碳纤维增强再生骨料混凝土的制作方法
【专利摘要】本发明涉及混凝土，目的是提供一种综合性能好、成本低的碳纤维增强再生骨料混凝土。碳纤维增强再生骨料混凝土，每立方的组成为水泥400～520kg、砂630～780kg、再生粗骨料1000～1100kg、碳纤维1～7kg、硅灰35～42kg、缓凝剂1.2～2.0kg、熟石灰3.5～5kg；所述的碳纤维经硅烷偶联剂预处理，碳纤维长度5～25mm。本发明保证再生骨料与凝胶材料和增强材料的充分结合。所以本发明混凝土抗压、抗拉能力都显著提高。并且原材料都很常见，加工工艺简单。为废弃混凝土再生骨料的广泛应用奠定了基础。
【专利说明】
碳纤维増强再生骨料混凝土
技术领域
[0001] 本发明涉及混凝土，具体涉及一种利用废弃混凝土作为骨料的混凝土。
【背景技术】
[0002] 混凝混凝土是建筑、市政工程等领域最常用的原材料。随着人口增加和城市化进 程加快，我国对混凝土的用量需求不断增加;这也就导致了对混凝土的主要原材料一一骨 料的需求量日益增长。传统混凝土骨料都是采用天然砂石。天然砂石的大量开采，给生态环 境造成破坏。并且天然砂石是不可再生资源，资源日趋枯竭。
[0003] 与此同时，建筑业产生的废弃混凝土、砖石碎块等的数量也相当巨大。需要巨额的 处理费，并且废弃混凝土的堆放或填埋将占用大量土地，还会造成环境污染。
[0004] 为了减少天然砂石骨料的用量，节约资源；同时尽可能利用废弃混凝土。现有技术 中出现了利用废弃混凝土、砖石碎块等作为再生骨料添加到混凝土的技术一一将废弃混凝 土经过破碎、清洗、分级等工序，替代天然骨料配制成新混凝土。已有的研究显示，该产品基 本能满足普通混凝土的性能要求，应用要求不高的场合，理论上也具有用于结构工程的可 行性。但该产品抗压性能尚可，但普遍存在抗拉性能差的缺陷。所以规模化应用还只是一个 设想。
[0005] 而现有技术中为了提高再生骨料混凝土的抗拉性能，也出现了添加碳纤维、玻纤 进行增强;或者添加其他辅助制剂进行加强的技术。但或者配方复杂，材料、加工成本太高； 或者效果不够理想;都没能很好的解决工程应用的难题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种综合性能好、加工成本低的碳纤维增强再生骨料混凝 土。
[0007] 为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种碳纤维增强再生骨料混 凝土，每立方的组成为:水泥400~520kg、砂630~780kg、再生粗骨料1000~1100kg、碳纤维 1~7kg、娃灰35~42kg、缓凝剂1.2~2.0kg、熟石灰3.5~5kg;所述的碳纤维经硅烷偶联剂 预处理，碳纤维长度5~25mm。粗骨料和砂的划分仍然按常规本领域惯例：砂的粒径小于 4.75mm、粗骨料粒径大于4.75mm。
[0008] 优选的，所述再生粗骨料的颗粒粒径10~60mm。
[0009] 优选的，所述再生粗骨料的颗粒粒径20~40mm。
[0010] 优选的，每立方的组成为水泥440~448kg、砂660~715kg、再生粗骨料1070~ 1105kg、碳纤维4~6kg、娃灰35~36kg、缓凝剂1.2~1.5kg、熟石灰4.7~4.9kg;所述的碳纤 维经硅烷偶联剂预处理，碳纤维长度10~20_。
[0011] 优选的，每立方的组成为水泥472kg、砂638.5kg、再生粗骨料1087.6kg、碳纤维 6.7kg、娃灰37.56kg、缓凝剂1.53kg、熟石灰4.36kg;所述的碳纤维经硅烷偶联剂预处理，碳 纤维长度10~20mm。
[0012]优选的，所述的每立方混凝土含有碳纤维4~6kg。
[0013] 相应的，所述碳纤维增强再生骨料混凝土的加工方法，步骤包括：
[0014] a、将碳纤维用硅烷偶联剂预处理；
[0015] b、预处理后的全部碳纤维与硅灰、砂按1:1:1的重量比混合均匀；
[0016] c、加入剩余原料和水混合均匀即得混凝土浆料成品；该浆料可浇筑到所需要的场 合进一步固结、养护。
[0017] 优选的，所述步骤b中，硅烷偶联剂用量为待处理物料总重量的1.5~2%;硅烷偶 联剂先与水混溶，然后将碳纤维放入水溶液中浸泡、晾干。
[0018] 本发明通过用硅烷偶联剂预处理碳纤维，便于碳纤维与其他无机材料的混合与浸 润;利用硅灰(也叫微硅粉或称凝聚硅灰）的流动性更好地填充再生粗骨料的表面间隙，两 者协同也能增强混合效果并增强混凝土性能，尤其是抗拉性能。加工的时候硅烷偶联剂处 理后的碳纤维与等量硅灰和砂混匀，便于混合均匀。这样整体上可以起到让物料分布更均 匀，增强效果更好。而缓凝剂的使用，调整和保持混凝土坍落度，同时延缓固结时间，使物料 中的水泥浆充分流动与骨料接触，提高结合效果。所以本发明混凝土抗压、抗拉能力都显著 提高。并且熟石灰对本发明混凝土性能也有意想不到的好处。本发明所用的原材料都很常 见，加工工艺也较为简单，材料成本、加工成本低;为混凝土再生骨料的广泛应用奠定了基 础。
【附图说明】
[0019] 图1是C30标准的本发明混凝土与普通混凝土 28d抗压强度对比图；
[0020]图2是C30标准的本发明混凝土与普通混凝土28d劈裂抗拉强度对比图。
【具体实施方式】
[0021]下面介绍本发明的具体实施例，及对比例及检测结果情况；以便详细展示本发明 的技术方案和有益效果。
[0022]实施例中，水泥采用325常规水泥、砂采用天然细砂、废弃混凝土破碎制成的再生 粗骨料粒径20~40mm，碳纤维牌号T700、长度在10~20mm，缓凝剂牌号ZLC-A1。
[0023]碳纤维的预处理是按碳纤维总重量1.6%称取硅烷偶联剂溶于适量水中；将碳纤 维浸泡水溶液后取出晾干;或将水溶液均匀喷涂到碳纤维表面后晾干。
[0024]然后按照C30配比，另加硅灰、碳纤维、缓凝剂、熟石灰分别制备10组混凝土样品， 粗骨料采用再生料。具体配料比如下表所示：
[0025]
[0026]
[0027] 再配置10组普通C30混凝土样品，普通C30混凝土样品不添加硅灰、碳纤维、缓凝 剂、熟石灰;其他配料比例与上表中对应组别的样品一致，但粗骨料采用粒径20~40mm的天 然石子。
[0028]然后对本发明的10组C30混凝土样品和对应的普通C30混凝土样品的性能进行对 比，结果如图1、2和下表所示：
[0029]
[0030] 由以上结果可见，采用本发明的技术方案后，混凝土塌落度、和易性都较现有技术 有所改善，克服了现有技术中增加纤维材料后影响和易性和塌落度的问题。同时因为增加 了碳纤维抗拉强度显著提高。并且抗压强度也有明显提升。综合性能较同牌号的普通混凝 土更好。攻克了废弃混凝土再生利用的难题。
[0031] 本发明的技术方案中，硅灰、碳纤维、缓凝剂虽然用量都不大，但相互协同作用后 对混凝土性能有重要影响，这与理论设计是相协调的。熟石灰对性能的影响则是实验中偶 然发现，作用机制尚不明确。本发明的混凝土性能优异，加工材料成本、工艺成本低，完全可 以替代传统混凝土，从而节约天然砂石骨料。上述实施例中对原材料牌号或来源的选择一 方面是这些材料本身常用，同时也是为了便于在同一基准下进行性能对比，包括废弃混凝 土都是确保来源相同的。本领域技术人员都能明确上述材料选择不是唯一或限定性的。
【主权项】
1. 一种碳纤维增强再生骨料混凝土，其特征在于:每立方的组成为：水泥400~520kg、 砂630~780kg、再生粗骨料1000~1100kg、碳纤维1~7kg、硅灰35~42kg、缓凝剂1.2~ 2.0kg、熟石灰3.5~5kg;所述的碳纤维经硅烷偶联剂预处理，碳纤维长度5~25mm。2. 根据权利要求1所述的碳纤维增强再生骨料混凝土，其特征在于:所述再生粗骨料的 颗粒粒径10~60mm。3. 根据权利要求2所述的碳纤维增强再生骨料混凝土，其特征在于:所述再生粗骨料的 颗粒粒径20~40mm。4. 根据权利要求1所述的碳纤维增强再生骨料混凝土，其特征在于:每立方的组成为水 泥440~448kg、砂660~715kg、再生粗骨料1070~1105kg、碳纤维4~6kg、娃灰35~36kg、缓 凝剂1.2~1.5kg、熟石灰4.7~4.9kg;所述的碳纤维经硅烷偶联剂预处理，碳纤维长度10~ 20mm 〇5. 根据权利要求1所述的碳纤维增强再生骨料混凝土，其特征在于:每立方的组成为水 泥472kg、砂638.5kg、再生粗骨料1087.6kg、碳纤维6.7kg、硅灰37.56kg、缓凝剂1.53kg、熟 石灰4.36kg;所述的碳纤维经硅烷偶联剂预处理，碳纤维长度10~20mm。6. 根据权利要求1~5中任意一项所述碳纤维增强再生骨料混凝土的加工方法，步骤包 括： a、 将碳纤维用硅烷偶联剂预处理； b、 预处理后的碳纤维与等量硅灰、与碳纤维等量的砂混合均匀； c、 加入剩余原料和水混合均匀即得混凝土浆料。7. 根据权利要求6所述的碳纤维增强再生骨料混凝土的加工方法，其特征在于:所述步 骤b中，硅烷偶联剂用量为待处理物料总重量的1.5~2%;硅烷偶联剂先与水混溶，然后将 碳纤维放入水溶液中浸泡、晾干。
【文档编号】C04B28/00GK105884279SQ201610240581
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】强跃, 李莉, 王不凡, 王蓉
【申请人】重庆三峡学院