一种强化再生骨料混凝土的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种强化再生骨料混凝土的制备方法，具体步骤为，首先将废弃混凝土经过前处理，去除较小的颗粒、灰尘和附着砂浆，再与环氧树脂和减水剂混合，最后加入聚丙烯酰胺包裹的铜粉、改性石墨烯、硅烷偶联剂，制得的强化骨料，再将强化骨料与天然骨料、水泥、水和沙按照一定比例混合搅拌制得强化再生骨料混凝土。照一定比例混合搅拌制得强化再生骨料混凝土。

【技术实现步骤摘要】
一种强化再生骨料混凝土的制备方法


[0001]本专利技术涉及再生骨料，属于再生骨料混凝土。

技术介绍

[0002]再生骨料制品技术是发展绿色混凝土，实现建筑、资源、环境可持续发展的主要措施之一，正日益引起混凝土研究者们的关注，并越来越受到工程界的重视。
[0003]近年来，我国建筑垃圾产生量巨大，约35亿吨/年，其中拆建垃圾15亿吨，工程弃土20亿吨，但资源化率不足5％，远低于发达国家和地区的70％
‑
98％。随着城镇化进程的高速发展，建筑垃圾产生量显著增加，露天堆放、简易填埋等处理方式造成了环境的污染和资源的巨大浪费。另一方面，工程用混凝土粗骨料的开采量也非常巨大，造成了自然资源的过度消耗和环境破坏。
[0004]但是再生骨料的性质劣于天然骨料，使再生骨料混凝土性能较差，影响混凝土结构的使用寿命和安全性，使再生混凝土在工程应用中受到限制。虽然通过优化再生骨料级配，选择合适的再生骨料取代率，可弱化再生骨料对再生骨料混凝土性能的不利影响，但并未从本质上改善再生骨料的缺陷。因此，有必要对再生骨料进行强化预处理，以提升再生骨料及再生骨料混凝土的抗压和耐磨性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种强化再生骨料混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0006]一种强化再生骨料混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007]S1：按重量组分计，将1000
‑
1200份废弃混凝土、1000
‑
1500份水、10
‑
20份硅酸钠，加入到混凝土搅拌机中以10
‑
12r/min搅拌处理5
‑
8h后晾干，经过4mm的改良筛得再生骨料Ⅰ；加水搅拌以去除较小的颗粒、灰尘和附着砂浆，，利于后续再生骨料的改性；采用硅酸钠在再生骨料表面形成玻璃状的覆盖膜，并且对再生骨料孔隙和微裂纹进行有效填充，提高再生骨料的强度，在混凝土硬化后，膜状的硅酸钠与水泥水化产生的氢氧化钙发应生成硅酸钙，可以显著改善混凝土过渡区的强度，增加骨料与水泥石之间的胶结性能。
[0008]S2：按重量组分计，将100
‑
120份改性石墨烯、5
‑
8份聚丙烯酰胺包裹的铜粉、5
‑
10份硅烷偶联剂置于搅拌器中混合均匀，在100
‑
120℃条件下保温4
‑
5h，降温冷却到室温，制得改性剂；
[0009]S3：按重量组分计，将1000
‑
1200份再生骨料Ⅰ、40
‑
60份环氧树脂、1
‑
2份减水剂加入到混凝土搅拌机中以50
‑
60r/min搅拌5
‑
8h后得再生骨料Ⅱ；
[0010]S4：按重量组分计，将800
‑
1000份的再生骨料Ⅱ、100
‑
120份改性剂，加入到混凝土搅拌机中在100
‑
120℃条件下，以50
‑
60r/min真空搅拌10
‑
12h得再生骨料Ⅲ；
[0011]S5：将步骤S4所得改性再生骨料Ⅲ、天然骨料、水泥、砂和水按比例搅拌得到强化再生骨料混凝土。
[0012]优选的，步骤S1中废弃混凝土的抗压强度高于10MPa。
[0013]优选的，步骤S2中所述聚丙烯酰胺包裹的铜粉的合成工艺为，按重量组分计，将去离子水和无水乙醇按质量比1:10的比例配成乙醇水溶液，取400
‑
500份乙醇水溶液，向乙醇水溶液中加入4
‑
5份质量分数为1
‑
2％的KH
‑
560溶液得到混合溶液A，然后向混合溶液A中加入纳米铜粉4
‑
5份，得混合溶液B，然后调节混合溶液B的pH值为5
‑
6得到混合溶液C，将混合溶液C离心后取沉淀用乙醇洗涤得固体D，将固体D真空干燥5
‑
8h得经KH
‑
560处理过的Cu
‑
KH
‑
560粒子；将4
‑
5份Cu
‑
KH
‑
560粒子和0.1
‑
0.15份十二烷基苯磺酸钠加入到100
‑
120份水中，调节pH至4
‑
5超声分散30
‑
40min得混合溶液E，向混合液E中加入丙烯酰胺8
‑
10份和0.1
‑
0.2份过硫酸铵得混合溶液F，然后调节混合溶液F的pH值为8
‑
10离心后取沉淀用乙醇洗涤得固定G，将固体G真空干燥后得聚丙烯酰胺包裹的铜粉。
[0014]优选的，步骤S2中所述改性石墨烯的合成工艺为，将质量比为1：0.3
‑
0.5的氧化石墨和硅烷偶联剂加入到N,N
‑
二甲基甲酰胺中在40
‑
80℃搅拌反应24
‑
48h，得到硅烷偶联剂接枝的氧化石墨；将硅烷偶联剂接枝的氧化石墨加入到还原剂中，在40
‑
80℃搅拌还原反应24
‑
48h，得到硅烷偶联剂接枝的石墨烯溶液；将硅烷偶联剂接枝的石墨烯溶液进行抽滤、洗涤，或离心、洗涤后，干燥处理得到改性石墨烯；所述硅烷偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷。
[0015]优选的，所述硅烷偶联剂接枝的氧化石墨与还原剂的质量比为1：1
‑
2；所述还原剂为水合肼、硼氢化钠中的一种。
[0016]优选的，步骤S2中的硅烷偶联剂为3
‑
异氰酸丙基三乙氧基硅烷。
[0017]优选的，步骤S5的具体过程为，按重量组分计，将100
‑
600份再生骨料Ⅲ、100
‑
600份天然骨料、300份水泥、450份砂、150份水加入到混凝土搅拌机中，转速为20
‑
30r/min,搅拌温度为50
‑
60℃，搅拌8
‑
10h得强化再生骨料混凝土。
[0018]本专利技术的有益效果在于：
[0019]1.本专利技术中采用硅酸钠在再生骨料表面形成玻璃状的覆盖膜，并且对再生骨料孔隙和微裂纹进行有效填充，提高再生骨料的强度，在混凝土硬化后，膜状的硅酸钠与水泥水化产生的氢氧化钙发应生成硅酸钙，可以显著改善混凝土强度，增加骨料与水泥石之间的胶结性能。
[0020]2.经过硅酸钠处理过的再生骨料Ⅰ表面有羟基、羧基、硅氧键等官能团，易于环氧树脂表面游离的羟基结合，从而增加再生骨料的抗压和耐磨性能。
[0021]3.石墨烯具有良好的力学性能，石墨烯可以在磨损表面形成吸附减摩层和摩擦化学反应膜,两者具有协同作用,能够有效减缓摩擦磨损，但是由于石墨烯片层之间有非常强的π
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强化再生骨料混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：按重量组分计，将1000
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1200份废弃混凝土、1000
‑
1500份水、10
‑
20份硅酸钠，加入到混凝土搅拌机中以10
‑
12r/min搅拌处理5
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8h后晾干，经过4mm的改良筛得再生骨料Ⅰ；S2：按重量组分计，将100
‑
120份改性石墨烯、5
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8份聚丙烯酰胺包裹的铜粉、5
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10份硅烷偶联剂置于搅拌器中混合均匀，在100
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120℃条件下保温4
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5h，降温冷却到室温，制得改性剂；S3：按重量组分计，将1000
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1200份再生骨料Ⅰ、40
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60份环氧树脂、1
‑
2份减水剂加入到混凝土搅拌机中以50
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60r/min搅拌5
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8h后得再生骨料Ⅱ；S4：按重量组分计，将800
‑
1000份的再生骨料Ⅱ、100
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120份改性剂，加入到混凝土搅拌机中在100
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120℃条件下，以50
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60r/min真空搅拌10
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12h得再生骨料Ⅲ；S5：将步骤S4所得改性再生骨料Ⅲ、天然骨料、水泥、砂和水按比例搅拌得到强化再生骨料混凝土。2.根据权利要求1所述的一种强化再生骨料混凝土的制备方法，其特征在于，步骤S1中废弃混凝土的抗压强度高于10MPa。3.根据权利要求1所述一种强化再生骨料混凝土的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述聚丙烯酰胺包裹的铜粉的合成工艺为，按重量组分计，将去离子水和无水乙醇按质量比1:10的比例配成乙醇水溶液，取400
‑
500份乙醇水溶液，向乙醇水溶液中加入4
‑
5份质量分数为1
‑
2％的KH
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560溶液得到混合溶液A，然后向混合溶液A中加入纳米铜粉4
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5份，得混合溶液B，然后调节混合溶液B的pH值为5
‑
6得到混合溶液C，将混合溶液C离心后取沉淀用乙醇洗涤得固体D，将固体D真空干燥5
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，舒建波，阳洋，任炜，郝建武，王元守，师长贺，李文兵，刘志远，
申请(专利权)人：中交一公局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：