本發(fā)明屬于再生混凝土，更具體的說(shuō)是涉及一種高強(qiáng)度纖維再生混凝土及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著城市化進(jìn)程的加快，建筑行業(yè)的快速發(fā)展產(chǎn)生了大量的建筑廢棄物。廢棄混凝土作為一種主要的建筑垃圾，不僅占用大量土地資源，而且對(duì)環(huán)境造成了一定程度的污染。如何有效利用這些廢棄混凝土，減少其對(duì)環(huán)境的影響，已成為亟待解決的問(wèn)題。在此背景下，再生骨料的應(yīng)用逐漸受到重視。

2、再生骨料是指通過(guò)物理、化學(xué)等手段處理廢棄混凝土后得到的替代天然骨料的一種材料。再生骨料的應(yīng)用可以有效地減少建筑廢棄物的排放，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，從而降低混凝土生產(chǎn)的成本。然而，與天然骨料相比，再生骨料存在一些固有的缺陷，在實(shí)際應(yīng)用中還面臨諸多挑戰(zhàn)，主要包括：再生骨料表面較為粗糙，孔隙較多，導(dǎo)致其與水泥漿體之間的界面粘結(jié)力較差；再生骨料與水泥漿體之間形成的界面過(guò)渡區(qū)是混凝土中最薄弱的部分，容易成為裂縫發(fā)展的起點(diǎn)；由于再生骨料本身的強(qiáng)度限制，混凝土的整體力學(xué)性能受到了影響。

3、針對(duì)上述問(wèn)題，如何提供一種高強(qiáng)度纖維再生混凝土及其制備方法成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需攻克的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度纖維再生混凝土及其制備方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明技術(shù)方案之一：提供一種高強(qiáng)度纖維再生混凝土，按質(zhì)量份計(jì)，組分包括：

4、水泥250～400份、改性再生骨料800～1000份、粉煤灰50～100份、減水劑2～6份、鋼纖維20～60份和水150～250份；

5、所述改性再生骨料依次經(jīng)含鈣離子促進(jìn)液處理、多巴胺聚合處理和納米纖維改性制備得到。

6、進(jìn)一步的，所述含鈣離子促進(jìn)液處理的步驟為：

7、將再生骨料浸于含鈣離子促進(jìn)液中，然后加入碳酸鹽溶液，反應(yīng)30～60min，完成所述含鈣離子促進(jìn)液處理。

8、優(yōu)選的，所述含鈣離子促進(jìn)液為醋酸鈣和/或乳酸鈣溶液，其中，鈣離子濃度為0.0125m～0.125m。

9、優(yōu)選的，所述碳酸鹽溶液中的碳酸鹽為碳酸鈉和/或碳酸鉀，其中碳酸鹽溶液中碳酸根和含鈣離子促進(jìn)液中鈣離子的摩爾比為0.9～1.1:1。

10、本發(fā)明通過(guò)含鈣離子促進(jìn)液處理再生骨料，并加入碳酸鹽溶液，可以在再生骨料表面形成一層致密的碳酸鈣沉積層。這一層沉積層可以提高骨料表面的致密性和強(qiáng)度，減少吸水率，改善界面過(guò)渡區(qū)的質(zhì)量。

11、進(jìn)一步的，所述多巴胺聚合處理的步驟為：

12、將經(jīng)含鈣離子促進(jìn)液處理的再生骨料浸于多巴胺溶液中，隨后調(diào)節(jié)多巴胺溶液的ph值至8.5以上，反應(yīng)6～12h，干燥，即完成多巴胺聚合處理。

13、優(yōu)選的，所述多巴胺溶液的濃度為1～10mg/ml。

14、多巴胺聚合處理在再生骨料表面形成聚多巴胺(pda)薄膜，進(jìn)一步增強(qiáng)骨料與水泥漿體之間的界面粘結(jié)力，并賦予骨料表面一定的自修復(fù)能力。

15、進(jìn)一步的，所述納米纖維改性的步驟為：

16、將經(jīng)多巴胺聚合處理的再生骨料浸于納米纖維分散液中，靜置12～24h后，干燥，得到改性再生骨料。

17、優(yōu)選的，所述納米纖維分散液是通過(guò)將納米纖維和陰離子表面活性劑分散于水中制備得到。

18、更優(yōu)選的，所述納米纖維分散液中納米纖維的質(zhì)量百分比為0.01％～0.1％，陰離子表面活性劑的質(zhì)量百分比為0.1％～1％。

19、更優(yōu)選的，所述納米纖維包括碳納米管、石墨烯或納米纖維素；所述陰離子表面活性劑包括十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉。

20、納米纖維的改性處理可以進(jìn)一步提高骨料表面的機(jī)械性能，增強(qiáng)其與水泥漿體的結(jié)合力，同時(shí)納米纖維均勻分布于骨料表面可以提高混凝土的整體力學(xué)性能。

21、進(jìn)一步的，所述改性再生骨料由質(zhì)量百分比為60％～80％的粗骨料和20％～40％的細(xì)骨料組成。

22、其中，粗骨料的級(jí)配范圍為5～25mm，細(xì)骨料的級(jí)配范圍為＜5mm。

23、進(jìn)一步的，所述水泥為硅酸鹽水泥，牌號(hào)為po42.5。

24、進(jìn)一步的，所述減水劑為聚羧酸系減水劑。

25、進(jìn)一步的，所述鋼纖維為波形鋼纖維或彎鉤形鋼纖維。

26、本發(fā)明技術(shù)方案之二：提供一種上述高強(qiáng)度纖維再生混凝土的制備方法，步驟包括：

27、將減水劑和水混合均勻得到拌合水；

28、將水泥、改性再生骨料、粉煤灰和鋼纖維混合均勻得到干拌料；

29、將所述拌合水加入所述干拌料中，攪拌均勻即得所述高強(qiáng)度纖維再生混凝土。

30、本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

31、本發(fā)明通過(guò)三重改性處理提高了再生骨料的性能，改善了再生骨料表面的致密性和強(qiáng)度，減少吸水率，改善界面過(guò)渡區(qū)的質(zhì)量，增強(qiáng)骨料與水泥漿體之間的界面粘結(jié)力，并賦予骨料表面一定的自修復(fù)能力，提高骨料表面的機(jī)械性能，增強(qiáng)其與水泥漿體的結(jié)合力，同時(shí)納米纖維均勻分布于骨料表面，進(jìn)而提高混凝土的整體力學(xué)性能。

32、改性后的再生骨料具有更高的表面強(qiáng)度和更好的界面結(jié)合力，可以減少界面過(guò)渡區(qū)的薄弱環(huán)節(jié)，與鋼纖維協(xié)同進(jìn)一步提高混凝土的抗裂性能。

33、利用廢棄混凝土經(jīng)過(guò)處理后的再生骨料，減少了建筑廢棄物的排放，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，降低混凝土生產(chǎn)的成本。

技術(shù)特征：

1.一種高強(qiáng)度纖維再生混凝土，其特征在于，按質(zhì)量份計(jì)，組分包括：

2.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度纖維再生混凝土，其特征在于，所述含鈣離子促進(jìn)液處理的步驟為：將再生骨料浸于含鈣離子促進(jìn)液中，然后加入碳酸鹽溶液，反應(yīng)30～60min，完成所述含鈣離子促進(jìn)液處理。

3.如權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)度纖維再生混凝土，其特征在于，所述含鈣離子促進(jìn)液為醋酸鈣和/或乳酸鈣溶液，其中，鈣離子濃度為0.0125m～0.125m；所述碳酸鹽溶液中的碳酸鹽為碳酸鈉和/或碳酸鉀，其中碳酸鹽溶液中碳酸根和含鈣離子促進(jìn)液中鈣離子的摩爾比為0.9～1.1:1。

4.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度纖維再生混凝土，其特征在于，所述多巴胺聚合處理的步驟為：將經(jīng)含鈣離子促進(jìn)液處理的再生骨料浸于多巴胺溶液中，隨后調(diào)節(jié)多巴胺溶液的ph值至8.5以上，反應(yīng)6～12h，干燥，即完成多巴胺聚合處理。

5.如權(quán)利要求4所述的高強(qiáng)度纖維再生混凝土，其特征在于，所述多巴胺溶液的濃度為1～10mg/ml。

6.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度纖維再生混凝土，其特征在于，所述納米纖維改性的步驟為：將經(jīng)多巴胺聚合處理的再生骨料浸于納米纖維分散液中，靜置12～24h后，干燥，得到改性再生骨料。

7.如權(quán)利要求6所述的高強(qiáng)度纖維再生混凝土，其特征在于，所述納米纖維分散液是通過(guò)將納米纖維和陰離子表面活性劑分散于水中制備得到，其中，所述納米纖維分散液中納米纖維的質(zhì)量百分比為0.01％～0.1％，陰離子表面活性劑的質(zhì)量百分比為0.1％～1％，所述納米纖維包括碳納米管、石墨烯或納米纖維素，所述陰離子表面活性劑包括十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉。

8.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度纖維再生混凝土，其特征在于，所述改性再生骨料由質(zhì)量百分比為60％～80％的粗骨料和20％～40％的細(xì)骨料組成；所述水泥為硅酸鹽水泥，牌號(hào)為po42.5。

9.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度纖維再生混凝土，其特征在于，所述減水劑為聚羧酸系減水劑；所述鋼纖維為波形鋼纖維或彎鉤形鋼纖維。

10.一種如權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述高強(qiáng)度纖維再生混凝土的制備方法，其特征在于，步驟包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于再生混凝土技術(shù)領(lǐng)域，更具體的，是涉及一種高強(qiáng)度纖維再生混凝土及其制備方法。所述高強(qiáng)度纖維再生混凝土組分包括水泥250～400份、改性再生骨料800～1000份、粉煤灰50～100份、減水劑2～6份、鋼纖維20～60份和水150～250份，其中，改性再生骨料依次經(jīng)含鈣離子促進(jìn)液處理、多巴胺聚合處理和納米纖維改性制備得到。通過(guò)對(duì)再生骨料進(jìn)行改性處理，改善了再生骨料表面的致密性和強(qiáng)度，減少吸水率，改善界面過(guò)渡區(qū)的質(zhì)量，增強(qiáng)骨料與水泥漿體之間的界面粘結(jié)力，并賦予骨料表面一定的自修復(fù)能力，提高骨料表面的機(jī)械性能，增強(qiáng)其與水泥漿體的結(jié)合力，同時(shí)納米纖維均勻分布于骨料表面，進(jìn)而提高混凝土的整體力學(xué)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：王新忠,向義,吳月星,譚獻(xiàn)良,李麟書(shū),孫瑀雯,周彪,程偉東,張磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南城市學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23