本发明提供一种基于废弃混凝土的再生混凝土及其制备方法，属于再生混凝土
技术领域：
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背景技术：
：随着我国城市规模的不断扩大，大批既有建筑面临拆除，由此产生的建筑垃圾体量巨大，预计2020年我国的建筑垃圾将达到6.38×109t。对废弃建筑垃圾进行回收利用不仅是时代所需，并且对于保护环境、节约资源、发展生态建筑具有重要意义。目前，城市建筑垃圾当中往往同时存在废弃混凝土和废弃烧结砖，其中废弃砖占比约为30％-50％。工程实践中，对于建筑废弃物的处理，除了少量用于低洼地区填埋、施工场地平整外，大部分都是在郊区露天堆放或者直接填埋，这种粗放的处理方式不仅占用了大量的土地，同时产生大量粉尘、灰沙飞扬，造成严重的空气污染，并且还会产生碱性废渣，造成土地污染，严重破坏生态环境。由于混凝土属于无机材料，耐久性能良好，较有机物更难以自然分解，故容易导致永久性污染。由废弃混凝土做的再生骨料直接做成混凝土的强度没有普通混凝土高，目前，提高再生混凝土性能的主要方法是在水泥砂浆中添加钢筋、钢纤维、碳纤维、聚合物纤维、矿物纤维、超细石灰岩粉末、纳米sio2、超细粉煤灰粉末等。这些增强材料虽然提高了砂浆的整体强度和韧性，但这种韧性来源于增强材料的自身，而水泥浆体的结构及韧性没有改变，砂浆的脆性及裂缝问题依然存在。技术实现要素：本发明为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种基于废弃混凝土的再生混凝土及其制备方法。为解决上述技术问题，本发明提供一种基于废弃混凝土的再生混凝土，由以下重量份数的原料组成：30—40份改性废弃混凝土，30—40份水泥，20—30份骨料，3—5份减水剂，以及3—5份偶联剂；所述改性废弃混凝土的制备方法如下：s1废弃混凝土的预处理：将废弃混凝土置于球磨机中球磨，过80—100目的筛，得到废弃混凝土的粗产物；然后将粗产物分散在水中，经自然沉淀、过滤、焙烧、冷却、研磨，得到废弃混凝土的细产物；s2废弃混凝土的酸化：将步骤s1得到的细产物于浓度为1mol/l的盐酸溶液中浸泡10—12h，经洗涤、过滤、焙烧、冷却、研磨，得到酸化产物；s3废弃混凝土的改性：向步骤s2中得到的酸化产物在高速搅拌下分散在40—50度水中，得到酸化产物的悬浊液；向悬浊液中匀速滴加二氧化铈纳米粒子溶液，继续搅拌12—24h，静止冷却至室温，离心去除上清液后置于100度烘箱内干燥待用；其中，二氧化铈纳米粒子溶液与酸化产物的悬浊液的体积比为15—20:1，二氧化铈纳米粒子的浓度为5mol/l，滴加速度为2ml/s。进一步，所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和火山灰硅酸盐水泥中的一种或组合。进一步，所述骨料为海砂、砂石和山砂中的一种或组合。进一步，所述减水剂为木质素磺酸钙减水剂、三聚氰胺高效减水剂和脂肪族高效减水剂中的一种或组合。进一步，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh-550或硅烷偶联剂kh-560。进一步，所述二氧化铈纳米溶液的制备过程如下：将醋酸铈溶液与聚乙烯吡咯烷酮溶液混合，混合溶液在30度恒温磁力搅拌水浴锅中缓慢滴加三羟甲基氨基甲烷溶液，滴加完毕后，磁力搅拌水浴锅升温至60度，搅拌反应2小时，得到二氧化铈纳米粒子溶液，然后经离心、水洗、干燥、称重、待用；其中，混合溶液中醋酸铈的摩尔浓度为0.02mol/l，聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为50g/l，三羟甲基氨基甲烷溶液的摩尔浓度为0.02mol/l，醋酸铈溶液、聚乙烯吡咯烷酮和三羟甲基氨基甲烷的体积比为1:5:1。另外，本发明还提供了上述基于废弃混凝土的再生混凝土的制备方法，具体过程如下：步骤一，改性废弃混凝土的制备：s1废弃混凝土的预处理：将废弃混凝土置于球磨机中球磨，过80—100目的筛，得到废弃混凝土的粗产物；然后将粗产物分散在水中，经自然沉淀、过滤、焙烧、冷却、研磨，得到废弃混凝土的细产物；s2废弃混凝土的酸化：将步骤s1得到的细产物于浓度为1mol/l的盐酸溶液中浸泡10—12h，经洗涤、过滤、焙烧、冷却、研磨，得到酸化产物；s3废弃混凝土的改性：向步骤s2中得到的酸化产物在高速搅拌下分散在40—50度水中，得到酸化产物的悬浊液；向悬浊液中匀速滴加二氧化铈纳米粒子溶液，继续搅拌12—24h，静止冷却至室温，离心去除上清液后置于100度烘箱内干燥待用；其中，二氧化铈纳米粒子溶液与酸化产物的悬浊液的体积比为15—20:1，二氧化铈纳米粒子的浓度为5mol/l，滴加速度为2ml/s；步骤s3中，所述二氧化铈纳米溶液的制备过程如下：将醋酸铈溶液与聚乙烯吡咯烷酮溶液混合，混合溶液在30度恒温磁力搅拌水浴锅中缓慢滴加三羟甲基氨基甲烷溶液，滴加完毕后，磁力搅拌水浴锅升温至60度，搅拌反应2小时，得到二氧化铈纳米粒子溶液，然后经离心、水洗、干燥、称重、待用；其中，混合溶液中醋酸铈的摩尔浓度为0.02mol/l，聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为50g/l，三羟甲基氨基甲烷溶液的摩尔浓度为0.02mol/l，醋酸铈溶液、聚乙烯吡咯烷酮和三羟甲基氨基甲烷的体积比为1:5:1；步骤二，将水泥、骨料、减水剂和偶联剂利用高速搅拌棒搅拌均匀得到混合液a，将改性废弃混凝土分散液加入混合液a中搅拌均匀，即得到再生混凝土。本发明所达到的有益技术效果：本发明提供的一种基于废弃混凝土的再生混凝土，该混凝土利用二氧化铈纳米粒子对废弃混凝土进行改性，将二氧化铈纳米粒子键合在废弃混凝土上，从而从微观上通过改变混凝土的微观结构，进而提高废弃混凝土在混凝土体系中的分散性，进而提交混凝土的力学性能。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。下面结合实施例对本发明专利进一步说明。实施例1改性废弃混凝土的制备：s1废弃混凝土的预处理：将废弃混凝土置于球磨机中球磨，过80—100目的筛，得到废弃混凝土的粗产物；然后将粗产物分散在水中，经自然沉淀、过滤、焙烧、冷却、研磨，得到废弃混凝土的细产物；s2废弃混凝土的酸化：将步骤s1得到的细产物于浓度为1mol/l的盐酸溶液中浸泡10h，经洗涤、过滤、焙烧、冷却、研磨，得到酸化产物；s3废弃混凝土的改性：向步骤s2中得到的酸化产物在高速搅拌下分散在40度水中，得到酸化产物的悬浊液；向悬浊液中匀速滴加二氧化铈纳米粒子溶液，继续搅拌12h，静止冷却至室温，离心去除上清液后置于100度烘箱内干燥待用；其中，二氧化铈纳米粒子溶液与酸化产物的悬浊液的体积比为15:1，二氧化铈纳米粒子的浓度为5mol/l，滴加速度为2ml/s；步骤s3中，所述二氧化铈纳米溶液的制备过程如下：将醋酸铈溶液与聚乙烯吡咯烷酮溶液混合，混合溶液在30度恒温磁力搅拌水浴锅中缓慢滴加三羟甲基氨基甲烷溶液，滴加完毕后，磁力搅拌水浴锅升温至60度，搅拌反应2小时，得到二氧化铈纳米粒子溶液，然后经离心、水洗、干燥、称重、待用；其中，混合溶液中醋酸铈的摩尔浓度为0.02mol/l，聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为50g/l，三羟甲基氨基甲烷溶液的摩尔浓度为0.02mol/l，醋酸铈溶液、聚乙烯吡咯烷酮和三羟甲基氨基甲烷的体积比为1:5:1。实施例2步骤一，改性废弃混凝土的制备：s1废弃混凝土的预处理：将废弃混凝土置于球磨机中球磨，过80—100目的筛，得到废弃混凝土的粗产物；然后将粗产物分散在水中，经自然沉淀、过滤、焙烧、冷却、研磨，得到废弃混凝土的细产物；s2废弃混凝土的酸化：将步骤s1得到的细产物于浓度为1mol/l的盐酸溶液中浸泡11h，经洗涤、过滤、焙烧、冷却、研磨，得到酸化产物；s3废弃混凝土的改性：向步骤s2中得到的酸化产物在高速搅拌下分散在45度水中，得到酸化产物的悬浊液；向悬浊液中匀速滴加二氧化铈纳米粒子溶液，继续搅拌18h，静止冷却至室温，离心去除上清液后置于100度烘箱内干燥待用；其中，二氧化铈纳米粒子溶液与酸化产物的悬浊液的体积比为17:1，二氧化铈纳米粒子的浓度为5mol/l，滴加速度为2ml/s；步骤s3中，所述二氧化铈纳米溶液的制备过程如下：将醋酸铈溶液与聚乙烯吡咯烷酮溶液混合，混合溶液在30度恒温磁力搅拌水浴锅中缓慢滴加三羟甲基氨基甲烷溶液，滴加完毕后，磁力搅拌水浴锅升温至60度，搅拌反应2小时，得到二氧化铈纳米粒子溶液，然后经离心、水洗、干燥、称重、待用；其中，混合溶液中醋酸铈的摩尔浓度为0.02mol/l，聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为50g/l，三羟甲基氨基甲烷溶液的摩尔浓度为0.02mol/l，醋酸铈溶液、聚乙烯吡咯烷酮和三羟甲基氨基甲烷的体积比为1:5:1.实施例3步骤一，改性废弃混凝土的制备：s1废弃混凝土的预处理：将废弃混凝土置于球磨机中球磨，过80—100目的筛，得到废弃混凝土的粗产物；然后将粗产物分散在水中，经自然沉淀、过滤、焙烧、冷却、研磨，得到废弃混凝土的细产物；s2废弃混凝土的酸化：将步骤s1得到的细产物于浓度为1mol/l的盐酸溶液中浸泡12h，经洗涤、过滤、焙烧、冷却、研磨，得到酸化产物；s3废弃混凝土的改性：向步骤s2中得到的酸化产物在高速搅拌下分散在50度水中，得到酸化产物的悬浊液；向悬浊液中匀速滴加二氧化铈纳米粒子溶液，继续搅拌24h，静止冷却至室温，离心去除上清液后置于100度烘箱内干燥待用；其中，二氧化铈纳米粒子溶液与酸化产物的悬浊液的体积比为20:1，二氧化铈纳米粒子的浓度为5mol/l，滴加速度为2ml/s；步骤s3中，所述二氧化铈纳米溶液的制备过程如下：将醋酸铈溶液与聚乙烯吡咯烷酮溶液混合，混合溶液在30度恒温磁力搅拌水浴锅中缓慢滴加三羟甲基氨基甲烷溶液，滴加完毕后，磁力搅拌水浴锅升温至60度，搅拌反应2小时，得到二氧化铈纳米粒子溶液，然后经离心、水洗、干燥、称重、待用；其中，混合溶液中醋酸铈的摩尔浓度为0.02mol/l，聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为50g/l，三羟甲基氨基甲烷溶液的摩尔浓度为0.02mol/l，醋酸铈溶液、聚乙烯吡咯烷酮和三羟甲基氨基甲烷的体积比为1:5:1。实施例4将水泥、骨料、减水剂和偶联剂利用高速搅拌棒搅拌均匀得到混合液a，将实施例1-3获得的改性废弃混凝土分散液加入混合液a中搅拌均匀，即得到再生混凝土ⅰ、ⅱ和ⅲ；其中，各组分的重量份数如下：30份改性废弃混凝土，30份水泥，20份骨料，3份减水剂，以及3份偶联剂；实施例5再生混凝土的制备方法同实施例4，分别得到再生混凝土ⅳ、ⅴ和ⅵ，区别在于，各组分的重量份数如下：35份改性废弃混凝土，35份水泥，25份骨料，4份减水剂，以及4份偶联剂。实施例6再生混凝土的制备方法同实施例4，分别得到再生混凝土ⅶ、ⅷ、和ⅸ，区别在于，各组分的重量份数如下：40份改性废弃混凝土，40份水泥，30份骨料，5份减水剂，以及5份偶联剂。实施例7将实施例4-5获得的再生混凝土ⅰ—ⅸ和普通混凝土进行性能检测，检测方法为，制作150mm*150mm*150mm的标准立方体试件，检测器抗压强度和抗拉强度，具体数据如表1所示。表1本发明再生混凝土与普通混凝土的检测对比表抗压强度/mpa抗拉强度/mpaⅰ50.213.98ⅱ49.983.87ⅲ52.543.91ⅳ51.344.01ⅴ50.263.99ⅵ48.354.25ⅶ53.564.31ⅷ54.254.20ⅸ55.364.33普通混凝土29.872.68由表1检测结果可知，本发明所得再生混凝土具有优异的力学性能。以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。当前第1页12