一种再生骨料混凝土及其制备工艺的制作方法

1.本申请涉及混凝土的技术领域，尤其是涉及一种再生骨料混凝土及其制备工艺。


背景技术：

2.目前在城市的发展建设中，会产生大量的建筑废料，如建筑物拆迁后产生的混凝土废料。这些废料现在通常是直接丢弃，因此容易对环境造成极大的破坏，且造成资源的严重浪费。因此现在市面上出现了不少再生骨料混凝土，使用建筑废料作为部分骨料，使建筑废料可被充分回收利用，提高了资源的利用率，具有良好的发展前景。
3.如申请号为cn200910070564.1的中国专利申请公布的再生骨料混凝土，原料为水泥、再生骨料、掺合料、水及根据性能确定的混凝土用泵送剂，按混凝土重量％所述的成分分别是水泥4
‑
20％、再生细骨料0
‑
35％、再生粗骨料0
‑
46％、掺合料1
‑
8％，混凝土用泵送剂为水泥与掺合料之和重量的1.5～2.5％，其余为水。
4.但是由于再生骨料是由混凝土废料破碎而成的，在破碎过程中，容易使再生骨料表面产生损坏和裂痕，因此相较于普通混凝土，再生骨料混凝土的强度较低，应用场景受到限制。


技术实现要素：

5.为了提高再生骨料混凝土的强度，本申请提供一种再生骨料混凝土及其制备工艺。
6.第一方面，本申请提供一种再生骨料混凝土，采用如下的技术方案：一种再生骨料混凝土，主要由以下原料制备而得：水泥20
‑
25份；改性再生粗骨料30
‑
40份；改性再生细骨料20
‑
30份；改性铝酸钙5
‑
7份；外加剂0.3
‑
0.5份；水8
‑
12份；改性再生粗骨料和改性再生细骨料由分别再生粗骨料和再生细骨料经环氧乳液改性而得，改性铝酸钙由铝酸钙微粉经聚醚胺改性而得。
7.通过采用上述技术方案，原料中处理常规的水泥、外加剂和水之外，还含有经过聚醚胺改性的铝酸钙，并且使用环氧乳液对再生粗骨料和再生细骨料进行改性。改性后，在混合过程中，由于聚醚胺会与环氧乳液产生交联，因此铝酸盐会逐渐附着于再生粗骨料和再生细骨料的表面，并且进入到再生粗骨料以及再生细骨料的破损处，在环氧乳液和聚醚胺交联固化后，铝酸钙就会固结于再生骨料表面的破损处，对破损部位起到修补和加强作用，从而提高再生骨料混凝土的强度。
8.优选的，原料中还包括质量份数为2
‑
3份硅藻土。
9.通过采用上述技术方案，一方面由于硅藻土自身具有较高的冲击强度和拉伸强度，轻质软内磨性好，因此在原料中添加硅藻土可调高混凝土的强度。另一方面，硅藻土具有孔隙度大，吸收性强，化学性质稳定，耐磨等优点，在混合过程中添加硅藻土，在改性再生粗骨料以及改性再生细骨料表面的环氧乳液在与改性铝酸钙表面的聚醚胺交联固结时，硅藻土可进一步附着于骨料表面，从而防止改性再生骨料之间相互产生固结，使骨料在混凝土中分布更加均匀，从而提高结构的稳定性。
10.优选的，用于对再生粗骨料和再生细骨料进行改性的环氧乳液的环氧值为0.4
‑
0.45。
11.通过采用上述技术方案，使用0.4
‑
0.45较高环氧值的环氧乳液，有助于细小的铝酸钙附着于再生骨料表面的破损处，并且有助有与铝酸钙表面的聚醚胺产生交联固结。
12.优选的，用于对再生粗骨料和再生细骨料进行改性的环氧乳液中分散相的粒径为3
‑
5μm。
13.通过采用上述技术方案，采用分散相粒径更小的环氧乳液，有助于使环氧乳液进入到再生骨料表面更加细小的破损处，有助于对更细小的破损进行加固，从而使再生骨料混凝土具有更好的强度。
14.优选的，用于对铝酸钙进行改性的聚醚胺的胺值为450
‑
500。
15.通过采用上述技术方案，采用450
‑
500胺值的聚醚胺，具有较高的流动度，有助于充分和铝酸钙进行结合。
16.优选的，所述再生粗骨料的粒径为25
‑
35mm，再生细骨料的粒径为2.5
‑
2.8mm。
17.通过采用上述技术方案，采用25
‑
35mm的再生粗骨料和2.5
‑
2.8mm的再生细骨料可起到更好的改性效果，在改性后可具有更好的强度。
18.第二方面，本申请提供一种再生骨料混凝土的制备工艺，采用如下的技术方案：包括以下工艺步骤：s1：骨料改性：将再生粗骨料和再生细骨料分别浸泡于环氧乳液中，控制温度为3
‑
5℃，搅拌混合10
‑
15min后过筛，分别得到改性再生粗骨料和改性再生细骨料；s2：铝酸钙改性：将铝酸钙浸泡于聚醚胺中，混合搅拌25
‑
30min，过滤后离心甩去表面多余的聚醚胺，得改性铝酸钙；s3：将步骤s1中新制得的改性再生粗骨料和改性再生细骨料进行混合均匀，再在150
‑
200r/min的搅拌速度下，分6
‑
8次添加步骤s2中新制得的改性铝酸钙，每次添加的间隔为5
‑
8min，改性铝酸钙完全添加后，再添加硅藻土并使混合物在45
‑
50℃的温度下以80
‑
100r/min的搅拌速度继续混合1.5
‑
2h，得骨料混合物；s4：将骨料混合物、水泥、水和外加剂混合均匀，得再生骨料混凝土。
19.通过采用上述技术方案，步骤s1和步骤s2为再生骨料和铝酸钙的改性步骤，步骤s1中在低温下进行改性，可减少在改性过程中环氧乳液产生固结，而在步骤s2中在过滤之后进行离心，仅在铝酸钙表面附着作用量的聚醚胺，这可防止在后续的混合过程中，由于聚醚胺参入量过多而使铝酸钙在再生骨料表面过度聚集。在完成改性后，通过步骤s3的工艺进行混合，铝酸钙分多次添加，可使其在再生骨料表面更加均匀的分散附着，添加完成后，在高温下继续混合，并且保持搅拌，此过程中就可使铝酸钙固结于再生骨料的表面，并对其表面的破损处进行修补，而保持低速的搅拌可防止再生骨料之间产生粘结。最后通过步骤
s4将骨料混合物制成再生骨料混凝土既得成品。
20.优选的，步骤s2中，在使用聚醚胺浸泡的过程中对铝酸钙进行超声处理，超声过程中控制超声波的频率为20
‑
23khz。
21.通过采用上述技术方案，通过超声处理，可使铝酸钙与聚醚胺更加充分的结合，使聚醚胺更有效全面附着于铝酸钙表面，提高改性效果，从而提高在再生骨料混凝土的强度。
22.综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.本申请提供一种再生骨料混凝土，通过对使用环氧乳液对再生骨料进行改性，并且添加由聚醚胺改性的铝酸钙，可对再生骨料表面的破损进行修补，提高再生骨料的强度，从而提高再生骨料混凝土的强度。
23.2.本申请的优选方案中添加硅藻土，可进一步提高混凝土的强度。
24.3.本申请的优选方案中给出了环氧乳液以及聚醚胺的各项工艺参数，进一步提高了再生骨料混凝土的强度。
25.4.本申请还提供一种再生骨料混凝土的制备工艺，可使更有效地对再生粗骨料、再生细骨料以及铝酸钙进行改性，并且可使铝酸钙均匀地附着于骨料表面并充分固结，使再生骨料具有更好的强度。
26.5.本申请的优选方案中，在聚酸钙的改性过程中进行超声处理，可使聚醚胺更加稳定地与铝酸钙进行结合。
具体实施方式
实施例
27.实施例1：一种再生骨料混凝土，原料为：水泥20kg，改性再生粗骨料30kg，改性再生细骨料20kg，改性铝酸钙5kg，外加剂0.3kg，水8kg。所述水泥选用p
·ⅰ42.5r硅酸盐水泥；改性再生粗骨料和改性再生细骨料由分别再生粗骨料和再生细骨料经环氧乳液改性而得；改性铝酸钙由铝酸钙微粉经聚醚胺改性而得；外加剂为萘磺酸盐减水剂。各组分的添加量、用于改性的环氧乳液的环氧值和分散相的粒径、用于改性的聚醚胺的胺值、再生粗骨料的粒径以及再生细骨料的粒径均如下表1所示。
28.制备工艺为：s1：骨料改性：分别在两个搅拌桶中添加环氧乳液，将再生粗骨料和再生细骨料分别浸泡于环氧乳液中，控制温度为3℃，在搅拌速度为60r/min的速度选，搅拌混合13min后过筛，分别得到改性再生粗骨料和改性再生细骨料；s2：铝酸钙改性：在搅拌桶中添加聚醚胺，将铝酸钙浸泡于聚醚胺中，在搅拌速度为60r/min的搅拌速度下，混合搅拌25min，过滤后在800r/min的离心机中离心处理1.5min，离心甩去表面多余的聚醚胺，得改性铝酸钙；s3：将步骤s1中新制得的改性再生粗骨料和改性再生细骨料进行混合均匀，再在180r/min的搅拌速度下，分7次添加步骤s2中新制得的改性铝酸钙，每次添加的间隔为6min，改性铝酸钙完全添加后，再使混合物在45℃的温度下以80r/min的搅拌速度继续混合1.5h，得骨料混合物；s4：将骨料混合物、水泥、水和外加剂混合均匀，得再生骨料混凝土。
29.实施例2：一种再生骨料混凝土，与实施例1的区别在于，各组分的用量不同，具体用量如下表1所示。
30.实施例3
‑
4：一种再生骨料混凝土，与实施例1的区别在于，原料中还添加有硅藻土，各组分具体用量如下表1所示。
31.步骤s3变为：将步骤s1中新制得的改性再生粗骨料和改性再生细骨料进行混合均匀，再在180r/min的搅拌速度下，分7次添加步骤s2中新制得的改性铝酸钙，每次添加的间隔为6min，改性铝酸钙完全添加后，再将硅藻土添加到混合物中，并使混合物在45℃的温度下以80r/min的搅拌速度继续混合1.5h，得骨料混合物。
32.实施例5
‑
6：一种再生骨料混凝土，与实施例1的区别在于，所用的环氧乳液的环氧值不同，具体如下表1所示。
33.实施例7
‑
8：一种再生骨料混凝土，与实施例1的区别在于，所用的环氧乳液的分散相粒径不同，具体参数如下表1所示。
34.实施例9
‑
10：一种再生骨料混凝土，与实施例1的区别在于，所用的聚醚胺的胺值不同，具体参数如下表1所示。
35.实施例11
‑
12：一种再生骨料混凝土，与实施例1的区别在于，所用的再生粗骨料和再生细骨料的粒径不同，具体参数如下表1所示。
36.实施例13：一种再生骨料混凝土，与实施例1的区别在于，步骤s2中，在使用聚醚胺浸泡的过程中对铝酸钙进行超声处理。各组分用量及参数如下表1所示。
37.具体工艺为：s2：铝酸钙改性：在搅拌桶中添加聚醚胺，将铝酸钙浸泡于聚醚胺中，在搅拌速度为60r/min的搅拌速度下，混合搅拌25min，在浸泡和搅拌过程中对铝酸钙进行超声处理，使用的超声波的频率为20khz，超声的功率为350w。过滤后在800r/min的离心机中离心处理1.5min，离心甩去表面多余的聚醚胺，得改性铝酸钙。表1：实施例1
‑
13各组分用量及各组分参数
38.对比例对比例1：一种再生骨料混凝土，原料为：水泥25kg，再生细骨料20kg，再生粗骨料25kg，掺合料3kg，混凝土泵送剂0.5kg，水26.5kg。掺合料为粉煤灰和粒化高炉矿渣粉的1:1混合物，水泥采用p
·ⅰ42.5r硅酸盐水泥，再生细骨料的粒径为3mm，再生粗骨料的粒径为40mm。
39.制备工艺为：将个水泥、再生细骨料、再生粗骨料、掺合料、混凝土泵送剂和水在搅拌桶中搅拌混合3min，得再生骨料混凝土。
40.对比例2：一种再生骨料混凝土，与实施例1的区别在于，原料中不添加改性铝酸钙。各组分原料如下表2所示。
41.制备工艺为：s1：骨料改性：分别在两个搅拌桶中添加环氧乳液，将再生粗骨料和再生细骨料分别浸泡于环氧乳液中，控制温度为3℃，在搅拌速度为60r/min的速度选，搅拌混合13min后过筛，分别得到改性再生粗骨料和改性再生细骨料；
s2：将步骤s1中新制得的改性再生粗骨料和改性再生细骨料在45℃的温度下以80r/min的搅拌速度搅拌1.5h，得骨料混合物；s4：将骨料混合物、水泥、水和外加剂混合均匀，得再生骨料混凝土。
42.对比例3：一种再生骨料混凝土，与实施例1的区别在于，不对铝酸钙进行改性，使用普通铝酸钙作为原料。各组分原料如下表2所示。
43.制备工艺为：s1：骨料改性：分别在两个搅拌桶中添加环氧乳液，将再生粗骨料和再生细骨料分别浸泡于环氧乳液中，控制温度为3℃，在搅拌速度为60r/min的速度选，搅拌混合13min后过筛，分别得到改性再生粗骨料和改性再生细骨料；s2：将步骤s1中新制得的改性再生粗骨料和改性再生细骨料进行混合均匀，再在180r/min的搅拌速度下，分7次添加铝酸钙，每次添加的间隔为6min，铝酸钙完全添加后，再使混合物在45℃的温度下以80r/min的搅拌速度继续混合1.5h，得骨料混合物；s4：将骨料混合物、水泥、水和外加剂混合均匀，得再生骨料混凝土。
44.对比例4：一种再生骨料混凝土，与实施例1的区别在于，不对再生粗骨料、再生细骨料和铝酸钙进行改性，使用普通再生粗料、普通再生细骨料和普通铝酸钙作为原料。各组分原料如下表2所示。
45.制备工艺为：将再生粗骨料、再生细骨料、铝酸钙、水泥、水和外加剂混合均匀，得再生骨料混凝土。表2：对比例2
‑
4各组分用量
46.性能检测试验由于本申请重点在于提高再生骨料混凝土的强度，因此主要从强度方便进行检测试验。
47.试验名称：再生骨料混凝土的强度试验试验对象：实施例1
‑
13和对比例1
‑
4。
48.样品制备：根据国家标准gb/t50081
‑
2019，将实施例1
‑
13和对比例1
‑
4中制得的混凝土在分别在模具中制成边长为150mm
×
150mm
×
150mm以及150mm
×
150mm
×
600mm的两种试件，在20℃温度下，湿度为95％的环境中固化和养护28d得混凝土试件，并将实施例1
‑
13和对比例1
‑
4的试件依次标号为试验样1
‑
13和对照样1
‑
4。
49.试验设备：ctm2100微机控制试验机试验步骤：根据国家标准gb/t50081
‑
2019，使用150mm
×
150mm
×
150mm的各试验样和对照样测量其抗压强度f
cc
，并使用150mm
×
150mm
×
600mm的各试验样和对照样测量其抗折强度f
f
，试验结果如下表3所示。表3：试验样1
‑
13和对照样1
‑
4的抗压强度f
cc
和抗折强度f
f
(mpa)
50.参照表3中的试验结果，可得出以下试验分析。
51.对比表3中试验样1
‑
2和对照样1的数据，可发现对照样1的抗压强度和抗折强度均远低于试验样1
‑
2。因此可说明实施例1
‑
2制得的再生骨料混凝土的强度高于对比例1，这是因为实施例1
‑
2中使用了改性再生粗骨料、改性再生细骨料以及改性铝酸钙，改性后，在混合过程中，由于聚醚胺会与环氧乳液产生交联，因此铝酸盐会逐渐附着于再生粗骨料和再生细骨料的表面，并且进入到再生粗骨料以及再生细骨料的破损处，在环氧乳液和聚醚胺交联固化后，铝酸钙就会固结于再生骨料表面的破损处，对破损部位起到修补和加强作用，从而提高再生骨料混凝土的强度。
52.对比表3中试验样1
‑
2和对照样2
‑
4的数据，可发现对照样2
‑
4的抗压强度和抗折强度均远低于试验样1
‑
2。结合之前的分析，可进一步说明改性再生粗骨料、改性再生细骨料以及改性铝酸钙在提高混凝土强度方向的作用。
53.对比表3中试验样1
‑
2和试验样3
‑
4的数据，可发现试验样1
‑
2的抗压强度和抗折强度均低于试验样3
‑
4。这可说明实施例3
‑
4制得的再生骨料混凝土的强度高于实施例1
‑
2。这是因为在实施例3
‑
4中添加有硅藻土，在改性再生粗骨料以及改性再生细骨料表面的环氧乳液在与改性铝酸钙表面的聚醚胺交联固结时，硅藻土可进一步附着于骨料表面，从而防止改性再生骨料之间相互产生固结，使骨料在混凝土中分布更加均匀，从而提高结构的稳定性。
54.对比表3中试验样1
‑
2和试验样5
‑
6的数据，可发现试验样1
‑
2的抗压强度和抗折强度均低于试验样5
‑
6。这可说明实施例5
‑
6制得的再生骨料混凝土的强度高于实施例1
‑
2。从而可说明实施例5
‑
6中用于对再生骨料进行改性的环氧乳液的环氧值为更优的参数范围。这是因为，当环氧值过小时，则环氧树脂的分子量就会过大，环氧基含量也会过小，因此在固结后与改性铝酸钙的结合能力下降。而当环氧值过大时，则环氧基的含量则会过多，因此在固结时容易出现爆聚或者再生骨料之间相互粘接的情况，从而影响固结后骨料之间的均匀性，从而影响再生骨料的强度。
55.对比表3中试验样1
‑
2和试验样7
‑
8的数据，可发现试验样1
‑
2的抗压强度和抗折强
度均低于试验样7
‑
8。这可说明实施例7
‑
8制得的再生骨料混凝土的强度高于实施例1
‑
2。因此这可说明实施例7
‑
8中用于对再生骨料进行改性的环氧乳液的分散相粒径为更优的参数范围。这是因为，当环氧乳液分散相粒径过大时，不利于胶粒进入再生骨料表面较为细小的裂隙中，从而使修补的效果下降。而当环氧乳液分散相粒径过小时，则同理容易产生爆聚，影响改性铝酸钙在再生骨料表面的均匀性。
56.对比表3中试验样1
‑
2和试验样9
‑
10的数据，可发现试验样1
‑
2的抗压强度和抗折强度均低于试验样9
‑
10。这可说明实施例9
‑
10制得的再生骨料混凝土的强度高于实施例1
‑
2。因此可说明实施例9
‑
10中使用的用于对铝酸钙进行改性的聚醚胺的胺值为更优的参数范围。这是因为，当胺值过大时，改性铝酸钙容易在再生骨料表面产生爆聚。而当胺值过小时，一方面会使聚醚胺的流动度过小，使其不利于对铝酸钙进行改性，另一方面由于胺值过小，则铝酸钙在再生骨料表面的固结能力下降，从而影响骨料结构的强度。
57.对比表3中试验样1
‑
2和试验样11
‑
12的数据，可发现试验样1
‑
2的抗压强度和抗折强度均低于试验样11
‑
12。这可说明实施例11
‑
12制得的再生骨料混凝土的强度高于实施例1
‑
2。这可说明实施例11
‑
12中使用的再生粗骨料和再生细骨料的粒径为更优的参数范围。这是因为，第一方面，只有当合适粒径的粗骨料和细骨料进行配合，才可制得高强度的混凝土；而另一方面，合适在破碎过程中，不同粒径骨料其破碎强度不同，导致其表面的破损程度也不同，选取合适粒径的骨料，可使其表面的破损请款更加方便通过环氧乳液以及改性铝酸钙进行修补。
58.对比表3中试验样1
‑
2和试验样13的数据，可发现试验样1
‑
2的抗压强度和抗折强度均低于试验样13。这可说明实施例13制得的再生骨料混凝土的强度高于实施例1
‑
2。这是因为实施例13中在铝酸钙的改性过程中采用了超声处理，可使铝酸钙与聚醚胺更加充分的结合，使聚醚胺更有效全面附着于铝酸钙表面，提高改性效果，从而提高在再生骨料混凝土的强度。
59.本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。