撞、研磨等外力的影响，使得废弃混凝土块内部产生大量裂纹，对废弃混凝土块的内部界面造成损伤和破坏，表现出粘接力下降、吸水率增加、抗压强度小的特点，进而影响成品混凝土的抗压强度和抗折强度。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提出废弃混凝土再生制备混凝土及其制备方法，制得的再生混凝土的力学性能（抗压强度、抗折强度等）明显增强，由于普通混凝土，同时，具有较好的耐久性，收缩率低，吸水率小，同时，该再生混凝土以废弃混凝土、废弃墙体材料如废砖为原料，变废为宝，能够将大量的建筑废料进行回收利用，具有显著的社会经济效益，有广阔的应用前景。
[0006]本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供一种废弃混凝土再生制备混凝土的制备方法，将废弃混凝土粉碎后，浸泡在含有钙离子的碱性溶液中，微波加热处理，得到粗集料和细粉，其中，粗集料与废砖粉碎后的废砖粉混合煅烧，并经过碳酸化后，表面进行聚多巴胺改性，然后与纳米偏高岭土
混合，球磨反应，得到强化混合料，与水、氢氧化钙、正硅酸乙酯混合搅拌反应形成凝胶，粉碎，干燥，制得再生硅酸盐材料；另一方面，细粉在微波加热条件下，与氢氧化钙和硅酸钠搅拌反应，得到活化细粉；将制得的再生硅酸盐材料、活化细粉、化学外加剂、粉煤灰、矿渣粉、水泥、水混合均匀，得到废弃混凝土再生制备混凝土。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，包括以下步骤：S1.预处理：将废弃混凝土经过破碎，去除钢筋、木材，然后进行粉碎，球磨，加入含有钙离子的碱性溶液中，微波加热搅拌处理，过滤，洗涤，干燥，过筛，得到粗集料和细粉；S2.废砖的处理：将废砖压碎，干燥，球磨粉碎，得到废砖粉；S3.煅烧：将步骤S1制得的粗集料与步骤S2制得的废砖粉混合，煅烧，得到混合料；S4.细粉的活化：将步骤S1制得的细粉分散于水中，微波加热，加入氢氧化钙和硅酸钠，搅拌反应，得到活化细粉；S5.碳酸化：将步骤S3制得的混合料置于高浓度二氧化碳中，调节混合料的含水量，加热碳酸化，得到碳酸化混合料；S6.聚多巴胺改性：将步骤S5制得的碳酸化混合料分散于水中，加入多巴胺盐酸盐和催化剂，加热搅拌反应，得到聚多巴胺改性混合料；S7.纳米偏高岭土强化：将步骤S6制得的聚多巴胺改性混合料与纳米偏高岭土混合，球磨反应，得到强化混合料；S8.再生硅酸盐材料的制备：将步骤S7制得的强化混合料、水、氢氧化钠、氢氧化钙、正硅酸乙酯混合搅拌反应形成凝胶，干燥，粉碎，制得再生硅酸盐材料；S9.化学外加剂的制备：将粘接剂、助磨剂、缓凝剂、早强剂、减水剂混合均匀，得到化学外加剂；S10.废弃混凝土再生制备混凝土的制备：将步骤S8制得的再生硅酸盐材料、步骤S4制得的活化细粉、步骤S9制得的化学外加剂、粉煤灰、矿渣粉、水泥、水混合均匀，得到废弃混凝土再生制备混凝土。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中所述球磨的时间为1
‑
2h，所述含有钙离子的碱性溶液中钙离子浓度为3
‑
5wt%，碱性溶液的pH值为8
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9，所述废弃混凝土和含有钙离子的碱性溶液的固液比为1:5
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7g/mL，所述微波加热搅拌处理的微波功率为500
‑
700W，加热至温度为50
‑
60℃，处理时间为2
‑
3h，所述过筛的筛网目数为80
‑
100目；步骤S2中所述球磨粉碎的时间为30
‑
50min；步骤S3中所述粗集料和废砖粉的质量比为10:3
‑
5，所述煅烧温度为800
‑
900℃，时间为2
‑
3h。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，步骤S4中所述微波加热中微波功率为1000
‑
1200W，加热至60
‑
70℃，所述细粉、氢氧化钙和硅酸钠的质量比为100:5
‑
12:7
‑
10，所述搅拌反应的时间为1
‑
3h；步骤S5中所述高浓度二氧化碳中CO2浓度为99
‑
100%，%为体积百分比，调节混合料的含水量为5
‑
12%，碳酸化的温度为35
‑
45℃，相对湿度为40
‑
60%，碳酸化时间为3
‑
5h。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，步骤S6中所述碳酸化混合料、多巴胺盐酸盐和催化剂的质量比为10:12
‑
17:0.5
‑
1；所述催化剂为含有3
‑
5%氯化钴的pH为5
‑
6的Tris
‑
HCl溶液，所述加热搅拌反应的温度为40
‑
60℃，时间为2
‑
4h；步骤S7中所述聚多巴胺改性混合料和纳米偏高岭土的质量比为100:17
‑
20，所述球磨反应时间为3
‑
5h。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，步骤S8中所述强化混合料、水、氢氧化钠、氢氧化钙、正
硅酸乙酯的质量比为50:60
‑
70:5
‑
7:3
‑
5:5
‑
10，所述搅拌反应的时间为1
‑
2h；步骤S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废弃混凝土再生制备混凝土的制备方法，其特征在于，将废弃混凝土粉碎后，浸泡在含有钙离子的碱性溶液中，微波加热处理，得到粗集料和细粉，其中，粗集料与废砖粉碎后的废砖粉混合煅烧，并经过碳酸化后，表面进行聚多巴胺改性，然后与纳米偏高岭土混合，球磨反应，得到强化混合料，与水、氢氧化钙、正硅酸乙酯混合搅拌反应形成凝胶，粉碎，干燥，制得再生硅酸盐材料；另一方面，细粉在微波加热条件下，与氢氧化钙和硅酸钠搅拌反应，得到活化细粉；将制得的再生硅酸盐材料、活化细粉、化学外加剂、粉煤灰、矿渣粉、水泥、水混合均匀，得到废弃混凝土再生制备混凝土。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.预处理：将废弃混凝土经过破碎，去除钢筋、木材，然后进行粉碎，球磨，加入含有钙离子的碱性溶液中，微波加热搅拌处理，过滤，洗涤，干燥，过筛，得到粗集料和细粉；S2.废砖的处理：将废砖压碎，干燥，球磨粉碎，得到废砖粉；S3.煅烧：将步骤S1制得的粗集料与步骤S2制得的废砖粉混合，煅烧，得到混合料；S4.细粉的活化：将步骤S1制得的细粉分散于水中，微波加热，加入氢氧化钙和硅酸钠，搅拌反应，得到活化细粉；S5.碳酸化：将步骤S3制得的混合料置于高浓度二氧化碳中，调节混合料的含水量，加热碳酸化，得到碳酸化混合料；S6.聚多巴胺改性：将步骤S5制得的碳酸化混合料分散于水中，加入多巴胺盐酸盐和催化剂，加热搅拌反应，得到聚多巴胺改性混合料；S7.纳米偏高岭土强化：将步骤S6制得的聚多巴胺改性混合料与纳米偏高岭土混合，球磨反应，得到强化混合料；S8.再生硅酸盐材料的制备：将步骤S7制得的强化混合料、水、氢氧化钠、氢氧化钙、正硅酸乙酯混合搅拌反应形成凝胶，干燥，粉碎，制得再生硅酸盐材料；S9.化学外加剂的制备：将粘接剂、助磨剂、缓凝剂、早强剂、减水剂混合均匀，得到化学外加剂；S10.废弃混凝土再生制备混凝土的制备：将步骤S8制得的再生硅酸盐材料、步骤S4制得的活化细粉、步骤S9制得的化学外加剂、粉煤灰、矿渣粉、水泥、水混合均匀，得到废弃混凝土再生制备混凝土。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述球磨的时间为1
‑
2h，所述含有钙离子的碱性溶液中钙离子浓度为3
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5wt%，碱性溶液的pH值为8
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9，所述废弃混凝土和含有钙离子的碱性溶液的固液比为1:5
‑
7g/mL，所述微波加热搅拌处理的微波功率为500
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700W，加热至温度为50
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60℃，处理时间为2
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3h，所述过筛的筛网目数为80
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100目；步骤S2中所述球磨粉碎的时间为30
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50min；步骤S3中所述粗集料和废砖粉的质量比为10:3
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5，所述煅烧温度为800
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900℃，时间为2
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3h。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述微波加热中微波功率为1000
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1200W，加热至60
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70℃，所述细粉、氢氧化钙和硅酸钠的质量比为100:5
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12:7
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10，所述搅拌反应的时间为1
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3h；步骤S5中所述高浓度二氧化碳中CO2浓度为99
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100%，%为体积百分比，调节混合料的含水量为5
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12%，碳酸化的温度为35
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45℃，相对湿度为40
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60%，碳酸化时间为3
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5h。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S6中所述碳酸化混合料、多巴胺
盐酸盐和催化剂的质量比为10:12
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17:0.5
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1；所述催化剂为含有3
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5%氯化钴的pH为5
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6的Tris
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HCl溶液，所述加热搅拌反应的温度为40
‑
60℃，时间为2
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4h；步骤S7中所述聚多巴胺改性混合料和纳米偏高岭土的质量比为100:17
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20，所述球磨反应时间为3
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5h。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S8中所述强化混合料、水、氢氧化钠、氢氧化钙、正硅酸乙酯的质量比为50:60
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70:5
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7:3
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5:5
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10，所述搅拌反应的时间为1
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2h；步骤S9中所述粘接剂、助磨剂、缓凝剂、早强剂、减水剂的质量比为3
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5:0.5
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1:1
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2:0.5
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1:1
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2；步骤S10中所述再生硅酸盐材料、活化细粉、化学外加剂、粉煤灰、矿渣粉、水泥、水的质量比为90
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110:50
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【专利技术属性】
技术研发人员：吕飞熊，邹茵，陈海红，王旭华，王存进，杨俊如，曾慧燕，
申请(专利权)人：纳琦绿能工程有限公司，
类型：发明
国别省市：