一种高聚物环保再生混凝土及其制备方法与流程

1.本发明涉及混凝土领域，尤其是涉及一种高聚物环保再生混凝土及其制备方法。


背景技术：

2.随着建筑行业的发展越来越快，每天产生的建筑垃圾越来越多，同时，每天需要消耗的建筑材料也越来越多，因此，为了节约资源，目前通常会利用再生混凝土作为主要的建筑材料。
3.再生混凝土一般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，部分或全部替代砂石等天然集料，再加入水泥、水等配制而成的新混凝土。
4.针对上述相关技术，发明人认为，由于废弃的混凝土块在破碎过程中容易出现大量微细裂缝，容易导致再生集料的孔隙率较大，从而使得再生集料的表观密度与天然集料的表观密度相差较大，使得再生混凝土在制备过程中容易出现再生集料与天然集料的相容性不好，使得再生集料容易出现离散现象，导致混凝土的泌水率提高，因此，仍有改进的空间。


技术实现要素：

5.为了提高再生集料与天然集料的相容性，降低混凝土的泌水率，本技术提供一种高聚物环保再生混凝土及其制备方法。
6.第一方面，本技术提供一种高聚物环保再生混凝土，采用如下的技术方案：
7.一种高聚物环保再生混凝土，由混凝土拌和料制成，所述混凝土拌和料包括以下质量份数的组分：
8.水泥310
‑
330份；
9.水150
‑
160份；
10.再生粗集料740
‑
760份；
11.天然粗集料1500
‑
1520份；
12.粉煤灰50
‑
55份；
13.矿渣粉100
‑
110份；
14.聚羧酸高效减水剂10
‑
15份；
15.黏度调节剂3
‑
5份；
16.石蜡150
‑
200份；
17.液体速凝剂10
‑
15份。
18.通过采用上述技术方案，利用聚羧酸高效减水剂以及黏度调节剂以特定比例协同复配，有利于提高胶凝材料的稠度，从而有利于再生集料更好地被黏附于胶凝材料中，使得再生集料在搅拌过程中更加不容易出现离散的情况，进而有利于更好地降低混凝土的泌水率。
19.同时，利用石蜡将液体速凝剂包裹在再生集料内部，一方面，液体速凝剂有利于填
充再生集料的孔隙，在一定程度上有利于增大再生集料的表观密度，使得再生集料在搅拌过程中更加不容易出现离散现象，有利于再生集料更好与天然集料共混均匀并均匀分散于胶凝材料中；另一方面，石蜡将液体速凝剂包裹在再生集料内部，使得胶凝材料在发生水化反应放出热量并使得混凝土的温度升高时，石蜡容易在高温的情况下缓慢熔融，从而使得再生集料内部的液体速凝剂从再生集料内部流出，进而有利于缓解黏度调节剂对混凝土的终凝时间的影响，有利于更好地缩短混凝土的凝固时间，有利于缩短工期，有利于更好地提高生产效率。
20.优选的，所述黏度调节剂包括海藻酸钠、淀粉、明胶、糊精、果胶、琼脂、藻蛋白酸钠、酪蛋白酸钠、卡拉胶、瓜尔豆胶、结冷胶中的一种或多种。
21.通过采用上述技术方案，上述物质均来源于天然物质，不容易对环境造成影响，同时，使得制备所得的混凝土更加绿色环保。
22.优选的，所述黏度调节剂包括以下质量份数的组分：
23.酪蛋白酸钠1
‑
2份；
24.淀粉2
‑
3份。
25.通过采用上述技术方案，特定比例的酪蛋白酸钠与淀粉协同复配，有利于更好地调节胶凝材料的稠度的同时还有利于更好地提高混凝土终凝后的抗压强度，制得制备所得的混凝土的抗压强度更高。
26.优选的，所述混凝土拌和料还包括以下质量份数的组分：
27.氧化钙25
‑
30份。
28.通过采用上述技术方案，氧化钙与水会发生放热反应，从而有利于增加胶凝材料水化反应过程中放出的热量，有利于更好地促进石蜡的熔融，进而有利于速凝剂更好地发挥作用，使得混凝土的凝固时间更加不容易受到黏度调节剂的影响。
29.优选的，所述混凝土拌和料还包括以下质量份数的组分：
30.集料分散剂5
‑
10份。
31.通过采用上述技术方案，集料分散剂有利于再生粗集料在搅拌过程中更均匀地分布于胶凝材料中，从而有利于再生粗集料内被包裹的速凝剂更均匀地分布于胶凝材料中，进而使得混凝土的凝固速度更加均匀，有利于减少速凝剂分布不均而导致混凝土部分凝固速度过快或部分凝固速度过慢而导致混凝土的强度性能受到影响的情况。
32.优选的，所述集料分散剂包括气相二氧化硅、有机膨润土、纤维素醚、羟乙基纤维素中、聚丙烯酸盐中的一种或多种。
33.通过采用上述技术方案，上述物质有利于更好地调节胶凝材料的触变性能，使得胶凝材料在搅拌时流动性较大，并使得胶凝材料在停止搅拌时稠度较高，有利于集料在搅拌过程中更均匀地分布于胶凝材料内部的同时使得搅拌的操作更加不容易受到影响；另外，上述物质均为无毒无害物质，天然环保，有利于减少对环境造成的影响，使得制得的混凝土更加绿色环保。
34.优选的，所述集料分散剂包括以下质量份数的组分：
35.气相二氧化硅3
‑
7份；
36.羟乙基纤维素2
‑
3份。
37.通过采用上述技术方案，特定比例的气相二氧化硅与羟乙基纤维素协同复配，有
利于更好地提高再生粗集料的分散均匀性的同时还有利于更好地提高混凝土的强度性能，使得混凝土完全凝固后的抗压强度更高。
38.优选的，所述再生粗集料包括以下质量份数的组分：
39.再生砂子215
‑
225份；
40.再生碎石525
‑
535份；
41.所述天然粗集料包括以下质量份数的组分：
42.河砂435
‑
445份；
43.碎石1065
‑
1075份。
44.通过采用上述技术方案，采用特定比例的砂子与碎石协同复配作为混凝土的集料，有利于混凝土内的集料更好地堆积密集，使得混凝土的密实度更高，从而有利于更好地提高制备所得的混凝土的抗压强度。
45.第二方面，本技术提供一种高聚物环保再生混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
46.一种高聚物环保再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：
47.步骤1，破碎废旧混凝土块，筛选出粒径大于5mm的骨料为再生粗集料；
48.步骤2，将再生粗骨料放入容器中，然后抽真空，再往容器中加入液体速凝剂，并施加压力4
‑
5mpa，使得液体速凝剂渗入至再生粗集料内部；
49.步骤3，待液体速凝剂被完全挤入再生粗集料内部后，恢复容器的压力至常压，再往容器中加入熔融的石蜡，使得再生粗集料外周均被石蜡包裹，冷却至再生集料表面的石蜡完全凝固，得到预处理再生粗集料；
50.步骤4，依次混合预处理再生粗集料、天然粗集料、水泥、水、聚羧酸减水剂、黏度调节剂、粉煤灰以及矿渣粉，搅拌混合均匀，即得混凝土拌和料；
51.步骤5，将混凝土拌和料倒入成型模板中，并养护成型，即得高聚物环保再生混凝土。
52.通过采用上述技术方案，控制各组分的加入顺序，有利于更好地调节胶凝材料的稠度，从而有利于再生粗集料以及天然粗集料更均匀地分散于胶凝材料中。利用石蜡将液体速凝剂包裹在再生粗集料内部，有利于液体速凝剂填充再生粗集料的裂缝，在一定程度上有利于提高再生粗集料的表观密度，使得再生集料在搅拌过程中更加不容易出现离散的情况；同时，再生粗集料在搅拌过程中的石蜡熔融，使得液体速凝剂从再生粗集料中释放出来，还有利于减少黏度调节剂对混凝土的凝固时间的影响。
53.优选的，所述步骤4中还加入有质量份数为25
‑
30份的氧化钙以及质量份数为5
‑
10份的集料分散剂。
54.通过采用上述技术方案，加入氧化钙以及集料分散剂，还有利于再生粗集料更好地均匀分散于胶凝材料中，有利于速凝剂更好地发挥作用，从而使得混凝土在制备过程中的凝固时间更加不容易受到黏度调节剂的影响，还使得制备所得的混凝土的强度性能更好。
55.综上所述，本技术具有以下有益效果：
56.1、利用液体速凝剂填充再生粗集料，并利用石蜡将液体速凝剂包裹于再生粗集料内部，液体速凝剂一方面在一定程度上有利于提高再生粗集料的表观密度，使得再生粗集
料在搅拌过程中更加不容易出现离散现象；另一方面，石蜡在胶凝材料发生水化反应时缓慢熔融，并释放出液体速凝剂，使得混凝土的凝固时间更加不容易受到黏度调节剂的影响。
57.2、利用特定比例的酪蛋白酸钠与淀粉协同复配，有利于更好地提高再生粗集料的分散均匀性的同时还有利于更好地提高制得的混凝土的强度性能。
58.3、通过控制各组分的加入顺序，有利于更好地调节胶凝材料的稠度，有利于再生粗集料以及天然粗集料更均匀地分散于胶凝材料中。
具体实施方式
59.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
60.以下实施例以及对比例中的原料来源见表1。
61.表1
[0062][0063][0064]
实施例1
[0065]
本实施例公开了一种高聚物环保再生混凝土，由混凝土拌和料制成，混凝土拌和料包括以下质量的组分：
[0066]
水泥310kg；水150kg；再生砂子215kg；再生碎石525kg；河砂445kg；碎石1075kg；粉煤灰50kg；矿渣粉110kg；聚羧酸高效减水剂10kg；黄原胶5kg；石蜡150kg；液体速凝剂10kg。
[0067]
本实施例还公开了一种高聚物环保再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0068]
步骤1，破碎建筑垃圾，通过磁选以及人工分选，去除建筑垃圾中的金属、木料、玻璃、塑料等物质，并筛选出粒径大于10mm的废旧混凝土块，加入颚式破碎机中进一步破碎，然后再筛选出粒径为5
‑
10mm的集料作为再生砂子，筛选出粒径为10
‑
31.5mm的集料作为再生碎石。
[0069]
步骤2，将再生砂子以及再生碎石放入钢制的容器中，并往容器加入液体速凝剂，然后加盖密封容器，并在容器上连通抽气管，利用抽气泵以及抽气管将容器内的空气抽出，使得容器内的压力达到4mpa，维持容器内的压力30min，使得液体速凝剂完全被挤入再生砂子以及再生碎石内部。
[0070]
步骤3，待液体速凝剂完全被挤入再生砂子以及再生碎石内部后，泄压使得容器内的压力恢复至常压。然后打开容器密封盖，往容器中加入熔融的石蜡，使得再生砂子以及再生碎石外表面均被石蜡包覆，再冷却至再生砂子以及再生碎石表面的石蜡完全凝固，得到预处理再生粗集料。
[0071]
步骤4，在混凝土搅拌机中依次加入预处理再生粗集料、河砂、碎石、水泥、水、聚羧酸减水剂、黄原胶、粉煤灰以及矿渣粉，并以20r/min的转速进行搅拌，搅拌混合均匀，即得混凝土拌和料。
[0072]
步骤5，将混凝土拌和料倒入预先涂有脱模剂的成型模具中，在25℃的温度下养护28天，即得高聚物环保再生混凝土。
[0073]
实施例2
‑3[0074]
与实施例1的区别在于：
[0075]
步骤2中容器内的压力控制为5mpa，混凝土拌和料的各组分用量不同，实施例1
‑
3的各组分的用量详见表2，各组分的用量的单位为kg。
[0076]
表2
[0077]
[0078][0079]
实施例4
[0080]
与实施例3的区别在于：步骤4中，以1kg的酪蛋白酸钠以及3kg的淀粉替代4kg黄原胶。
[0081]
实施例5
[0082]
与实施例3的区别在于：步骤4中，以2kg的酪蛋白酸钠以及2kg的淀粉替代4kg黄原胶。
[0083]
实施例6
[0084]
与实施例3的区别在于：步骤4中，以4kg酪蛋白酸钠替代4kg黄原胶。
[0085]
实施例7
[0086]
与实施例3的区别在于：步骤4中，以4kg淀粉替代4kg黄原胶。
[0087]
实施例8
[0088]
与实施例3的区别在于：步骤4中，以2kg的黄原胶以及2kg的淀粉替代4kg黄原胶。
[0089]
实施例9
[0090]
与实施例3的区别在于：步骤4中，以2kg的酪蛋白酸钠以及2kg的黄原胶替代4kg黄原胶。
[0091]
实施例10
[0092]
与实施例3的区别在于：步骤4中还加入有25kg氧化钙，且氧化钙在矿渣粉之后加入。
[0093]
实施例11
[0094]
与实施例3的区别在于：步骤4中还加入有30kg氧化钙，且氧化钙在矿渣粉之后加入。
[0095]
实施例12
[0096]
与实施例3的区别在于：步骤4中还加入有3kg气相二氧化硅以及3kg羟乙基纤维
素，且气相二氧化硅以及羟乙基纤维素均在加入水之后加入。
[0097]
实施例13
[0098]
与实施例3的区别在于：步骤4中还加入有7kg气相二氧化硅以及2kg羟乙基纤维素，且气相二氧化硅以及羟乙基纤维素均在加入水之后加入。
[0099]
实施例14
[0100]
与实施例3的区别在于：步骤4中还加入有9kg气相二氧化硅，且气相二氧化硅在加入水之后加入。
[0101]
实施例15
[0102]
与实施例3的区别在于：步骤4中还加入有9kg羟乙基纤维素，且羟乙基纤维素在加入水之后加入。
[0103]
实施例16
[0104]
与实施例3的区别在于：步骤4中还加入有7kg聚酰胺以及2kg羟乙基纤维素，且聚酰胺以及羟乙基纤维素均在加入水之后加入。
[0105]
实施例17
[0106]
与实施例3的区别在于：步骤4中还加入有7kg气相二氧化硅以及2kg聚酰胺，且气相二氧化硅以及聚酰胺均在加入水之后加入。
[0107]
实施例18
‑
20
[0108]
与实施例3的区别在于：
[0109]
步骤4中，以酪蛋白酸钠以及淀粉的混合物替代黄原胶；且步骤4中还加入有氧化钙、气相二氧化硅以及羟乙基纤维素，且气相二氧化硅以及羟乙基纤维素均在加入水之后加入，氧化钙在加入矿渣粉之后加入。
[0110]
实施例18
‑
20的各组分的用量详见表3，表3中各组分的用量单位为kg。
[0111]
表3
[0112]
[0113][0114]
对比例1
[0115]
与实施例3的区别在于：制备的高聚物环保再生混凝土未经步骤2以及步骤3的预处理，且步骤4中采用等量的聚羧酸减水剂替代黏度调节剂。
[0116]
对比例2
[0117]
与实施例3的区别在于：制备的高聚物环保再生混凝土未经步骤2以及步骤3的预处理。
[0118]
实验1
[0119]
根据gb/t 50080
‑
2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》中的泌水试验检测以上实施例以及对比例制备所得的高聚物环保再生混凝土的泌水率(％)。
[0120]
实验2
[0121]
根据gb/t 50080
‑
2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》中的凝结时间试验检测以上实施例以及对比例制备所得的高聚物环保再生混凝土的初凝时间(min)以及终凝时间(min)。
[0122]
实验3
[0123]
根据gb/t 50081
‑
2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》中的抗压强度试验检测以上实施例以及对比例制得的高聚物环保再生混凝土的28d抗压强度(mpa)。
[0124]
以上实验的检测数据见表4。
[0125]
表4
[0126]
[0127][0128]
根据表4中实施例3与对比例1
‑
2的数据对比可得，对比例1中采用再生集料替代部分天然集料，容易导致集料的相容性下降，容易出现泌水现象，对比例2中加入聚羧酸减水剂以及黏度调节剂，有利于更好地提高再生集料以及天然集料的相容性，使得混凝土的泌水率下降，但同时容易对凝固时间造成较大的影响，利用石蜡包裹液体速凝剂，有利于很好地缓解黏度调节剂对混凝土的凝结时间的影响。
[0129]
根据表4中实施例3
‑
9的数据对比可得，通过采用特定比例的酪蛋白酸钠以及淀粉协同复配作为黏度调节剂，有利于更好地调节胶凝材料的稠度，使得再生集料以及天然集料更好地均匀分布于胶凝材料内，从而有利于更好地降低泌水率；同时，还有利于更好地提高制得的混凝土的抗压强度，且只有当酪蛋白酸钠以及淀粉以特定比例协同复配时，才能达到提高混凝土的强度性能的效果，缺少了其中任一组分或替换了任一组分，都无法实现效果。
[0130]
根据表4中实施例3与实施例10
‑
11的数据对比可得，通过加入氧化钙，有利于更好地促进包裹在再生粗集料外表面的石蜡的溶解，有利于再生粗集料内部被包裹的液体速凝剂更好地被释放出来，从而有利于更好地缩短混凝土的凝固时间。
[0131]
根据表4中实施例3与实施例12
‑
17的数据对比可得，通过采用特定比例的气相二氧化硅与羟乙基纤维素协同复配作为集料分散剂，有利于再生粗集料更均匀地分布，从而有利于速凝剂更好地均匀释放以缩短混凝土的凝固时间；同时，还有利于更好地提高制备所得的混凝土的抗压强度，且只有当气相二氧化硅与羟乙基纤维素以特定比例协同复配时，才能达到较好的提高效果，缺少了任一物质或替换了其中任一物质，都容易对强度性能的提升效果产生较大的影响。
[0132]
以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。