專利名稱：低彈模改性粗纖維及活性礦物料復(fù)合增強(qiáng)再生混凝土制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新型環(huán)保的綠色建筑材料領(lǐng)域，涉及一種采用廢舊混凝土制備的再生混凝土，特別涉及一種采用低彈模改性聚丙烯粗TANK纖維活性膠凝材料復(fù)合增強(qiáng)再生混凝土的制備方法。
背景技術(shù)：
自然資源的大量消耗和不合理利用造成了自然資源的日益短缺，廢棄混凝土作為建筑施工和拆除的舊有建筑而產(chǎn)生的廢料，若棄之不用則不僅會帶來復(fù)雜的環(huán)境問題，而且又造成了巨大的資源浪費(fèi)。因此，為符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的要求，實現(xiàn)混凝土產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，再生混凝土的研究和應(yīng)用已勢在必行。然而，再生混凝土制備中，采用的粗骨料為不同來源的廢棄混凝土經(jīng)過人工破碎、加工而成的骨料，相比天然骨料，由于再生骨料的初始缺陷以及制備出的再生混凝土中新砂漿和再生骨料的弱接觸界面以及混凝土本身的離散性等諸多因素限制了再生混凝土制備技術(shù)的發(fā)展。而將改性的聚丙烯粗纖維材料和活性礦物料添加入再生混凝土中，纖維材料具有良好的阻裂增韌能力，活性礦物料中活性元素在混凝土中經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生C-S-H凝膠，降低了混凝土中空隙率并改善了孔結(jié)構(gòu)，從而使得混凝土界面過渡區(qū)致密而改善了混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)。采用纖維復(fù)合活性礦物料是實現(xiàn)再生混凝土性能改善的有效途徑，在綠色混凝土材料的制備方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種低彈模改性粗纖維及活性礦物料復(fù)合增強(qiáng)再生混凝土的制備方法，該方法利用改性聚丙烯粗纖維良好的抗拉阻裂能力以及較好的握裹力， 并結(jié)合活性礦物料中活性元素的化學(xué)作用改善了混凝土中的孔結(jié)構(gòu)，通過合理的配合比設(shè)計，制備了一種通過添加聚丙烯粗TANK纖維和活性礦物料復(fù)合增強(qiáng)的再生混凝土。該方法經(jīng)濟(jì)、簡單且實用，為改善再生混凝土的性能提供了一種新的方法。為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案一種低彈模改性粗纖維及活性礦物料復(fù)合增強(qiáng)再生混凝土的制備方法，其特征在于，該方法采用破碎的廢舊混凝土作為混凝土的部分再生粗骨料，添加改性聚丙烯TANK 纖維、粉煤灰、硅粉和高效減水劑，以改善再生混凝土的力學(xué)性能，具體制備按下列步驟進(jìn)步驟一，按照如下配比對再生混凝土進(jìn)行配制，每立方混凝土中，以100份重量單位計，由以下物質(zhì)組成32. 5R普通硅酸鹽水泥14份，細(xì)骨料(中粗砂)20份，天然碎石 (5-31. 5mm) :36份；再生骨料(5_20mm) :15份；11級粉煤灰4_5份，硅粉1_2份，高效減水劑0. 3份，水9份，改性聚丙烯TANK纖維0. 01-0. 04份；步驟二，將廢舊混凝土采用顎式破碎機(jī)進(jìn)行機(jī)械破碎并進(jìn)行清洗、篩分，制得再生粗骨料，在此基礎(chǔ)上，對再生粗骨料依據(jù)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢測方法標(biāo)準(zhǔn)》 (JGJ52-2006)進(jìn)行篩分析、含泥量、壓碎值指標(biāo)及飽和面干狀態(tài)下壓碎值指標(biāo)等試驗，以保證再生粗骨料級配滿足連續(xù)級配、含泥量及壓碎值指標(biāo)等要求；步驟三，對于細(xì)骨料顆粒級配，依據(jù)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢測方法標(biāo)準(zhǔn)》 (JGJ52-2006)，砂顆粒級配宜優(yōu)先選用II區(qū)砂，以滿足混凝土配制過程中對細(xì)骨料級配的要求；步驟四，按照配方量的重量份數(shù)將細(xì)骨料、改性聚丙烯TANK纖維和硅粉放入攪拌機(jī)中干混攪拌均勻，攪拌時間30-60秒；步驟五，按照配方量的重量份數(shù)將水泥、II級粉煤灰、30%重量份數(shù)的天然碎石和 30%的重量份數(shù)的再生骨料投入攪拌機(jī)中干混均勻，時間不少于120秒；步驟六，將剩余的天然碎石和再生骨料再投入攪拌機(jī)，并加入配方中總水量的 60%進(jìn)行攪拌，混料時間不低于5分鐘；步驟七，將配方中總水量的30%再加入攪拌機(jī)中均勻攪拌，時間不低于2分鐘，最后，將其余10%的水加入攪拌，直至混凝土攪拌均勻，工作性能滿足混凝土的澆筑要求。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)I、選用表面為波浪形低彈模改性聚丙烯粗TANK纖維，利用聚丙烯粗纖維微筋材作用抑制混凝土中宏觀裂縫開展，而又因其與水泥漿體間較好的摩擦力，增強(qiáng)了纖維與混凝土的握裹力使得混凝土的韌性增加。2、摻入了活性礦物超細(xì)粉(II級粉煤灰和硅粉)，利用其中活性礦物成分的化學(xué)反應(yīng)形成C-S-H凝膠，而再生混凝土中普遍存在兩種界面即再生粗骨料中老砂漿與新砂漿之間的界面、粗骨料和新砂漿之間的界面，C-S-H凝膠能有效填充混凝土中孔隙而改變混凝土中孔結(jié)構(gòu)從而起到改善界面過渡區(qū)的作用。3、將阻裂增韌的改性聚丙烯粗TANK纖維與改善混凝土孔結(jié)構(gòu)增加界面致密性的
活性礦物料相結(jié)合，制備了一種復(fù)合增強(qiáng)的再生混凝土。該方法簡單易行，在適當(dāng)配比情況
下，不僅可以普遍滿足常用的普通中、低標(biāo)號混凝土的要求，而且由于使用的是建筑廢棄物
加工而成的粗骨料，從循環(huán)再利用、節(jié)約成本以及環(huán)保節(jié)能方面還有較好的經(jīng)濟(jì)和社會效 .、
Mo


圖I是改性聚丙烯粗TANK纖維圖片；圖2是再生混凝土粗骨料顆粒級配曲線；圖3是混凝土立方體與軸心抗壓強(qiáng)度變化趨勢直方圖；圖4是混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度變化趨勢直方圖；圖5是改性聚丙烯粗TANK纖維和活性礦物料復(fù)合增強(qiáng)再生混凝土力學(xué)性能歸一化對比圖；以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實施例方式本實施例制備的低彈模改性粗纖維及活性礦物料復(fù)合增強(qiáng)再生混凝土，每立方混凝土中，以100份重量單位計，由以下物質(zhì)組成32. 5R普通硅酸鹽水泥14份，細(xì)骨料(中粗砂)20份，天然碎石(5-31. 5mm) :36份；再生骨料(5_20mm) :15份；11級粉煤灰:4_5份，硅粉1-2份，高效減水劑0. 3份，水9份，改性聚丙烯TANK纖維0. 01-0. 04份。其中，高效減水劑采用蘭州山河建材有限公司生產(chǎn)的SH-I高效減水劑。低彈模聚丙烯粗TANK纖維選擇陜西萬達(dá)工程材料有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品(圖I)。在以下的實驗中，申請人由不同的拆遷工地收集了不同來源的廢舊混凝土，經(jīng)調(diào)查其原結(jié)構(gòu)本身的服役時間分別為15年和40年，此外，還收集了實驗室做完試驗的廢棄混凝土，分別將其破碎、篩分、清洗加工。粗骨料分別包括天然碎石和三種不同來源的再生混凝土骨料。其中天然碎石骨料表示為NA ;采用實驗室破碎的混凝土骨料為RA-I ;采用服役壽命15年的拆遷廢棄混凝土制備的粗骨料表示為RA_II，40年壽命的表示為RA-III。以下是發(fā)明人給出的實施例。實施例I、對廢舊混凝土進(jìn)行機(jī)械破碎、篩分、清洗等，制備的粗骨料顆粒級配應(yīng)滿足《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢測方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ52-2006)第3. 2. I條中表3. 2. 1_2(碎石或卵石的顆粒級配范圍)對骨料的要求。由圖2可知，天然粗骨料NA-I、再生粗骨料RA-I、 RA-II、RA-III均滿足JGJ52-2006對粗骨料連續(xù)級配的要求。由顆粒級配累計曲線圖2確定出顆粒的相關(guān)粒徑d1(l、d3(l和d6(l，并求出不均勻系數(shù)
Ku = d60/d10和曲率系數(shù)&^^^/^^· )。其中d1(l為小于某顆粒粒徑的顆粒質(zhì)量累計百
分?jǐn)?shù)為10%時對應(yīng)的粒徑；d3(l為小于某顆粒粒徑的顆粒質(zhì)量累計百分?jǐn)?shù)為30%時對應(yīng)的粒徑；d6(l為小于某顆粒粒徑的顆粒質(zhì)量累計百分?jǐn)?shù)為60%時對應(yīng)的粒徑。由JGJ52-2006中第3. 2. I條中表3. 2. 1_2可知，對于5_31. 5mm以內(nèi)的粗骨料，經(jīng)計算，不均勻系數(shù)Ku的范圍在(O. 37，O. 69)之間，而曲率系數(shù)K。范圍應(yīng)在(O. 80，I. 53)之間。由表I可知，各不同骨料的不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)，均滿足JGJ52-2006對顆粒級配的要求，說明骨料級配良好。表I :粗骨料不均勻系數(shù)及曲率系數(shù)
權(quán)利要求
1.一種低彈模改性粗纖維及活性礦物料復(fù)合增強(qiáng)再生混凝土的制備方法，其特征在于，該方法采用破碎的廢舊混凝土作為混凝土的部分再生粗骨料，添加改性聚丙烯TANK 纖維、粉煤灰、硅粉和高效減水劑，以改善再生混凝土的力學(xué)性能，具體制備按下列步驟進(jìn)步驟一，按照如下配比對再生混凝土進(jìn)行配制，每立方混凝土中，以100份重量單位計，由以下物質(zhì)組成32. 5R普通硅酸鹽水泥14份，細(xì)骨料20份，天然碎石36份；再生骨料15份；II級粉煤灰4份 5份，硅粉I份 2份，高效減水劑0. 3份，水9份，改性聚丙烯TANK纖維0. 01-0. 04份；步驟二，將廢舊混凝土采用顎式破碎機(jī)進(jìn)行機(jī)械破碎并進(jìn)行清洗、篩分，制得再生粗骨料，在此基礎(chǔ)上，對再生粗骨料依據(jù)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢測方法標(biāo)準(zhǔn)》 (JGJ52-2006)進(jìn)行篩分析、含泥量、壓碎值指標(biāo)及飽和面干狀態(tài)下壓碎值指標(biāo)等試驗，以保證再生粗骨料級配滿足連續(xù)級配、含泥量及壓碎值指標(biāo)等要求；步驟三，對于細(xì)骨料顆粒級配，依據(jù)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢測方法標(biāo)準(zhǔn)》 (JGJ52-2006)，砂顆粒級配宜優(yōu)先選用II區(qū)砂，以滿足混凝土配制過程中對細(xì)骨料級配的要求；步驟四，按照配方量的重量份數(shù)將細(xì)骨料、改性聚丙烯TANK纖維和硅粉放入攪拌機(jī)中干混攪拌均勻，攪拌時間30-60秒；步驟五，按照配方量的重量份數(shù)，將水泥、II級粉煤灰、30%重量份數(shù)的天然碎石和 30%的重量份數(shù)的再生骨料投入攪拌機(jī)中干混均勻，時間不少于120秒；步驟六，將剩余的天然碎石和再生骨料再投入攪拌機(jī)，并加入配方中總水量的60%進(jìn)行攪拌，混料時間不低于5分鐘；步驟七，將配方中總水量的30%再加入攪拌機(jī)中均勻攪拌，時間不低于2分鐘，最后， 將剩余的10%的水加入攪拌，直至混凝土攪拌均勻，工作性能滿足混凝土的澆筑要求。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的天然碎石的粒度范圍為5mm 31. 5mm,所述的再生骨料的粒度范圍為5mm 20mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低彈模改性粗纖維及活性礦物料復(fù)合增強(qiáng)再生混凝土的制備方法，采用破碎的廢舊混凝土作為混凝土的部分再生粗骨料，添加改性聚丙烯TANK纖維、粉煤灰、硅粉和高效減水劑，以改善再生混凝土的力學(xué)性能，每立方混凝土中，以100份重量單位計，由以下物質(zhì)組成32.5R普通硅酸鹽水泥14份，細(xì)骨料(中粗砂)20份，天然碎石(5-31.5mm)36份；再生骨料(5-20mm)15份；II級粉煤灰4-5份，硅粉1-2份，高效減水劑0.3份，水9份，改性聚丙烯TANK纖維0.01-0.04份；該方法制備簡單，性能可靠，為有效利用和推廣再生混凝土提供了一種新的方法，提高了廢舊混凝土的利用率，具有一定的經(jīng)濟(jì)和社會價值。
文檔編號C04B18/08GK102584136SQ20121001404
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者丁怡潔, 何金勝, 張博, 李彬彬, 李濤, 王社良 申請人:西安建筑科技大學(xué)