一种火山灰浆强化再生混凝土骨料的处理方法
【专利摘要】一种火山灰浆强化再生混凝土骨料的处理方法，包括以下步骤：（1）将再生混凝土进行破碎处理和筛分，烘干，得烘干后的再生骨料；（2）用粒径<60微米的火山灰材料加水，配制火山灰浆体，采用超声分散，形成均质浆体溶液；（3）将步骤（1）烘干后的再生骨料放置于步骤（2）配制好的均质浆体溶液中进行浸泡，并搅拌；（4）将经步骤（3）处理的混合料筛分出再生骨料，滤去多余浆体溶液；（5）将步骤（4）筛分出的再生骨料烘干，将结块的骨料进行揉碎分散；（6）将经步骤（5）处理的再生骨料进行筛分，即得。本发明得到的经火山灰浆强化处理后的再生混凝土骨料制成的砂浆，与未经处理的再生混凝土骨料制成的砂浆相比，其3天和28天抗压强度提高17%以上，氯离子渗透系数降低30%以上，砂浆的新、旧界面显微硬度提高30%以上。
【专利说明】
一种火山灰浆强化再生混凝土骨料的处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种再生混凝土骨料的强化处理方法，具体的说，是涉及一种采用火 山灰浆强化处理再生混凝土骨料的方法。
【背景技术】
[0002] 再生骨料是废弃混凝土经破碎加工后得到的骨料，与天然骨料相比，再生骨料表 面附着有硬化水泥浆。硬化水泥浆的存在导致再生骨料吸水率高、强度低。这使得再生混凝 土与普通混凝土相比，其性能有较大程度的降低。通过将再生骨料进行强化处理，可以提高 再生骨料的物理力学性能，从而改善再生混凝土的性能。而再生混凝土性能的提高，对混凝 土的循环利用和可持续发展具有重要意义。
[0003] 目前，国内外已有的强化再生混凝土骨料的方法有机械强化法、酸液处理法、水玻 璃处理法、聚合物处理法以及外掺火山灰处理法等。其中机械强化法所需设备要求高，且会 产生40-70%的碎粉，降低骨料利用率;酸液处理法和水玻璃处理法需要控制其浓度，在高浓 度下反而会降低混凝土强度，对技术要求较高，且材料损耗大、成本高。硅烷和硅氧烷处理 骨料，由于会生成活性硅醇，阻碍水泥水化，也会降低强度。外掺火山灰处理法中，外掺矿物 掺合料对强度提升效果有限。
[0004] CN104045251A公开了一种二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，但是，这个技术 方案需要二氧化碳养护设备，在实际工程中操作相对较复杂。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种能有效提高再生骨 料的表观密度、再生砂浆抗压强度和抗氯离子渗透性，降低吸水率的火山灰浆强化再生混 凝土骨料的处理方法，减少天然资源的消耗，提高废弃物的利用率，操作简单，成本低。
[0006] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是： 采用一定水固比，利用超声分散形成均质溶液，浸泡再生骨料后，烘干形成预埋骨料。
[0007] 本发明之火山灰浆强化再生混凝土骨料的处理方法，包括以下步骤： (D将再生混凝土进行破碎处理和筛分，使其中再生粗骨料粒径范围为5-4〇mm(和天然 粗骨料粒径一致）;再生细骨料粒径范围为〇.〇75mm-5mm(和天然细骨料粒径一致），将再生 粗骨料和/或再生细骨料在温度为60-120°C下烘干至恒重，得烘干后的再生骨料（即再生粗 骨料和/或再生细骨料）； (2 )用粒径<60μπι(微米)的火山灰材料加水，配制火山灰浆体，水固质量比为:5 - 40:1 (优选水固比为10 - 20:1)(为了使火山灰浆有效强化再生混凝土骨料），采用超声分散(优 选5-10min)，形成均质楽;体溶液； 所述火山灰材料优选粉煤灰、娃灰、纳米娃中的至少一种;更优选粒径<50μπι(微米）的 粉煤灰、粒径〈I Oym (微米)的娃灰或/和粒径〈1 μπι (微米)的纳米娃。
[0008] (3)将步骤（1)烘干后的再生骨料放置于步骤(2)配制好的均质浆体溶液中进行浸 泡(浸泡时间优选为10-120min)，并搅拌5min以上(优选用振动仪搅拌）； (4) 将经步骤(3)处理的混合料用尺寸为75μπι(微米）的方孔筛筛分出再生骨料，滤去 多余浆体溶液； (5) 将步骤(4)筛分出的再生骨料放入温度为60-120°C的烘箱中烘干至恒重，将结块的 骨料进行揉碎分散； (6) 将经步骤(5)处理的再生骨料放入粒径75μπι(微米)方孔筛进行机械筛分(优选震动 筛分时间3-60min)，去除混杂在再生骨料中的多余火山灰粉体，即得。
[0009]将得到的烘干处理后的再生骨料分类保存在干燥环境中以待使用。
[0010]本发明利用火山灰浆干燥处理再生混凝土骨料，利用再生骨料的高吸水率，将火 山灰材料吸附到再生骨料的孔隙中，烘干后形成一种预埋骨料，火山灰浆体吸附或者镶嵌 在再生骨料表面，增大火山灰反应表面积，从而更好地改善界面性能，提高强度，比二氧化 碳养护再生骨料操作简单。同时，相比于外掺矿物掺合料，此方法所用火山灰材料用量低， 效果更好，一方面能提高再生骨料和再生混凝土性能，拓展再生材料在工程上的应用，另一 方面能节省火山灰材料，提高资源利用效率，更为经济。
[0011] 本发明强化再生骨料的制备工艺简单，成本低，可减少天然资源的消耗，并提高废 弃物的利用率。研究表明，火山灰浆强化处理能有效提高再生混凝土骨料的物理力学性能。 采用火山灰浆强化处理能有效提高再生混凝土骨料的表观密度，并减小再生混凝土骨料的 吸水率。
[0012] 本发明得到的经火山灰浆强化处理后的再生混凝土骨料制成的砂浆，与未经处理 的再生混凝土骨料制成的砂浆相比，其3天和28天抗压强度均提高17%以上，氯离子渗透系 数降低30%以上，砂浆的新、旧界面显微硬度提高30%以上。
【附图说明】
[0013] 图1是再生混凝土骨料火山灰浆处理前后的抗压强度图； 图2是再生混凝土骨料处理后的砂浆新、旧界面显微硬度图。
【具体实施方式】
[0014] 下面通过具体实施例对本发明作进一步阐述。应该说明的是，不得将下述实施例 解释为对本
【发明内容】
的限制。
[0015] 实施例1 (1) 将C30的混凝土梁破碎、筛分，获得粒径范围为0.16-2.5mm的再生混凝土细骨料 (G)，将再生骨料放置在温度为60°C的烘箱中烘干至恒重，得烘干后的再生骨料； (2) 用粒径<45μπι(微米)的粉煤灰，加水配制火山灰浆体，水固质量比为10:1，采用超声 分散8min，形成均质衆体溶液； (3) 将步骤（1)烘干后的再生骨料放置于步骤(2)配制好的均质浆体溶液中进行浸泡， 并采用振动仪进行振动搅拌30min; (4) 将经步骤(3)处理的混合料，放入粒径75μπι(微米)的方孔筛筛洗，筛分出再生骨料， 滤去多余浆体溶液； (5) 将步骤(4)筛分出的再生骨料装盘，放入温度为HKTC的烘箱进行烘干至恒重，取出 将结块的骨料进行揉碎分散； (6)将经步骤(5)处理的再生骨料放入粒径为75μπι(微米)方孔筛进行机械筛分3-5min， 去除再生骨料中的多余火山灰粉体，即得。
[0016] 将烘干处理后的骨料分类保存在干燥环境中以待使用。
[0017] 实施例2 本实施例与实施例1的区别在于:步骤(2)中，所述火山灰材料为粒径<8μπι(微米)的硅 灰。
[0018] 实施例3 本实施例与实施例1的区别在于:步骤(2)中，所述火山灰材料为粒径〈0.8μL?(微米）的 纳米硅，水固质量比为20:1。
[0019]上述实施例中的再生混凝土骨料性能检测如下： (1) 再生骨料处理前后的质量变化 对再生骨料处理前后的增重，以及火山灰材料占烘干的再生骨料的比重进行计算，如 表1所示。
(2) 再生骨料处理前后的性能变化 检测本发明火山灰强化处理对再生混凝土骨料性能的影响，采用《普通混凝土用砂、石 质量及检验方法标准》中砂的表观密度和吸水率等测试方法，对火山灰浆体强化处理前后 的再生混凝土骨料对比分析。结果表明：采用火山灰浆强化处理能有效提高再生混凝土骨 料的表观密度，并减小再生混凝土骨料的吸水率。
(3) 再生骨料处理前后对再生砂浆性能的影响 图1是未处理、碳化处理(碳化处理方法参见CN104045251A)、硅灰处理(实施例2)、粉煤 灰处理(实施例1)、纳米硅处理(实施例3)再生混凝土骨料火山灰浆处理前后的0 - 30天抗 压强度图。
[0020]将本发明得到的经火山灰浆强化处理前后的再生混凝土骨料按照胶砂比1:2.5， 水灰比0.5分别制成砂浆试件。采用ΤΥΑ-300Β型微型控制加载试验机测试3天和28天水泥胶 砂抗压强度，如表3所示。与未经处理的再生混凝土骨料制成的砂浆相比，硅灰浆、纳米硅和 粉煤灰强化处理后的再生混凝土骨料制备的砂浆3天抗压强度分别提高了 45%、20%和17%以 上。硅灰浆、纳米硅和粉煤灰强化处理后的再生混凝土骨料制备的砂浆28天抗压强度分别 提高了约55%、40%和17%以上。
[0021]采用NJW-RCM-6A型混凝土氯离子迀移系数测定仪测定砂浆试件的氯离子迀移系 数，如表4所示，结果表明经火山灰强化处理后的再生混凝土骨料制成的砂浆，其氯离子渗 透系数均能降低30%以上，这将显著降低再生砂浆的钢筋锈蚀，提高再生砂浆的耐久性。 [0022] 采用BUEHLER维氏显微硬度试验机对28d龄期各试件新旧界面显微硬度进行测试， 如图2所示，图2是未处理、硅灰处理(实施例2)、粉煤灰处理(实施例1 )、纳米硅处理(实施例 3)再生混凝土骨料处理后的砂浆新、旧界面显微硬度图。处理后砂浆新、旧界面显微硬度提 高了 30%以上。由此可见，火山灰强化处理提高了试件的微观力学性能。
[0023]
【主权项】
1. 一种火山灰浆强化再生混凝土骨料的处理方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)将再生混凝土进行破碎处理和筛分，烘干，得烘干后的再生骨料； (2 )用火山灰材料加水，配制火山灰浆体，采用超声分散，形成均质浆体溶液； (3) 将步骤（1)烘干后的再生骨料放置于步骤(2)配制好的均质浆体溶液中进行浸泡， 并搅拌； (4) 将经步骤(3)处理的混合料筛分出再生骨料，滤去多余浆体溶液； (5) 将步骤(4)筛分出的再生骨料烘干，将结块的骨料进行揉碎分散； (6) 将经步骤(5)处理的再生骨料进行筛分，即得。2. 根据权利要求1所述的火山灰浆强化再生混凝土骨料的处理方法，其特征在于，步骤 (1)中，将再生混凝土进行破碎处理和筛分，使其中再生粗骨料粒径范围为5-40mm;再生细 骨料粒径范围为0.075mm-5mm，将再生粗骨料和/或再生细骨料在温度为60-120 °C下烘干 至恒重，得烘干后的再生骨料。3. 根据权利要求1或2所述的火山灰浆强化再生混凝土骨料的处理方法，其特征在于， 步骤(2 )中，用粒径〈60微米的火山灰材料加水，配制火山灰浆体，水固质量比为5 - 40:1，采 用超声分散，形成均质浆体溶液。4. 根据权利要求3所述的火山灰浆强化再生混凝土骨料的处理方法，其特征在于，水固 质量比为10 - 20:1。5. 根据权利要求3所述的火山灰浆强化再生混凝土骨料的处理方法，其特征在于，超声 分散的时间为5-10min。6. 根据权利要求1或2所述的火山灰浆强化再生混凝土骨料的处理方法，其特征在于， 步骤(2)中，所述火山灰材料为粉煤灰、娃灰、纳米娃中的至少一种。7. 根据权利要求6所述的火山灰浆强化再生混凝土骨料的处理方法，其特征在于，所述 火山灰材料为粒径〈50微米的粉煤灰、粒径〈10微米的娃灰或/和粒径〈1微米的纳米娃。8. 根据权利要求1或2所述的火山灰浆强化再生混凝土骨料的处理方法，其特征在于， 步骤(3)中，浸泡时间为10-120min，搅拌时间为5min以上。9. 根据权利要求1或2所述的火山灰浆强化再生混凝土骨料的处理方法，其特征在于， 步骤(4)中，将经步骤(3)处理的混合料用尺寸为75微米的方孔筛筛分出再生骨料。10. 根据权利要求1或2所述的火山灰浆强化再生混凝土骨料的处理方法，其特征在于， 步骤(6)中，将经步骤(5)处理的再生骨料放入粒径75微米方孔筛进行机械筛分，即得。
【文档编号】C04B20/10GK106007438SQ201610351340
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】史才军, 曹芷杰, 谢昭彬, 王德辉
【申请人】湖南大学