一种再生骨料混凝土及其制备方法

摘要

本发明公开了一种再生骨料混凝土及其制备方法，所述再生混凝土由包含如下重量份数的原料制成：水泥：270‑290份；天然细骨料：680‑720份；再生粗骨料：950‑1050份；粉煤灰：80‑100份；水：140‑160份；减水剂：4.6‑6.6份；马来酸酐：1.5‑2.5份；苯甲酸钠：0.5‑1.5份；所述制备方法包括：将氟硅酸钠、马来酸酐、苯甲酸钠、减水剂与水混合均匀，得到预混料；将水泥、再生粗骨料、天然细骨料、粉煤灰混合均匀，得到搅拌料；将预混料加入到搅拌料中，混合均匀，得到再生骨料混凝土。本申请再生骨料混凝土的耐腐蚀性和抗压强度佳。

权利要求

1.一种再生骨料混凝土，其特征在于：由如下重量份数的原料制成：水泥：270‑290份；

天然细骨料：680‑720份；

再生粗骨料：950‑1050份；

粉煤灰：80‑100份；

水：140‑160份；

减水剂：4.6‑6.6份；

氟硅酸钠：1‑2份；

马来酸酐：1.5‑2.5份；

苯甲酸钠：0.5‑1.5份；

丙三醇：2.5‑3.5份；

乙烯基树脂：1.5‑2.5份。

2.根据权利要求1所述的一种再生骨料混凝土，其特征在于：所述再生粗骨料与所述氟硅酸钠的质量比为1000：(1.4‑1.6)。

3.根据权利要求1所述的一种再生骨料混凝土，其特征在于：所述氟硅酸钠、马来酸酐与苯甲酸钠的质量比为(1.3‑1.7)：(1.7‑2.3)：1。

4.根据权利要求1所述的一种再生骨料混凝土，其特征在于：所述再生粗骨料的粒径范围为10‑20mm；所述天然细骨料为河砂，所述天然细骨料的粒径范围为0.25‑0.5mm。

5.根据权利要求4所述的一种再生骨料混凝土，其特征在于：所述再生粗骨料与所述天然细骨料的质量比为1:(0.68‑0.7)。

6.根据权利要求1所述的一种再生骨料混凝土，其特征在于：所述减水剂为木质素磺酸盐减水剂、聚羧酸盐高效减水剂、萘系高效减水剂和脂肪族高效减水剂中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种再生骨料混凝土，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥中的一种。

8.一种再生骨料混凝土的制备方法，用于制备权利要求1‑7任一项所述的再生骨料混凝土，其特征在于，包括以下步骤：将氟硅酸钠、马来酸酐、苯甲酸钠、减水剂与水混合均匀，得到预混料；

将水泥、再生粗骨料、天然细骨料、粉煤灰混合均匀，得到搅拌料；

将丙三醇、乙烯基树脂和预混料加入到搅拌料中，混合均匀，得到再生骨料混凝土。

说明书

一种再生骨料混凝土及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及混凝土领域，尤其是涉及一种再生骨料混凝土及其制备方法。

背景技术

[0002] 再生混凝土是指将废弃的混凝土块经过破碎、清洗、分级后，按一定比例与级配混合得到再生骨料，再生骨料代替部分或全部的天然砂石，再加入水泥、水等配形成的新混凝土。

[0003] 随着我国环境压力严峻，建材资源面临日益紧张的局势，利用废旧混凝土生产再生骨料，并掺用再生骨料配制成再生混凝土，成为有效的解决措施。

[0004] 相关技术制备的再生骨料表面粗糙，由于废旧混凝土在解体破碎的过程中使再生骨料内部形成大量微裂纹，外界环境中的微生物分解消化有机物，释放有机酸、硫化氢等的腐蚀介质容易进入混凝土内，使得由再生骨料等制成的再生骨料混凝土耐腐蚀性较差；难以满足建筑需求，还有改善的空间。

发明内容

[0005] 为了提高再生骨料混凝土的耐腐蚀性，本申请提供一种再生骨料混凝土及其制备方法。

[0006] 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：

[0007] 一种再生骨料混凝土，由包含如下重量份数的原料制成：

[0008] 水泥：270‑290份；

[0009] 天然细骨料：680‑720份；

[0010] 再生粗骨料：950‑1050份；

[0011] 粉煤灰：80‑100份；

[0012] 水：140‑160份；

[0013] 减水剂：4.6‑6.6份；

[0014] 氟硅酸钠：1‑2份；

[0015] 马来酸酐：1.5‑2.5份；

[0016] 苯甲酸钠：0.5‑1.5份。

[0017] 通过采用上述技术方案，水泥、水、再生粗骨料、天然细骨料等制成再生骨料混凝土，既能实现废旧混凝土的再利用，同时还能够降低制造混凝土的原料成本。

[0018] 由于再生粗骨料含有大量的微细孔隙，本申请在再生骨料混凝土配方中加入氟硅酸钠，可以使氟硅酸钠与混凝土拌合物发生反应，生成的含硅物质可以填充到再生粗骨料的细微孔隙中，有效阻挡外界环境中微生物分解消化有机物时释放的有机酸、硫化氢等容易腐蚀混凝土的物质进入再生粗骨料，保护混凝土不易被侵蚀，从而提高再生骨料混凝土的耐腐蚀性。

[0019] 由于再生粗骨料制得的混凝土拌合物孔隙率较大，本申请在再生骨料混凝配方中加入氟硅酸钠、马来酸酐、苯甲酸钠，在三者的共同配合下，可以形成具有凝胶性能的化学保护膜，其中化学保护膜附着在混凝土拌合物的表面，对再生骨料混凝土进行保护，使再生骨料混凝土不易受到有机酸等腐蚀物质的侵蚀，提高再生骨料混凝土的耐腐蚀性；同时，本申请的再生骨料混凝土在氟硅酸钠、马来酸酐和苯甲酸钠的协同作用下，混凝土拌合物的流动性增大，混凝土拌合物内各组分的孔隙减少，水泥与再生粗骨料和天然细骨料充分粘合，再生骨料混凝土的抗压强度大大增强。

[0020] 优选的，所述再生骨料混凝土还包括有以下质量份数的原料：

[0021] 丙三醇：2.5‑3.5份；

[0022] 乙烯基树脂：1.5‑2.5份。

[0023] 通过采用上述技术方案，丙三醇、乙烯基树脂和氟硅酸钠共同配合，与混凝土拌合物发生反应形成附着在混凝土拌合物表面上的胶体，其中，该胶体可以渗透到再生骨料内部，并填充到再生粗骨料的缝隙中，进一步提高再生骨料混凝土的密实性、耐腐蚀性和抗压强度；同时，各种原料之间的充分结合使各原料之间的连接强度得到提高，有助于进一步提高再生骨料混凝土的抗压强度。

[0024] 另外，乙烯基树脂具有较高的热稳定性，乙烯基树脂吸收水与水泥反应产生的热量后迅速固化，得到具有耐腐蚀性聚合物，聚合物附着在混凝土拌合物表面，从而有助于提高再生骨料混凝土的耐腐蚀性。

[0025] 优选的，所述再生粗骨料与所述氟硅酸钠的质量比为1000：(1.4‑1.6)。

[0026] 通过采用上述技术方案，在节省原料的同时，氟硅酸钠与混凝土拌合物反应形成的含硅化合物可以填充到再生粗骨料的孔隙中，有效阻挡容易造成再生骨料混凝土腐蚀的硫酸盐介质进入再生粗骨料混凝土内部，提高再生骨料混凝土的耐腐蚀性。

[0027] 优选的，所述氟硅酸钠、马来酸酐与苯甲酸钠的质量比为(1.3‑1.7)：(1.7‑2.3)：1。

[0028] 通过采用上述技术方案，当氟硅酸钠、马来酸酐和苯甲酸钠的质量比在(1.3‑1.7)：(1.7‑2.3)：1时，氟硅酸钠与马来素昂、苯甲酸钠互相配合，能加快化学保护膜的生成，化学保护膜附着在混凝土拌合物的表面，保护再生粗骨料不易受到硫酸盐等腐蚀物质侵蚀，进一步提高再生骨料混凝土的耐腐蚀性和抗压强度。

[0029] 优选的，所述再生粗骨料的粒径范围为10‑20mm；所述天然细骨料为河砂，所述天然细骨料的粒径范围为0.25‑0.5mm。

[0030] 通过采用上述技术方案，采用粒径范围在10‑20mm的再生粗骨料在能够降低再生骨料混凝土的孔隙率，同时减少硫酸盐介质(硫酸根离子)等有害离子进入再生骨料混凝土内部，有助于提高再生骨料混凝土的耐腐蚀性；河砂的粒径范围为0.25‑0.5mm，控制河砂的粒径范围，河砂能充分填充再生粗骨料内的孔隙，从而提高再生骨料混凝土抗压强度。

[0031] 优选的，所述再生粗骨料与所述天然细骨料的质量比为1:(0.68‑0.7)。

[0032] 通过采用上述技术方案，再生粗骨料与天然细骨料在特定质量配比下，提高了水泥与再生粗骨料和天然细骨料混合形成的混凝土拌合物的密实性，减少再生粗骨料与天然细骨料分布不均匀导致混凝土拌合物出现分层的现象，使水泥能更好的包裹骨料，进而提高再生骨料混凝土的抗压强度。

[0033] 优选的，所述减水剂为木质素磺酸盐减水剂、聚羧酸盐高效减水剂、萘系高效减水剂和脂肪族高效减水剂中的一种，更优的，所述减水剂为木质素磺酸钠减水剂。

[0034] 通过采用上述技术方案，使用木质素磺酸钠减水剂，能够提高水泥砂浆的流动性，使水泥砂浆填充细骨料和再生粗骨料之间的空隙，增强抗压强度。

[0035] 优选的，所述水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥中的一种，更优的，所述水泥为硅酸盐水泥。

[0036] 通过采用上述技术方案，水泥选用硅酸盐水泥，硅酸盐水泥中含硅元素，硅酸盐水泥与氟硅酸钠反应，生成的含硅物质可以填充再生粗骨料之间的细微孔隙，使外界的腐蚀介质不易进入混凝土内，从而提高混凝土的耐腐蚀性。

[0037] 第二方面，本申请提供一种再生骨料混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：

[0038] 一种再生骨料混凝土的制备方法，包括以下步骤：

[0039] 将氟硅酸钠、马来酸酐、苯甲酸钠、减水剂与水混合均匀，得到预混料；

[0040] 将水泥、再生粗骨料、天然细骨料、粉煤灰混合均匀，得到搅拌料；

[0041] 将预混料加入到搅拌料中，混合均匀，得到再生骨料混凝土。

[0042] 通过采用上述技术方案，把各种原料分成多个步骤进行混合，有助于提高各种原料在混凝土内的分散性，增大混凝土拌合物的流动性，使水泥能更好的包裹再生粗骨料和天然细骨料；将氟硅酸钠、水解马来酸酐、苯甲酸钠、减水剂溶于水中制成的预混料，与水泥、再生粗骨料、细骨料和粉煤灰共同配合，从而制得耐腐蚀性强的再生骨料混凝土。

[0043] 优选的，将氟硅酸钠、马来酸酐、苯甲酸钠、减水剂与水混合均匀，得到预混料；

[0044] 将水泥、再生粗骨料、天然细骨料、粉煤灰混合均匀，得到搅拌料；

[0045] 将丙三醇、乙烯基树脂和预混料加入到搅拌料中，混合均匀，得到再生骨料混凝土。

[0046] 通过采用上述技术方案，把丙三醇和乙烯基树脂与预混料一起加入到搅拌料中，可以使丙三醇、乙烯基树脂与氟硅酸钠共同配合，与混凝土拌合物反应形成可以填充再生粗骨料空隙的胶体，从而提高混凝土的密实性和抗压强度。

[0047] 综上所述，本申请具有以下有益效果：

[0048] 1.氟硅酸钠与混凝土拌合物发生反应生成的含硅物质可以填充到再生粗骨料的细微孔隙中，有效阻挡外界环境中容易腐蚀混凝土的物质进入再生粗骨料内，从而提高混凝土的耐腐蚀性；

[0049] 在氟硅酸钠、马来酸酐和苯甲酸钠的共同配合下，形成具有凝胶性能的化学保护膜，使再生骨料混凝土不易受到有机酸等腐蚀物质的侵蚀，同时促进水泥流动，有效提高再生骨料混凝土的耐腐蚀性和抗压强度；

[0050] 2.再生粗骨料与天然细骨料在特定的质量配比下，提高了水泥与再生粗骨料和天然细骨料混合形成的混凝土拌合物的密实性，减少再生粗骨料与天然细骨料分布不均匀导致混凝土拌合物出现分层的现象，使水泥能更好的包裹骨料，进而提高再生骨料混凝土的抗压强度；

[0051] 3.氟硅酸钠、丙三醇与乙烯基树脂的相互配合下，与混凝土拌合物发生反应形成附着在混凝土拌合物表面的胶体，胶体还可以渗透到再生骨料内部，填充再生粗骨料中的孔隙，有助于提高再生骨料混凝土的耐腐蚀性和抗压强度。

具体实施方式

[0052] 以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。

[0053] 本申请所涉及的原料均采用市售原料，其中部分原料的来源信息详见表1。

[0054] 表1

[0055]

[0056]

[0057] 实施例

[0058] 实施例1‑5

[0059] 一种再生骨料混凝土，由如下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥、粉煤灰、河砂、再生粗骨料、木质素磺酸钠减水剂、水、氟硅酸钠、马来酸酐和苯甲酸钠；其中再生粗骨料的粒径范围在10‑20mm，河砂的粒径范围在0.25‑0.5mm，具体选用的原料及其用量参照表2。

[0060] 表2

[0061]

[0062]

[0063] 一种再生骨料混凝土的制备方法，包括以下步骤：

[0064] 将氟硅酸钠、马来酸酐、苯甲酸钠、木质磺酸钠减水剂与水投入到搅拌釜内，在转速55r/min的条件下搅拌4min，得到预混料；

[0065] 将硅酸盐水泥、再生粗骨料、河砂、粉煤灰投入到卧式搅拌机内，在转速75r/min的条件下搅拌2min，得到搅拌料；

[0066] 将预混料加入到搅拌料中，在转速80r/min的条件下充分搅拌2min，得到再生骨料混凝土。

[0067] 实施例6

[0068] 一种再生骨料混凝土，与实施例1的不同之处在于，还投入有质量为2.5kg的丙三醇和1.5kg的乙烯基树脂。

[0069] 实施例7

[0070] 一种再生骨料混凝土，与实施例1的不同之处在于，还投入有质量为3.5kg的丙三醇和2.5kg的乙烯基树脂。

[0071] 实施例8

[0072] 一种再生骨料混凝土，与实施例1的不同之处在于，还投入有质量为3kg的丙三醇和2kg的乙烯基树脂。

[0073] 实施例9

[0074] 一种再生骨料混凝土，与实施例1的不同之处在于，还投入有质量为1kg的丙三醇和0.1kg的乙烯基树脂。

[0075] 实施例10

[0076] 一种再生骨料混凝土，与实施例1的不同之处在于，还投入有质量为5kg的丙三醇和4kg的乙烯基树脂。

[0077] 实施例11

[0078] 一种再生骨料混凝土，与实施例1的不同之处在于，还投入有质量为3kg的丙三醇。

[0079] 实施例12

[0080] 一种再生骨料混凝土，与实施例1的不同之处在于，还投入有质量为2kg的乙烯基树脂。

[0081] 实施例13

[0082] 一种再生骨料混凝土，与实施例5的不同之处在于，氟硅酸钠的质量为1kg，马来酸酐的质量为1.5kg，苯甲酸钠的质量为0.7kg。

[0083] 实施例14

[0084] 一种再生骨料混凝土，与实施例5的不同之处在于，氟硅酸钠的质量为2kg，马来酸酐的质量为2.5kg，苯甲酸钠的质量为1.4kg。

[0085] 实施例15

[0086] 一种再生骨料混凝土，与实施例5的不同之处在于，氟硅酸钠的质量为1.5kg，马来酸酐的质量为1.5kg，苯甲酸钠的质量为1.5kg。

[0087] 实施例16

[0088] 一种再生骨料混凝土，与实施例5的不同之处在于，氟硅酸钠的质量为1.4kg，马来酸酐的质量为2.5kg，苯甲酸钠的质量为0.5kg。

[0089] 实施例17

[0090] 一种再生骨料混凝土，与实施例5的不同之处在于，河砂的投入量为720kg。

[0091] 实施例18

[0092] 一种再生骨料混凝土，与实施例5的不同之处在于，将原料中的硅酸盐水泥等量替换成铁铝酸盐水泥。

[0093] 实施例19

[0094] 一种再生骨料混凝土，与实施例5的不同之处在于，将原料中的硅酸盐水泥等量替换成铝酸盐水泥。

[0095] 实施例20

[0096] 一种再生骨料混凝土，与实施例5的不同之处在于，将原料中的木质素磺酸钠减水剂等量替换成聚羧酸盐高效减水剂。

[0097] 实施例21

[0098] 一种再生骨料混凝土，与实施例5的不同之处在于，将原料中的木质素磺酸钠减水剂等量替换成萘系高效减水剂。

[0099] 实施例22

[0100] 一种再生骨料混凝土，与实施例5的不同之处在于，将原料中的木质素磺酸钠减水剂等量替换成脂肪族高效减水剂。

[0101] 实施例23

[0102] 一种再生骨料混凝土，与实施例5的不同之处在于，河砂的粒径范围小于或等于4mm，其中河砂的粒径范围为1‑4mm的占比为70％。

[0103] 实施例24

[0104] 一种再生骨料混凝土，与实施例5的不同之处在于，再生粗骨料的粒径范围为6‑30mm。

[0105] 对比例

[0106] 对比例1

[0107] 一种再生骨料混凝土，与实施例1的不同之处在于，再生骨料混凝土的组分中不包括氟硅酸钠、马来酸酐和苯甲酸钠。

[0108] 对比例2

[0109] 一种再生骨料混凝土，与实施例1的不同之处在于，再生骨料混凝土的组分中不包括马来酸酐和苯甲酸钠。

[0110] 对比例3

[0111] 一种再生骨料混凝土，与实施例1的不同之处在于，再生骨料混凝土的组分中不包括马来酸酐。

[0112] 对比例4

[0113] 一种再生骨料混凝土，与实施例1的不同之处在于，再生骨料混凝土的组分中不包括苯甲酸钠。

[0114] 对比例5

[0115] 一种再生骨料混凝土，与实施例1的不同之处在于，氟硅酸钠的质量为0.5kg。

[0116] 对比例6

[0117] 一种再生骨料混凝土，与实施例1的不同之处在于，氟硅酸钠的质量为3.5kg。

[0118] 对比例7

[0119] 一种再生骨料混凝土，与实施例1的不同之处在于，马来酸酐的质量为0.5kg。

[0120] 对比例8

[0121] 一种再生骨料混凝土，与实施例1的不同之处在于，马来酸酐的质量为4kg。

[0122] 对比例9

[0123] 一种再生骨料混凝土，与实施例1的不同之处在于，苯甲酸钠的质量为0.1kg。

[0124] 对比例10

[0125] 一种再生骨料混凝土，与实施例1的不同之处在于，苯甲酸钠的质量为3kg。

[0126] 性能检测实验

[0127] 针对本申请实施例1‑24和对比例1‑10提供的再生骨料混凝土，进行如下的性能检测：

[0128] 耐腐蚀性能测试，将实施例1‑24与对比例1‑10所制得的再生骨料混凝土分别浇铸成100mm*100mm*100mm的混凝土试块，根据GB/T50082‑2009《普通混凝土长期性能和耐久性能实验方法标准》的检测标准来检测各实施例及对比例制备的再生骨料混凝土在养护28d后浸泡在5％的硫酸钠溶液中，浸泡15小时后测试抗压强度(MPa)。

[0129] 抗压强度性能测试，将实施例1‑24和对比例1‑10所制得的再生骨料混凝土分别浇铸成150mm*150mm*150mm的混凝土试块，根据GB/T50081‑2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》的检测标准来检测各实施例及对比例制备的再生骨料混凝土的7d抗压强度(MPa)和28d抗压强度(MPa)。

[0130] 其中，每个实施例和对比例分别制备10块混凝土试块，其中5块进行耐腐蚀性能测试，5块进行抗压强度性能测试，检测数据取平均值。

[0131] 具体结果如表3所示：

[0132] 表3

[0133]

[0134]

[0135]

[0136] 根据表3中的实施例1‑5和对比例1‑10的数据对比可知，通过在含有再生骨料的混凝土中单独加入适量的氟硅酸钠，可以稍微提高再生骨料混凝土的耐腐蚀性和抗压强度(参见对比例1和对比例2)，由于氟硅酸钠能与混凝土拌合物反应生成含硅的化合物，含硅化合物可以填充到再生粗骨料的细微孔隙中，有效阻挡外界环境中的硫酸盐物质对再生粗骨料腐蚀，从而提高再生骨料混凝土的耐腐蚀性；本申请通过在含有再生粗骨料的混凝土中同时加入适量的氟硅酸钠、马来酸酐和苯甲酸钠，可以大大提高再生骨料混凝土的耐腐蚀性和抗压强度，由于氟硅酸钠、马来酸酐和苯甲酸钠三者共同配合下会形成具有凝胶性能的化学保护膜，化学保护膜附着在混凝土拌合物的表面，保护再生骨料混凝土不易受到硫酸盐等腐蚀物质的侵蚀，同时在氟硅酸钠、马来酸酐和苯甲酸钠的协同作用下，促进混凝土拌合物的流动，使水泥与再生粗骨料和河砂充分粘合，从而提高再生骨料混凝土的抗压强度。

[0137] 根据实施例1和实施例6‑12的数据对比可知，本申请在含有再生骨料的混凝土中继续加入适量的丙三醇和乙烯基树脂，可以进一步提高再生骨料混凝土的耐腐蚀性和抗压强度，由于乙烯基树脂

[0138] 根据实施例5和实施例13‑14的数据对比可知，本申请的再生骨料混凝土配方中氟硅酸钠与再生粗骨料的质量比在一定范围内，才能有效提高再生骨料混凝土的耐腐蚀性和抗压强度，氟硅酸安的添加量过多，不仅造成浪费，还无法进一步提高再生骨料混凝土的耐腐蚀性和抗压强度。

[0139] 根据实施例5和实施例15‑16的数据对比可知，本申请的再生骨料混凝土配方中氟硅酸钠、马来酸酐和苯甲酸钠的质量比在一定范围内才能互相配合，快速形成化学保护膜，促进水泥的流动，才能有效提高再生骨料混凝土的耐腐蚀性和抗压强度。

[0140] 根据实施例5和实施例17的数据对比可知，本申请的再生骨料混凝土配方中再生粗骨料和天然细骨料的质量比在一定范围内，可以提高混凝土拌合物的均匀性，提高再生骨料混凝土的抗压强度。

[0141] 根据实施例5和实施例19‑22的数据对比可知，本申请的再生骨料混凝土配方中的减水剂选用木质磺酸钠减水剂，再生骨料混凝土的耐腐蚀性和抗压强度更佳；此外，本申请的再生骨料混凝土配方中的水泥选用硅酸盐水泥，再生骨料混凝土的耐腐蚀性和抗压强度更佳。

[0142] 根据实施例5和实施例23‑24的数据对比可知，本申请选用粒径范围为10‑20mm的再生粗骨料和粒径范围为0.25‑0.5mm的天然细骨料(河砂)作为再生骨料混凝土的原料，可以降低再生骨料混凝土的孔隙率，使硫酸盐介质等腐蚀物质不易进入再生骨料混凝土内；同时在此范围内的天然细骨料能充分填充再生粗骨料内的空隙，有助于提高再生骨料混凝土的耐腐蚀性和抗压强度。

[0143] 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。