本发明涉及混凝土材料
技术领域：
，具体涉及一种再生骨料混凝土及其制备方法。
背景技术：
：混凝土是由胶凝材料，粗细骨料，水及其他外加剂按照适量的比例配制而成的人工石材，混凝土已广泛地应用在建筑物、桥梁、堤坝和海底隧道等结构中。然而，随着经济的发展和城市化进程的不断加快，建筑垃圾的产生量和排放量日益增长，而废旧混凝土在建筑垃圾中占比重相当大。现有技术中，废旧混凝土作为再生骨料应用于混凝土主要存在再生骨料的表面有砂浆附着、再生骨料微粉附着、骨料基体存在微裂缝，与新拌水泥浆结合强度低等问题，易出现开裂现象。因此，如何实现对废旧混凝土的高效再利用，使再生骨料混凝土具有良好的抗裂性能和使用安全性，具有十分重要的意义。技术实现要素：为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种再生骨料混凝土，该混凝土以废旧混凝土粉为再生骨料，制得的混凝土具有优良的抗裂性、抗渗性和抗压强度，使用年限长，实现了废旧混凝土的高附加值利用。本发明的另一目的在于提供该再生骨料混凝土的制备方法，该制备方法简单高效，操作方便易控，产品质量稳定，利于工业化生产。本发明的目的通过下述技术方案实现：一种再生骨料混凝土，包括以下重量份的组分：硅酸盐水泥70-90份、水45-65份、碎石140-180份、废旧混凝土粉凝胶浆30-45份、砂110-130份、硅藻土粉15-20份、外加助剂15-20份、聚羧酸减水剂3-5份、三聚氰胺0.5-1份、十二烷基苯磺酸钠0.5-1份、聚醋酸乙烯乳液1-2份。本发明通过对废旧混凝土进行再利用，以废旧混凝土为再生骨料，与硅酸盐水泥、硅藻土粉、外加助剂、聚羧酸减水剂、三聚氰胺以及其他组分相配合，有助于提高再生骨料混凝土的密实度及抗压强度，并可起到混凝土防水和收缩补偿的作用，使制得的再生骨料混凝土具有优良的抗裂性、抗渗性和抗压强度，耐久性好，实现废旧混凝土的高附加值利用。本发明采用三聚氰胺添加于再生骨料混凝土，提高了混凝土材料的净浆流动能力和流动度保持能力，使混凝土材料的适应性和相容性，进而改善了混凝土材料硬化时间。十二烷基苯磺酸钠具有分散的作用，并且在当因为水泥水化现象引起减水剂分子减少时，起到保持混凝土浆体分散性和流动性的作用。进一步的，所述废旧混凝土粉凝胶浆的制备方法包括以下步骤：a1、将废旧混凝土干燥后粉碎、球磨，得到废旧混凝土粉，过40-50目筛；a2、将废旧混凝土粉与添加助剂按照质量比（18-25）:1混合均匀后进行精磨，精磨时间为5-8min，得到废旧混凝土粉凝胶浆。进一步的，所述步骤a2中，所述添加助剂包括以下重量份的组分：纳米硅酸钙2-4份、纳米硝酸钙2-4份、水8-12份、三异丙醇胺2-3份。本发明以废旧混凝土粉为再生骨料，通过对废旧混凝土粉进行处理，使硅酸钙以及硝酸钙与水、三异丙醇胺混合，形成凝胶，凝胶可填充废旧混凝土粉上的微缺陷并包裹在再生骨料表面，与新拌的硅酸盐水泥浆具有良好的结合力和融合性，并起到在混凝土体系中作为水化晶胚并继续水化形成凝胶产物的作用，而有效提高了再生骨料混凝土的整体性能。同时，纳米硅酸钙、纳米硝酸钙和聚羧酸减水剂配合，可提高混凝土早期强度，缩短混凝土凝结时间。三异丙醇胺不仅提高了硅酸钙和硝酸钙分散性，同时可作为助磨剂提升废旧混凝土粉的研磨效果。进一步的，每份所述外加助剂包括以下重量份的组分：玉米芯粉16-20份、硫酸钙晶须12-16份、聚丙烯纤维8-12份、稻壳灰10-16份、聚丙烯酸钠吸水树脂8-10份。本发明的外加助剂通过将硫酸钙晶须、聚丙烯纤维、稻壳灰和聚丙烯纤维加入到再生骨料混凝土，可在混凝土龄期生长过程中维持混凝土早期和中期的体积稳定，并可在混凝土内形成网状结构，和其他组分相配合增加再生骨料混凝土的强度以及在受到载荷时的抗裂性，提高了耐久性。聚丙烯纤维、稻壳灰可均匀分散于再生骨料混凝土中，并与硅酸盐水泥、碎石、砂、硅藻土等配合，有助于提高再生骨料混凝土的密实度及抗压强度，并延缓混凝土内部相对湿度的降低，其活性效应和微集料效应可显著改善混凝土内部孔结构，提高其抵抗干缩变形的能力。玉米芯粉由玉米芯粉碎加工而成，成本低，具有良好的吸水性，并可以起到缓凝的作用和补偿混凝土收缩的作用，可以吸附在骨料的表面，使骨料与胶材贴合更加牢固，且在混凝土发生收缩时赋予混凝土良好的韧性从而提高混凝土抗裂性，且其与其他组分具有良好的相容性使聚丙烯纤维均匀分撒在混凝土中，从而使混凝土各部分的抗裂性均匀，进一步保证混凝土整体具有良好的抗裂性。稻壳灰和玉米芯粉以及聚丙烯酸钠吸水树脂配合，具有一定的保水性，有助于减少再生骨料混凝土中水分的丧失，进而减弱再生骨料混凝土的干缩，有助于提高再生骨料混凝土的抗裂性和强度，提高其耐久性。进一步的，所述聚丙烯纤维的直径为100-150um，所述聚丙烯纤维的长径比为30-50。通过对聚丙烯纤维的选择和控制，使得聚丙烯纤维具有良好的分散性，提高了骨料和水泥等胶凝材料的粘结力，提高了混凝土强度和抗裂性。进一步的，所述硅藻土粉的制备方法包括以下步骤：将硅藻土在600-650℃温度下煅烧90-120min后，研磨并过300-400目筛。进一步的，所述硅酸盐水泥为强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥。进一步的，所述碎石为粒径为5-15mm的连续级配碎石，所述砂为河砂，所述河砂由细度模数为2.9-2.5的粗砂和细度细度模数为2.1-1.6的细砂按照质量比为(3.5-4):1组成。进一步的，所述硫酸钙晶须的直径为500-800nm，所述硫酸钙晶须的长径比为40-70。硫酸钙晶须在混凝土水化过程中可增强骨架间的孔隙壁，形成坚固、稳定的骨架空隙结构，并和外加助剂的其他组分以及废旧混凝土粉凝胶浆相配合，进一步增强了再生骨料混凝土的强度和抗裂性能，提高了再生骨料混凝土的耐久性。每份所述聚羧酸减水剂的制备方法包括以下步骤：按重量份计，取丙烯酸羟乙酯20-25份、甲基丙烯磺酸钠7-10份、丙烯酰胺2.5-4份和水60-80份混合，得到混合液a；将抗坏血酸0.8-1.4份、巯基乙醇1.5-3份和水40-60混合，得到混合液b；将2-甲基烯丙基聚氧乙烯醚160-180份与水90-120份混合，加热，加入质量分数为30-40%的双氧水2-4份，搅拌，加入混合液a和混合液b，在40-50℃温度下反应60-90min，加ph调节剂调节ph值至6-7，得到聚羧酸减水剂。本发明的聚羧酸减水剂在分子结构中接枝共聚羧基、酯基、磺酸基等不同官能团，使聚羧酸减水剂具有一定初始减水效果，减水剂中接枝共聚的酯基官能团在水泥碱性环境下发生水解反应，逐渐生成羧基减水基团，从而逐渐释放出有效减水组分；本发明的聚羧酸减水剂可改善聚羧酸减水剂与水泥的适应性，提高了水泥的分散性，在高减水的同时提高了坍落度保持效果。进一步的，所述纳米硅酸钙的粒径为50-80nm，所述纳米硝酸钙的粒径60-100nm。本发明的另一目的通过如下技术方法实现：上述再生骨料混凝土的制备方法，包括以下步骤：（1）将外加助剂、聚羧酸减水剂、三聚氰胺、十二烷基苯磺酸钠、硅藻土粉与20-30%用量的水混合，搅拌均匀，得到混合浆液；（2）将硅酸盐水泥、碎石、废旧混凝土粉凝胶浆、砂以及剩余的水混合均匀后，再与混合浆液以及聚醋酸乙烯乳液混合均匀，搅拌反应10-15min，制得再生骨料混凝土拌合料；（3）将再生骨料混凝土拌合料振捣、浇注，养护7-9天后，得到再生骨料混凝土。养护温度为5-25℃。本发明的有益效果：本发明通过废旧混凝土进行预处理活化，并与硅酸盐水泥、硅藻土粉、外加助剂、聚羧酸减水剂、三聚氰胺以及其他组分相配合，使制得的再生骨料混凝土具有优良的抗裂性、抗渗性和抗压强度，耐久性好，实现废旧混凝土的高效再利用，具良好的经济效益。本发明的再生骨料混凝土制备方法工艺简单高效，操作方便易控，操作控制方便，制备的产品质量稳定，便于工业化大生产。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。实施例1本实施例中，一种再生骨料混凝土，包括以下重量份的组分：硅酸盐水泥80份、水55份、碎石150份、废旧混凝土粉凝胶浆35份、砂120份、硅藻土粉18份、外加助剂16份、聚羧酸减水剂4份、三聚氰胺0.8份、十二烷基苯磺酸钠0.8份、聚醋酸乙烯乳液1.5份。进一步的，所述废旧混凝土粉凝胶浆的制备方法包括以下步骤：a1、将废旧混凝土干燥后粉碎、球磨，得到废旧混凝土粉，过45目筛；a2、将废旧混凝土粉与添加助剂按照质量比20:1混合均匀后进行精磨，精磨时间为6min，得到废旧混凝土粉凝胶浆。进一步的，所述步骤a2中，所述添加助剂包括以下重量份的组分：纳米硅酸钙3份、纳米硝酸钙3份、水9份、三异丙醇胺2.5份。进一步的，每份所述外加助剂包括以下重量份的组分：玉米芯粉18份、硫酸钙晶须14份、聚丙烯纤维10份、稻壳灰13份、聚丙烯酸钠吸水树脂9份。进一步的，所述聚丙烯纤维的直径为100-150um，所述聚丙烯纤维的长径比为30-50。进一步的，所述硅藻土粉的制备方法包括以下步骤：将硅藻土在640℃温度下煅烧120min后，研磨并过350目筛。进一步的，所述硅酸盐水泥为强度等级为42.5的硅酸盐水泥。进一步的，所述碎石为粒径为5-15mm的连续级配碎石，所述砂为河砂，所述河砂由细度模数为2.9-2.5的粗砂和细度细度模数为2.1-1.6的细砂按照质量比为3.8:1组成。进一步的，所述硫酸钙晶须的直径为500-800nm，所述硫酸钙晶须的长径比为40-70。进一步的，每份所述聚羧酸减水剂的制备方法包括以下步骤：按重量份计，取丙烯酸羟乙酯22份、甲基丙烯磺酸钠8份、丙烯酰胺3.5份和水65份混合，得到混合液a；将抗坏血酸1份、巯基乙醇2份和水50份混合，得到混合液b；将2-甲基烯丙基聚氧乙烯醚165份与水110份混合，加热，加入质量分数为35%的双氧水3份，搅拌，加入混合液a和混合液b，在45℃温度下反应80min，加ph调节剂调节ph值至6-7，得到聚羧酸减水剂。进一步的，所述纳米硅酸钙的粒径为50nm、纳米硝酸钙的粒径80nm。本实施例中，上述再生骨料混凝土的制备方法，包括以下步骤：（1）将外加助剂、聚羧酸减水剂、三聚氰胺、十二烷基苯磺酸钠、硅藻土粉与25%用量的水混合，搅拌均匀，得到混合浆液；（2）将硅酸盐水泥、碎石、废旧混凝土粉凝胶浆、砂以及剩余的水混合均匀后，再与混合浆液以及聚醋酸乙烯乳液混合均匀，搅拌反应12min，制得再生骨料混凝土拌合料；（3）将再生骨料混凝土拌合料振捣、浇注，养护8天后，得到再生骨料混凝土。养护温度为5-25℃。实施例2本实施例中，一种再生骨料混凝土，包括以下重量份的组分：硅酸盐水泥70份、水45份、碎石140份、废旧混凝土粉凝胶浆30份、砂110份、硅藻土粉15份、外加助剂15份、聚羧酸减水剂3份、三聚氰胺0.5份、十二烷基苯磺酸钠0.5份、聚醋酸乙烯乳液1份。进一步的，所述废旧混凝土粉凝胶浆的制备方法包括以下步骤：a1、将废旧混凝土干燥后粉碎、球磨，得到废旧混凝土粉，过40目筛；a2、将废旧混凝土粉与添加助剂按照质量比18:1混合均匀后进行精磨，精磨时间为5min，得到废旧混凝土粉凝胶浆。进一步的，所述步骤a2中，所述添加助剂包括以下重量份的组分：纳米硅酸钙2份、纳米硝酸钙2份、水8份、三异丙醇胺2份。进一步的，每份所述外加助剂包括以下重量份的组分：玉米芯粉16份、硫酸钙晶须12份、聚丙烯纤维8份、稻壳灰10份、聚丙烯酸钠吸水树脂8份。进一步的，所述聚丙烯纤维的直径为100-150um，所述聚丙烯纤维的长径比为30-50。进一步的，所述硅藻土粉的制备方法包括以下步骤：将硅藻土在600℃温度下煅烧120min后，研磨并过300目筛。进一步的，所述硅酸盐水泥为强度等级为42.5的硅酸盐水泥。进一步的，所述碎石为粒径为5-15mm的连续级配碎石，所述砂为河砂，所述河砂由细度模数为2.9-2.5的粗砂和细度细度模数为2.1-1.6的细砂按照质量比为3.5:1组成。进一步的，所述硫酸钙晶须的直径为500-800nm，所述硫酸钙晶须的长径比为40-70。进一步的，每份所述聚羧酸减水剂的制备方法包括以下步骤：按重量份计，取丙烯酸羟乙酯20份、甲基丙烯磺酸钠7份、丙烯酰胺2.5份和水6份混合，得到混合液a；将抗坏血酸0.8份、巯基乙醇1.5份和水400混合，得到混合液b；将2-甲基烯丙基聚氧乙烯醚160份与水90份混合，加热，加入质量分数为40%的双氧水2份，搅拌，加入混合液a和混合液b，在40℃温度下反应90min，加ph调节剂调节ph值至6-7，得到聚羧酸减水剂。进一步的，所述纳米硅酸钙的粒径为40nm、纳米硝酸钙的粒径60nm。本实施例中，上述再生骨料混凝土的制备方法，包括以下步骤：（1）将外加助剂、聚羧酸减水剂、三聚氰胺、十二烷基苯磺酸钠、硅藻土粉与20%用量的水混合，搅拌均匀，得到混合浆液；（2）将硅酸盐水泥、碎石、废旧混凝土粉凝胶浆、砂以及剩余的水混合均匀后，再与混合浆液以及聚醋酸乙烯乳液混合均匀，搅拌反应10min，制得再生骨料混凝土拌合料；（3）将再生骨料混凝土拌合料振捣、浇注，养护7天后，得到再生骨料混凝土。实施例3本实施例中，一种再生骨料混凝土，包括以下重量份的组分：硅酸盐水泥90份、水65份、碎石180份、废旧混凝土粉凝胶浆45份、砂130份、硅藻土粉20份、外加助剂20份、聚羧酸减水剂5份、三聚氰胺1份、十二烷基苯磺酸钠1份、聚醋酸乙烯乳液2份。进一步的，所述废旧混凝土粉凝胶浆的制备方法包括以下步骤：a1、将废旧混凝土干燥后粉碎、球磨，得到废旧混凝土粉，过50目筛；a2、将废旧混凝土粉与添加助剂按照质量比25:1混合均匀后进行精磨，精磨时间为8min，得到废旧混凝土粉凝胶浆。进一步的，所述步骤a2中，所述添加助剂包括以下重量份的组分：纳米硅酸钙4份、纳米硝酸钙4份、水12份、三异丙醇胺3份。进一步的，每份所述外加助剂包括以下重量份的组分：玉米芯粉20份、硫酸钙晶须16份、聚丙烯纤维12份、稻壳灰16份、聚丙烯酸钠吸水树脂10份。进一步的，所述硅藻土粉的制备方法包括以下步骤：将硅藻土在650℃温度下煅烧900min后，研磨并过400目筛。进一步的，所述硅酸盐水泥为强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥。进一步的，所述碎石为粒径为5-15mm的连续级配碎石，所述砂为河砂，所述河砂由细度模数为2.9-2.5的粗砂和细度细度模数为2.1-1.6的细砂按照质量比为4:1组成。进一步的，所述硫酸钙晶须的直径为500-800nm，所述硫酸钙晶须的长径比为40-70。进一步的，每份所述聚羧酸减水剂的制备方法包括以下步骤：按重量份计，取丙烯酸羟乙酯25份、甲基丙烯磺酸钠710份、丙烯酰胺4份和水80份混合，得到混合液a；将抗坏血酸1.4份、巯基乙醇3份和水60混合，得到混合液b；将2-甲基烯丙基聚氧乙烯醚180份与水120份混合，加热，加入质量分数为30%的双氧水4份，搅拌，加入混合液a和混合液b，在50℃温度下反应60min，加ph调节剂调节ph值至6-7，得到聚羧酸减水剂。进一步的，所述纳米硅酸钙的粒径为40-70nm、纳米硝酸钙的粒径60-100nm。本实施例中，上述再生骨料混凝土的制备方法，包括以下步骤：（1）将外加助剂、聚羧酸减水剂、三聚氰胺、十二烷基苯磺酸钠、硅藻土粉与30%用量的水混合，搅拌均匀，得到混合浆液；（2）将硅酸盐水泥、碎石、废旧混凝土粉凝胶浆、砂以及剩余的水混合均匀后，再与混合浆液以及聚醋酸乙烯乳液混合均匀，搅拌反应15min，制得再生骨料混凝土拌合料；（3）将再生骨料混凝土拌合料振捣、浇注，养护9天后，得到再生骨料混凝土。本实施例的其他内容与实施例1相同，这里不再赘述。实施例4本实施例中，一种再生骨料混凝土，包括以下重量份的组分：硅酸盐水泥75份、水50份、碎石150份、废旧混凝土粉凝胶浆35份、砂115份、硅藻土粉18份、外加助剂16份、聚羧酸减水剂4份、三聚氰胺0.7份、十二烷基苯磺酸钠0.6份、聚醋酸乙烯乳液1.3份。进一步的，所述步骤a2中，所述添加助剂包括以下重量份的组分：纳米硅酸钙2.5份、纳米硝酸钙3.5份、水9份、三异丙醇胺2.4份。进一步的，每份所述外加助剂包括以下重量份的组分：玉米芯粉17份、硫酸钙晶须15份、聚丙烯纤维9份、稻壳灰12份、聚丙烯酸钠吸水树脂9份。进一步的，所述碎石为粒径为5-15mm的连续级配碎石，所述砂为河砂，所述河砂由细度模数为2.9-2.5的粗砂和细度细度模数为2.1-1.6的细砂按照质量比为3.6:1组成。进一步的，每份所述聚羧酸减水剂的制备方法包括以下步骤：按重量份计，取丙烯酸羟乙酯23份、甲基丙烯磺酸钠8份、丙烯酰胺3.5份和水75份混合，得到混合液a；将抗坏血酸1.2份、巯基乙醇2.5份和水55份混合，得到混合液b；将2-甲基烯丙基聚氧乙烯醚180份与水110份混合，加热，加入质量分数为35%的双氧水3.5份，搅拌，加入混合液a和混合液b，在50℃温度下反应90min，加ph调节剂调节ph值至6-7，得到聚羧酸减水剂。进一步的，所述纳米硅酸钙的粒径为60nm、纳米硝酸钙的粒径90nm。本实施例中，上述再生骨料混凝土的制备方法，包括以下步骤：（1）将外加助剂、聚羧酸减水剂、三聚氰胺、十二烷基苯磺酸钠、硅藻土粉与25%用量的水混合，搅拌均匀，得到混合浆液；（2）将硅酸盐水泥、碎石、废旧混凝土粉凝胶浆、砂以及剩余的水混合均匀后，再与混合浆液以及聚醋酸乙烯乳液混合均匀，搅拌反应10-15min，制得再生骨料混凝土拌合料；（3）将再生骨料混凝土拌合料振捣、浇注，养护7-9天后，得到再生骨料混凝土。本实施例的其他内容与实施例1相同，这里不再赘述。对实施例1-4的再生骨料混凝土进行抗压强度，劈裂抗拉强度和抗渗等级进行测定，测定方法如下：取实施例1-4制得的再生骨料混凝土作为测试样品，养护7天后，测试其抗压强度，劈裂抗拉强度以及观察每组样品表面是否有裂缝产生，并记录裂缝的长度，测试样品为150mm×150mm×150mm的立方体标准试样，抗压强度和劈裂抗压强度的测定按照gb/t50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》，抗渗等级的测定按照gb50164-2011《混凝土质量控制标准》，具体结果见下表：抗压强度（mpa）劈裂强度（mpa）有无裂缝及裂缝长度（cm）抗渗等级实施例159.85.2无>p12实施例256.34.8无>p12实施例357.74.9无>p12实施例460.85.0无>p12由上表可知，本发明实施1-5的再生骨料混凝土具有优异的抗压强度、劈裂抗拉强度,其抗渗等级均大于p12，综合性能优越。上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。当前第1页12