【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土的，更具体地说，它涉及一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土及其制备工艺。
技术介绍
1、玻璃钢是玻璃纤维在不饱和聚酯树脂中浸渍后，通过层压或缠绕等工艺成型的复合材料。由于其具备轻质、高强度以及加工性能优异的特点，主要被应用在风电、国防、建筑等行业。随着近年来风电领域的发展，风机叶片等玻璃钢制品的产量逐年递增。而风机叶片的设计使用寿命一般在20～25年，废弃的风机叶片如何回收处理成为一大难题。
2、相关技术中，废弃风机叶片经过预处理清洗、切割、粉碎、研磨和分选等过程，得到粒装或纤维状粉体，可以作为填充料，直接掺入混凝土中。但经过实践发现，纤维状的废弃玻璃钢填料掺加量在10wt%时混凝土的抗压强度提升了5.8%，但随着纤维状废弃玻璃钢填料掺加量的进一步增加，反而引起了混凝土抗压强度的显著下降。其原因在于：废弃玻璃钢纤维掺量过大时，纤维在混凝土中多以纤维束的多孔块状物存在，并非作为单独的纤维分散，该种形式在提高孔隙率的同时降低混凝土的密实度，对抗压强度有着明显的负面影响。废弃玻璃钢纤维在混凝土领域的回收利用率有限。
技术实现思路
1、本申请提供一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土及其制备工艺，保证混凝土性能不降低的前提下，增加废弃玻璃钢纤维在混凝土中的含量，从而提升废弃玻璃钢纤维的回收利用率。
2、第一方面，本申请提供一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土，采用如下的技术方案：
3、一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土，按照重量份计，包括：
4、水泥 4
5、粗骨料 800～1000份
6、细骨料 600～700份
7、减水剂 5～7.5份
8、改性废弃玻璃钢纤维540～990份；
9、水灰比控制在0.4～0.5；
10、其中，改性废弃玻璃钢纤维按照如下方式制成：
11、废弃风机叶片经过预处理清洗、切割、微蚀、研磨、分选，得到不同尺寸的高比表面积玻璃钢纤维；微蚀步骤使用浓度为0.1wt%～5wt%强碱溶液处理0.5～1h；
12、将高比表面积玻璃钢纤维放入多巴胺盐酸盐溶液中，使得高比表面积玻璃钢纤维表面包覆聚多巴胺层；再将包覆有聚多巴胺层的废弃改性玻璃钢纤维投入至浓度为20wt%～40wt%的硅灰粉悬浊液中，搅拌处理0.1～0.5h，得到改性废弃玻璃钢纤维。
13、进一步的，所述改性废弃玻璃钢纤维制备步骤中，强碱溶液的浓度为2wt%～3wt%，强碱溶液处理时间为0.5h，强碱溶液处理温度为40℃～50℃。
14、进一步的，所述改性废弃玻璃钢纤维制备步骤中，分选出尺寸为0.01～0.1mm、0.1～1mm、1～4mm三种不同尺寸的高比表面积玻璃钢纤维。
15、更进一步的，所述0.01～0.1mm、0.1～1mm、1～4mm三种不同尺寸的高比表面积玻璃钢纤维的重量比依次为1:(1～1.5):(0.5～1)。
16、进一步的，所述改性废弃玻璃钢纤维制备步骤中，多巴胺盐酸盐溶液的浓度为2～4g/l，多巴胺盐酸盐与高比表面积玻璃钢纤维的重量比为1:（15～30），处理时间为24～48h。
17、进一步的，所述改性废弃玻璃钢纤维制备步骤中，硅灰粉的粒径为0.01～0.5μm。
18、进一步的，所述改性废弃玻璃钢纤维制备步骤中，硅灰粉悬浊液中还掺加有分散剂，分散剂与硅灰粉的重量比为（0.02～0.06）:1。
19、进一步的，所述水灰比控制在0.45。
20、第二方面，本申请提供一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土的制备工艺，采用如下技术方案：
21、一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土的制备工艺，包括如下步骤：
22、按照重量份称取水泥、粗骨料、细骨料、减水剂、改性废弃玻璃钢纤维，按照水灰比加入水，搅拌混合，得到废弃玻璃钢纤维改性混凝土。
23、本申请至少具备如下优势：
24、第一，由于废弃风机叶片的材质一般是由玻璃纤维与不饱和聚酯共混固化而成，因此，本申请针对废弃风机叶片先进行预清洗和切割步骤，使得大片废弃风机叶片转变为小粒度废弃玻璃钢纤维。小粒度废弃玻璃钢纤维表面的不饱和聚酯树脂含有酯键，酯键在一定条件的强碱溶液中降解，从而使得废弃玻璃钢纤维表层完成微蚀，废弃玻璃钢纤维表层出现微小孔洞，比表面积增加，并且有助于克服玻璃钢纤维研磨困难的问题，后期研磨成更细小粒径的高比表面积玻璃钢纤维。
25、高比表面积玻璃钢纤维放入多巴胺盐酸盐溶液中，由于高比表面积玻璃钢纤维含有少量微蚀处理后的碱液残留，配合三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液调节多巴胺自聚体系的ph值，使得多巴胺在碱性环境下发生聚合，高比表面积玻璃钢纤维表面形成聚多巴胺层。聚多巴胺层表面所含的羟基等活性基团能够与硅灰粉通过氢键作用，使硅灰粉包覆在高比表面积玻璃钢纤维表层，得到改性废弃玻璃钢纤维。
26、改性废弃玻璃钢纤维具备如下作用：首先，废弃玻璃钢纤维先进行微蚀扩孔，有助于后期硅灰粉填充改性废弃玻璃钢纤维表面的孔隙，从而降低玻璃钢纤维本身的孔隙率，提升混凝土的密实度；其次，改性废弃玻璃钢纤维表面的硅灰粉能够在水泥水化体系中的氢氧化钙中发生二次水化反应，形成c-s-h凝胶体系，能够改善废弃玻璃钢纤维与水泥凝胶体系的界面相容性，从而使得混凝土的抗压强度提升；同时，由于改性废弃玻璃钢纤维表面吸附有硅灰粉，重量增加，在拌合过程中改性废弃玻璃钢纤维不易上浮，能够充分分散在混凝土体系中，进一步改善混凝土的抗压强度；再者，配合减水剂的使用，混凝土体系能够保持较好的流动性，改性废弃玻璃钢纤维能够均匀分散在混凝土体系中，充当填充剂，通过表层硅灰粉的二次水化作用，填充在骨料之间，一方面起到桥接作用；随着应力水平提高，改性废弃玻璃钢纤维承担主要的荷载传递作用，使得不同的受力阶段基体更加均匀的承担荷载，保证了混凝土整体抗折强度和早期抗裂特性的提升；另一方面能够降低混凝土体系的孔隙率，从而降低混凝土吸水率。
27、因此，本申请中对废弃玻璃钢纤维进行改性，改性废弃玻璃钢纤维掺加至水泥凝胶体系中，制成的混凝土28天抗压强度能够达到55mpa以上，抗折强度达到16mpa以上，同时废弃玻璃钢纤维的掺加量能够提升至21.5wt%～28.7wt%，废弃玻璃钢纤维的回收利用率显著提升。
28、第二，由于微蚀后的废弃玻璃钢纤维表面树脂仅部分降解，并且配合聚多巴胺层所起到的保护作用，从而使得废弃玻璃钢纤维能够在强碱环境中维持较高的力学特性，不易在混凝土水化体系中发生碱腐蚀断裂，使得混凝土仍然能够保持较高的抗折强度。
29、第三，通过对改性废弃玻璃钢纤维的尺寸进行级配调节，采用三种不同尺寸的改性废弃玻璃钢纤维针对粗细骨料之间不同尺寸的孔隙结构进行填充，进一步改善混凝土内部的孔隙结构，使得混凝土整体的抗压强度提升以及吸水率降低。
30、第四，在硅灰粉悬浊液中掺加分散剂，通过分散剂的作用，使本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土，其特征在于：
2.如权利要求1所述的一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土，其特征在于：所述改性废弃玻璃钢纤维制备步骤中，强碱溶液的浓度为2wt%～3wt%，强碱溶液处理时间为0.5h，强碱溶液处理温度为40℃～50℃。
3.如权利要求1所述的一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土，其特征在于：所述改性废弃玻璃钢纤维制备步骤中，分选出尺寸为0.01～0.1mm、0.1～1mm、1～4mm三种不同尺寸的高比表面积玻璃钢纤维。
4.如权利要求3所述的一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土，其特征在于：所述0.01～0.1mm、0.1～1mm、1～4mm三种不同尺寸的高比表面积玻璃钢纤维的重量比依次为1:(1～1.5):(0.5～1)。
5.如权利要求1所述的一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土，其特征在于：所述改性废弃玻璃钢纤维制备步骤中，多巴胺盐酸盐溶液的浓度为2～4g/L，多巴胺盐酸盐与高比表面积玻璃钢纤维的重量比为1:（15～30），处理时间为24～48h。
6.如权利要求1所述的一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土，其特征在于：
7.如权利要求1所述的一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土，其特征在于：所述改性废弃玻璃钢纤维制备步骤中，硅灰粉悬浊液中还掺加有分散剂，分散剂与硅灰粉的重量比为（0.02～0.06）:1。
8.如权利要求1所述的一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土，其特征在于：所述水灰比控制在0.45。
9.权利要求1-8中任意一项所述的一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土，其特征在于：
2.如权利要求1所述的一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土，其特征在于：所述改性废弃玻璃钢纤维制备步骤中，强碱溶液的浓度为2wt%～3wt%，强碱溶液处理时间为0.5h，强碱溶液处理温度为40℃～50℃。
3.如权利要求1所述的一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土，其特征在于：所述改性废弃玻璃钢纤维制备步骤中，分选出尺寸为0.01～0.1mm、0.1～1mm、1～4mm三种不同尺寸的高比表面积玻璃钢纤维。
4.如权利要求3所述的一种废弃玻璃钢纤维改性混凝土，其特征在于：所述0.01～0.1mm、0.1～1mm、1～4mm三种不同尺寸的高比表面积玻璃钢纤维的重量比依次为1:(1～1.5):(0.5～1)。
5.如权利要求1所述的一种废弃玻璃钢纤维改性混...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩继明，王永栓，杨伟，
申请(专利权)人：河北省多基复合材料产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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