一种利用纳米二氧化硅改性碳纤维再生混凝土的方法与流程

2021-01-30 20:01:50|

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[0001]
本发明属于新型建筑材料技术领域，更具体地，涉及一种纳米二氧化硅改性碳纤维再生混凝土的方法。

背景技术：

[0002]
随着城市旧改的进行，建筑拆除后的废弃混凝土经过重新的搅碎、清洗、分级，再一次成为粗骨料被重新利用，这极大的解决了资源浪费和环境污染的问题。但是使用再生骨料却有着十分多的潜在问题，再生骨料强度低、孔隙率大、表面裹着一层水泥浆，这阻碍了再生混凝土在工程中的广泛应用。为了改善再生混凝土的力学性质，将短切的碳纤维加入到再生混凝土中，能有效的提高再生混凝土的力学性能。为了更好的利用好材料的性能，在混凝土中加入纳米二氧化硅能同时提高碳纤维和再生骨料的力学性质，掺入纳米二氧化硅之后，碳纤维表面黏附有微小粒子，粗糙度增加与再生骨料之间的传递效应明显增强，浸润性有显著提高，可以有效的缓解应力集中，阻止材料的破坏，进而提高复合材料的力学性能。同时纳米二氧化硅能填充再生骨料内部微观孔隙，提高再生骨料的抗压性能。

技术实现要素：

[0003]
本发明目的是通过掺入纳米二氧化硅，提高碳纤维再生混凝土的力学工作性能。
[0004]
本发明的另一目的在于扩展再生混凝土的利用，提供上述碳纤维再生混凝土的制备方法，该方法能够将碳纤维再生混凝土的抗压性能提升10％～15％。
[0005]
本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：
[0006]
一种利用纳米二氧化硅改性碳纤维再生混凝土的方法，其特征在于，该再生混凝土的细骨料选用1～5mm的河砂，其原料水采用广州自来水产自来水，其再生骨料采用粒径5mm～20mm的一级再生粗骨料，水泥采用42.5r的硅酸盐水泥，碳纤维采用3mm的无胶短切纤维，纳米二氧化硅采用粒径为15nm
±
5nm的纳米二氧化硅。所述的水泥∶再生骨料∶河砂∶水∶碳纤维∶纳米二氧化硅的质量比为1∶(2.60～2.64)∶(1.70～1.72)∶(0.32～0.35)∶(0.010～0.015)∶(0.015～0.030)，所述再生混凝土的水灰比为0.37～0.40。
[0007]
优选地，所述水泥为42.5r硅酸盐水泥。
[0008]
优选地，所述的细骨料为连续级配的河砂，所述的细骨料粒径为1mm～5mm。
[0009]
优选地，所述的再生骨料为连续级配的再生骨料，所述的再生骨料粒径为5mm～20mm。
[0010]
优选地，水为广州市自来水产自来水。
[0011]
优选地，碳纤维采用3mm的无胶短切纤维。
[0012]
优选地，纳米二氧化硅采用15nm
±
5nm的纳米二氧化硅。
[0013]
上述的利用纳米二氧化硅改性碳纤维再生混凝土的方法，包括如下具体步骤：
[0014]
a)利用高速搅拌机以转速200-300转每分钟的转速将纳米二氧化硅搅拌融入水中，配置成浓度为2％的纳米二氧化硅溶液；
[0015]
b)将河砂、水泥放入搅拌机搅拌2分钟，搅拌均匀开来形成混合物a；
[0016]
c)随后在混合物a中加入碳纤维继续搅拌两分钟形成混合物b。
[0017]
d)在混合物b中倒入再生骨料，继续搅拌2分钟，形成混合物c；
[0018]
e)在混合物c中倒入纳米二氧化硅溶液搅拌2分钟形成最终产物。
[0019]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0020]
a)相比普通地再生混凝土，本发明地方法制备的再生混凝土更具有更好的工作性能、力学性能和耐久性能。
[0021]
b)本发明研发的再生混凝土能满足特殊工程的特殊场合应用，丰富了再生混凝土的应用范围。
[0022]
c)本发明提出的制备方法具有操作简单，实用性强，纳米二氧化硅和碳纤维在再生混凝土中分散均匀，混凝土流动性好的特点。
具体实施方式
[0023]
下面结合具体实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
[0024]
本发明在实施例中采用的水泥为石井牌42.5r硅酸盐水泥，从广州水泥厂采购；再生骨料为连续级配的再生骨料，粒径为5-20mm，采用的砂为连续级配的1-5mm河砂；水为广州自来水厂自来水；碳纤维为3mm的无胶短切纤维；纳米二氧化硅采用粒径为15nm
±
5nm的纳米二氧化硅。
[0025]
实施例1
[0026]
1.制备：
[0027]
(1)按比例称出各组分的质量，各组分质量比是水泥∶再生骨料∶河砂∶水∶碳纤维∶纳米二氧化硅的质量比为1∶2.62∶1.71∶0.33∶0.012∶0.020，再生混凝土的水灰比0.33；
[0028]
(2)利用高速搅拌机以转速200-300转每分钟的转速将纳米二氧化硅搅拌融入水中，配置成浓度为2％的纳米二氧化硅溶液；
[0029]
(3)将河砂、水泥放入搅拌机搅拌2分钟，搅拌均匀开来形成混合物a；
[0030]
(4)随后在混合物a中加入碳纤维继续搅拌两分钟形成混合物b。
[0031]
(5)在混合物b中倒入再生骨料，继续搅拌2分钟，形成混合物c；
[0032]
(6)在混合物c中倒入纳米二氧化硅溶液搅拌2分钟形成最终产物。
[0033]
2.性能测试：经测试实施例制备得再生混凝土得坍落度为150mm，7天强度达到69mpa，28天强度达到72.4mpa，而普通再生混凝土的7天强度为55mpa，28天强度为60mpa，工作性能提升了12％。
[0034]
实施例2
[0035]
1.制备：
[0036]
(1)按比例称出各组分的质量，各组分质量比是水泥∶再生骨料∶河砂∶水∶碳纤维∶纳米二氧化硅的质量比为1∶2.64∶1.72∶0.35∶0.013∶0.025，再生混凝土的水灰比0.35；
[0037]
(2)利用高速搅拌机以转速200-300转每分钟的转速将纳米二氧化硅搅拌融入水中，配置成浓度为2％的纳米二氧化硅溶液；
[0038]
(3)将河砂、水泥放入搅拌机搅拌2分钟，搅拌均匀开来形成混合物a；
[0039]
(4)随后在混合物a中加入碳纤维继续搅拌两分钟形成混合物b。
[0040]
(5)在混合物b中倒入再生骨料，继续搅拌2分钟，形成混合物c；
[0041]
(6)在混合物c中倒入纳米二氧化硅溶液搅拌2分钟形成最终产物。
[0042]
2.性能测试：经测试实施例制备得再生混凝土得坍落度为180mm，7天强度达到64mpa，28天强度达到71.5mpa，而普通再生混凝土的7天强度为52mpa，28天强度为60mpa，工作性能提升了12.3％。
[0043]
实施例3
[0044]
1.制备：
[0045]
(1)按比例称出各组分的质量，各组分质量比是水泥∶再生骨料∶河砂∶水∶碳纤维∶纳米二氧化硅的质量比为1∶2.64∶1.70∶0.34∶0.013∶0.028，再生混凝土的水灰比0.34；
[0046]
(2)利用高速搅拌机以转速200-300转每分钟的转速将纳米二氧化硅搅拌融入水中，配置成浓度为2％的纳米二氧化硅溶液；
[0047]
(3)将河砂、水泥放入搅拌机搅拌2分钟，搅拌均匀开来形成混合物a；
[0048]
(4)随后在混合物a中加入碳纤维继续搅拌两分钟形成混合物b。
[0049]
(5)在混合物b中倒入再生骨料，继续搅拌2分钟，形成混合物c；
[0050]
(6)在混合物c中倒入纳米二氧化硅溶液搅拌2分钟形成最终产物。
[0051]
2.性能测试：经测试实施例制备得再生混凝土得坍落度为135mm，7天强度达到63mpa，28天强度达到72.5mpa，而普通再生混凝土的7天强度为48mpa，28天强度为58mpa，工作性能提升了13％。
[0052]
实施例4
[0053]
1.制备：
[0054]
(1)按比例称出各组分的质量，各组分质量比是水泥∶再生骨料∶河砂∶水∶碳纤维∶纳米二氧化硅的质量比为1∶2.62∶1.70∶0.33∶0.015∶0.024，再生混凝土的水灰比0.33；
[0055]
(2)利用高速搅拌机以转速200-300转每分钟的转速将纳米二氧化硅搅拌融入水中，配置成浓度为2％的纳米二氧化硅溶液；
[0056]
(3)将河砂、水泥放入搅拌机搅拌2分钟，搅拌均匀开来形成混合物a；
[0057]
(4)随后在混合物a中加入碳纤维继续搅拌两分钟形成混合物b。
[0058]
(5)在混合物b中倒入再生骨料，继续搅拌2分钟，形成混合物c；
[0059]
(6)在混合物c中倒入纳米二氧化硅溶液搅拌2分钟形成最终产物。
[0060]
2.性能测试：经测试实施例制备得再生混凝土得坍落度为125mm，7天强度达到65mpa，28天强度达到76mpa，而普通再生混凝土的7天强度为52mpa，28天强度为60mpa，工作性能提升了12.6％。
[0061]
实施例5
[0062]
1.制备：
[0063]
(1)按比例称出各组分的质量，各组分质量比是水泥∶再生骨料∶河砂∶水∶碳纤维∶纳米二氧化硅的质量比为1∶2.63∶1.72∶0.34∶0.012∶0.020，再生混凝土的水灰比0.34；
[0064]
(2)利用高速搅拌机以转速200-300转每分钟的转速将纳米二氧化硅搅拌融入水中，配置成浓度为2％的纳米二氧化硅溶液；
[0065]
(3)将河砂、水泥放入搅拌机搅拌2分钟，搅拌均匀开来形成混合物a；
[0066]
(4)随后在混合物a中加入碳纤维继续搅拌两分钟形成混合物b。
[0067]
(5)在混合物b中倒入再生骨料，继续搅拌2分钟，形成混合物c；
[0068]
(6)在混合物c中倒入纳米二氧化硅溶液搅拌2分钟形成最终产物。
[0069]
2.性能测试：经测试实施例制备得再生混凝土得坍落度为180mm，7天强度达到65mpa，28天强度达到70.8mpa，而普通再生混凝土的7天强度为52mpa，28天强度为60mpa，工作性能提升了12.5％。
[0070]
上述实施例为本发明的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

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