一种抗压强度高的再生混凝土的制作方法

本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种抗压强度高的再生混凝土。

背景技术：

随着城市建设的速度加快，建筑行业的发展也不断加快，使得人们对混凝土的需求量也越来越高，混凝土由水泥、砂石和水按照适当的比例配合而成，混凝土的制造需要消耗大量的砂石，而再生混凝土的出现很好的缓解对砂石的消耗。

再生混凝土是在混凝土集料中加入再生骨料，减少新砂石等骨料的加入，再生骨料一般是从废弃的混凝土中获得，废弃混凝土经破碎和清洗后重新作为骨料加入到混凝土集料中，从而减少新砂石的使用，减少砂石资源的消耗。

针对上述中的相关技术，发明人认为，再生骨料在破碎过程中会产生大量的微细裂缝，微细裂缝的存在容易导致再生骨料的强度降低，进而导致再生混凝土的抗压强度降低。

技术实现要素：

为了提高再生混凝土的抗压强度，本申请提供一种抗压强度高的再生混凝土。

第一方面，本申请提供一种抗压强度高的再生混凝土，采用如下的技术方案：

一种抗压强度高的再生混凝土，由以下重量份的原料制成：

水泥，90～110份；

碳化硅强化处理再生骨料，120～150份；

天然细骨料，100～130份；

聚丙烯纤维，0.3～1.2份；

粉煤灰，8～12份；

减水剂，1.5～2.2份；

水，45～55份。

通过采用上述技术方案，碳化硅可以进入再生骨料的微细裂缝中，起到填补微细裂缝的作用，提高再生骨料的结构强度，从而提高再生混凝土的抗压强度；碳化硅强化处理再生骨料与天然细骨料的配合作用使得在减少使用新砂石、节约矿石资源的同时，使再生混凝土具有较高的抗压强度，聚丙烯纤维可以提高再生混凝土抵抗外力的能力，有效提高再生混凝土的抗压强度。

优选的，所述碳化硅强化处理再生骨料的制备方法为：将废弃混凝土破碎，清洗，筛分，得到再生骨料；配制含有碳化硅的水泥浆液，所述含有碳化硅的水泥浆液中水泥、水和碳化硅的重量比为(85～92):100:(0.8～1.2)，所述再生骨料加入所述含有碳化硅的水泥浆液中搅拌1～2h，再浸泡3～5h，取出再生骨料，滤去含有碳化硅的水泥浆液，烘干，筛去脱落的固化砂浆，得到碳化硅强化处理再生骨料。

通过采用上述技术方案，碳化硅进入再生骨料的微细裂缝后，水泥浆液的水泥浆将再生骨料的表面包裹，水泥浆固化后能够阻挡碳化硅离开微细裂缝，提高碳化硅填补微细裂缝时的稳定性；水泥浆将再生骨料的旧砂浆层覆盖，替代旧砂浆层与后续再生混凝土的水泥结合，提高再生骨料与水泥结合的稳定性，从而提高再生混凝土的抗压强度；另外，部分碳化硅会在掺杂在水泥浆的表面，改善再生骨料的界面性能，进一步促进再生骨料与水泥稳定的结合，提高再生混凝土的抗压强度。

优选的，所述再生骨料的粒径范围为5～9mm。

通过采用上述技术方案，利用再生骨料作为混凝土集料中的粗骨料，适合再生骨料发挥其强度的优势。

优选的，所述碳化硅为绿碳化硅，平均粒度为400～600目。

通过采用上述技术方案，绿碳化硅适合填补于再生骨料的微细裂缝中。

优选的，所述聚丙烯纤维的直径范围为20～30μm，长度范围为6～9mm。

通过采用上述技术方案，聚丙烯纤维的直径小，适合提高再生混凝土抵抗外力的能力。

优选的，所述减水剂为由氨基磺酸盐减水剂和聚羧酸减水剂组成的复配减水剂，所述氨基磺酸盐减水剂和聚羧酸减水剂的重量比为1:(1.8～2.1)。

通过采用上述技术方案，复配减水剂能够更好的减少水的加入，减少水泥孔隙的形成，从而提高再生混凝土的强度。

优选的，所述天然细骨料为河砂，粒度5～8目。

通过采用上述技术方案，河砂的强度较高，适合再生混凝土的天然细骨料。

优选的，所述含有碳化硅的水泥浆液中还包含fn80憎水剂，所述含有碳化硅的水泥浆液中水和fn80憎水剂的重量比为100:(0.15～0.18)。

通过采用上述技术方案，fn80憎水剂可以减少水泥浆液固化后对水的吸附，降低再生骨料的吸水率，同时fn80憎水剂本身具有一定粘性，对碳化硅与固化后的水泥浆液的结合有促进作用，提高水泥浆液包覆再生骨料后碳化硅的稳定性，使再生骨料的界面性能改善程度增大。

优选的，所述碳化硅经过预处理，预处理步骤为：将碳化硅、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和乙醇按照重量比1:(0.08～0.12):(5～8)在50～60℃下搅拌混合1～3h，过滤得固体，烘干，再将收集的固体、丙烯酰胺、过氧化苯甲酰和水按照重量比1:(1.2～1.4):(0.02～0.03):(8～10)在65～70℃下混合搅拌2～3h，过滤得固体，烘干，得到预处理后的碳化硅。

通过采用上述技术方案，在碳化硅表面形成聚丙烯酰胺，使碳化硅的界面性能发生变化，提高碳化硅之间的分散度，并且在fn80憎水剂的作用下，进一步促进碳化硅与固化后的水泥浆液的结合，提高再生骨料的强度，进而提高再生混凝土的抗压强度。

第二方面，本申请提供一种抗压强度高的再生混凝土的制备方法采用如下的技术方案：

一种抗压强度高的再生混凝土的制备方法，步骤包括：

将所述碳化硅强化处理再生骨料、天然细骨料、聚丙烯纤维和粉煤灰共同混合，搅拌5～8min，然后加入所述水泥，混合搅拌3～5min，再加入所述减水剂和水，混合搅拌1～2min，得到抗压强度高的再生混凝土。

通过采用上述技术方案，先将碳化硅强化处理再生骨料、天然细骨料、聚丙烯纤维和粉煤灰混合搅拌，使碳化硅强化处理再生骨料进一步分散，有助于得到抗压强度高的再生混凝土。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用碳化硅强化处理再生骨料，碳化硅可以进入再生骨料的微细裂缝中，起到填补微细裂缝的作用，提高再生骨料的结构强度，从而提高再生混凝土的抗压强度；碳化硅强化处理再生骨料与天然细骨料的配合作用使得在减少使用新砂石、节约矿石资源的同时，使再生混凝土具有较高的抗压强度，聚丙烯纤维可以提高再生混凝土抵抗外力的能力，有效提高再生混凝土的抗压强度；

2、再生骨料经过水泥浆液的浸泡，水泥浆液的水泥浆将再生骨料的表面包裹，提高再生骨料与水泥结合的稳定性，部分碳化硅会在掺杂在水泥浆的表面，改善再生骨料的界面性能，进一步促进再生骨料与水泥稳定的结合；另外fn80憎水剂的加入以及碳化硅经过预处理，进一步促进碳化硅与固化后的水泥浆液的结合，进而提高再生混凝土的抗压强度。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

废弃混凝土来自某建筑物拆除现场；

绿碳化硅选购自潍坊华荣陶瓷材料有限公司，平均粒度为400和600目；

聚丙烯纤维选购自文安县盛兴纤维素厂，直径范围20～30μm长度范围6～9mm；

氨基磺酸盐减水剂选购自贵州黄腾建材有限公司，ht-as型；

聚羧酸减水剂选购自武汉华轩高新技术有限公司，hx-yzj01型；

fn80憎水剂选购自山东北方现代化学工业有限公司；

γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷选购自天门恒昌化工有限公司。

实施例

实施例1

s1.用破碎机将废弃混凝土破碎成碎块，碎块加入超声清洗机，加水浸没，超声清洗1h，用筛网筛分两次，得到粒径为5～9mm的再生骨料。

s2.在搅拌桶中加入100kg水、85kg水泥和1kg粒度为400目的绿碳化硅，用搅拌机搅拌分散15min，得到含有碳化硅的水泥浆液，将50kg再生骨料加入含有碳化硅的水泥浆液中，搅拌1h，再浸泡3h，然后取出再生骨料，滤去含有碳化硅的水泥浆液，再生骨料放入60℃烘箱中烘干1h，用筛网筛去脱落的固化砂浆，得到碳化硅强化处理再生骨料。

s3.将15kg碳化硅强化处理再生骨料、10kg河砂、0.05kg聚丙烯纤维和0.8kg粉煤灰加入混凝土搅拌机进行第一次搅拌，搅拌时间8min，然后加入9kg水泥进行第二次搅拌，搅拌时间3min，再加入0.078kg氨基磺酸盐减水剂、0.142kg聚羧酸减水剂和4.5kg水进行第三次搅拌，搅拌时间1min，得到抗压强度高的再生混凝土。

实施例2至实施例5

实施例2至实施例5与实施例1的不同之处在于，原料、原料参数和反应时间的不同，如表1所示。

表1

实施例6

本实施例与实施例5的区别仅在于，在s2步骤中，含有碳化硅的水泥浆液中还加入0.15kg的fn80憎水剂。

实施例7

本实施例与实施例5的区别仅在于，在s2步骤中，含有碳化硅的水泥浆液中还加入0.18kg的fn80憎水剂。

实施例8

本实施例与实施例5的区别仅在于，在s2步骤之前，还包括绿碳化硅的预处理步骤，预处理步骤为：将1.2kg绿碳化硅、0.144kgγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和9.6kg乙醇加入第一反应釜，在60℃下搅拌混合1h，过滤，收集固体，在50℃的烘箱中烘干30min，再将1.2kg收集的固体、1.44kg丙烯酰胺、0.024kg过氧化苯甲酰和12kg水加入第二反应釜，在65℃下混合搅拌3h，过滤得固体，在55℃的烘箱中烘干2h，得到预处理后的绿碳化硅。

实施例9

本实施例与实施例5的区别仅在于，在s2步骤之前，还包括绿碳化硅的预处理步骤，预处理步骤为：将1.2kg绿碳化硅、0.096kgγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和6kg乙醇加入第一反应釜，在50℃下搅拌混合1h，过滤，收集固体，在50℃的烘箱中烘干30min，再将1.2kg收集的固体、1.68kg丙烯酰胺、0.036kg过氧化苯甲酰和9.6kg水加入第二反应釜，在70℃下混合搅拌2h，过滤得固体，在55℃的烘箱中烘干2h，得到预处理后的绿碳化硅。

实施例10

本实施例与实施例5的区别仅在于，在s2步骤之前，还包括绿碳化硅的预处理步骤，预处理步骤为：将1.2kg绿碳化硅、0.096kgγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和6kg乙醇加入第一反应釜，在50℃下搅拌混合1h，过滤，收集固体，在50℃的烘箱中烘干30min，再将1.2kg收集的固体、1.68kg丙烯酰胺、0.036kg过氧化苯甲酰和9.6kg水加入第二反应釜，在70℃下混合搅拌2h，过滤得固体，在55℃的烘箱中烘干2h，得到预处理后的绿碳化硅；在s2步骤中，含有碳化硅的水泥浆液中还加入0.18kg的fn80憎水剂。

实施例11

本实施例与实施例5的区别仅在于，在s2步骤中，用1kg粒度为600目的黑碳化硅替代等重量的绿碳化硅。

实施例12

本实施例与实施例5的区别仅在于，在s2步骤中，绿碳化硅的粒度为150目。

实施例13

本实施例与实施例5的区别仅在于，在s2步骤中，用0.048kg的聚羧酸减水剂替代等重量的氨基磺酸盐减水剂。

实施例14

本实施例与实施例5的区别仅在于，在s2步骤中，用1.2kg绿碳化硅和100kg水配置成碳化硅混合溶液，用碳化硅混合溶液替代含有碳化硅的水泥浆液。

对比例

对比例1

本对比例与实施例5的区别仅在于，省略s1和s2步骤，在s3步骤中，用14kg的新购入的碎石替代等重量的碳化硅强化处理再生骨料，碎石的粒径范围为5～9mm。

对比例2

本对比例与实施例5的区别仅在于，在s3步骤中，用13kg的碳化硅强化处理再生骨料替代等重量的河砂。

对比例3

本对比例与实施例5的区别仅在于，省略s2步骤，在s3步骤中，用s1步骤得到的13kg再生骨料替代等重量的碳化硅强化处理再生骨料。

对比例4

本对比例与实施例5的区别仅在于，在s2步骤中，用90kg水泥和100kg水配置成不含有碳化硅的水泥浆液，用不含有碳化硅的水泥浆液替代含有碳化硅的水泥浆液。

性能检测试验

根据gbt17431.2-2010中的吸水率测试方法，对本发明的各个实施例的碳化硅强化处理再生骨料、对比例1的碎石、对比例2的碳化硅强化处理再生骨料、对比例3的再生骨料以及对比例4的再生骨料进行吸水率测试，测试结果如表2所示；

根据gb/t50081-2002，对本发明的各个实施例和对比例得到的混凝土制作成试件，对各个试件进行抗压强度测试，检测混凝土在养护7天和28天的抗压强度，测试结果如表2所示。

表2

备注：gbt25177-2010《混凝土用再生粗骨料》规定，ⅲ类再生骨料的吸水率应该小于8％。

根据表2，对比例1中用新碎石作为粗骨料，与实施例5相比，实施例5的抗压强度降低但降低幅度不大，对比例3中采用不经处理的再生骨料，与对比例1以及实施例5相比，对比例3的抗压强度降低且降低幅度大，说明实施例5的再生混凝土在回收利用废旧混凝土、节约砂石资源的同时，能够使再生混凝土保持较高的抗压强度，从而使再生混凝土的实用性更高。

对比例2中不加入河砂，与实施例5相比，对比例2的抗压强度降低，说明再生骨料与天然细骨料配合使用才能有效提高再生混凝土的抗压强度。

对比例4中的水泥浆液不含碳化硅，与实施例5相比，对比例4的抗压强度降低；实施例14中含有碳化硅而不含水泥，与实施例5相比，实施例14的抗压强度降低，结合对比例3和对比例4可以看出，碳化硅和水泥同时存在时对再生骨料的强化效果更好，碳化硅起到填补微细裂缝的作用，水泥浆液阻挡碳化硅离开微细裂缝，并且部分碳化硅会在掺杂在水泥浆的表面，改善再生骨料的界面性能，进一步促进再生骨料与水泥稳定的结合，从而提高再生混凝土的抗压强度。

实施例6和7中加入了fn80憎水剂，与实施例5相比，实施例6和7的抗压强度提高，说明fn80憎水剂的粘性有助于碳化硅与水泥浆液结合，使碳化硅更加稳定的与再生骨料表面包裹的水泥浆结合，促进再生骨料强度的提高，另外，实施例6的再生骨料吸水率降低，说明fn80憎水剂能够减小包裹在再生骨料表面的水泥浆的吸水作用，保持再生混凝土的流动性。

实施例8和9中对碳化硅进行表面预处理，与实施例5相比，实施例8和9的抗压强度提高，说明碳化硅表面形成聚丙烯酰胺后，碳化硅之间的分散度提高，有助于碳化硅进入再生骨料的微细裂缝，并且有助于碳化硅与水泥浆结合。

实施例10中对碳化硅进行表面预处理且加入了fn80憎水剂，与实施例5相比，实施例10的吸水率降低，抗压强度提高且提高幅度大，说明在fn80憎水剂的存在下，表面预处理后碳化硅能够更有效的与水泥浆结合，从而提高再生混凝土的抗压强度。

实施例11中用黑碳化硅替代绿碳化硅，与实施例5相比，实施例11的抗压强度降低，说明绿碳化硅的加入效果更好。

实施例12中绿碳化硅的粒度大于实施例5的绿碳化硅的粒度，与实施例5相比，实施例12的抗压强度降低，说明绿碳化硅粒度不在实施例5的范围时会影响绿碳化硅进入再生骨料的微细裂缝，从而影响对再生骨料的强度增强作用。

实施例13中之加入聚羧酸减水剂，与实施例5相比，实施例13的抗压强度降低，说明实施例5的复配减水剂效果更佳。

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。

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