专利名称：一种低弹模纤维增强再生混凝土的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种采用废旧混凝土制备的再生混凝土，属于新型环保的绿色建筑材料领域，特别涉及一种采用低弹模聚丙烯纤维增韧再生混凝土。
背景技术：
长期以来粗放的生产方式使得传统建筑从资源的开采、原料的加工、建筑物的修建及使用以及到建筑的拆除，在整个建筑的生命周期中很少考虑对资源和环境的不利影响。而利用再生混凝土制备技术则能有效的节约资源、保护环境。目前，再生混凝土制备技术被认为是发展生态绿色混凝土的有效方法，是实现建筑资源环境可持续发展的重要措施之一。而再生混凝土制备中采用的粗骨料为不同来源的废弃混凝土经过人工破碎、加工而成的骨料，相比天然骨料，由于新砂浆和再生骨料的界面弱接触以及骨料的初始缺陷、离散不稳定的抗压性能等因素限制了再生混凝土制备技术的发展。而利用纤维材料其良好的阻裂特性能有效的改善再生混凝土内部裂缝的开展，是实现再生混凝土性能改善的有效途径，在绿色混凝土材料的制备新方法方面具有良好的应用前景和发展前途。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种低弹模纤维再生混凝土的制备方法，该方法利用低弹模聚丙烯纤维良好的增韧能力，通过合理配合比设计，掺加一定体积率的聚丙烯抗老化三枝纤维，制成了低弹模纤维再生混凝土。该方法经济、简单和实用，其符合现行规范和标准对混凝土骨料及强度性能的要求，为可循环的绿色混凝土的制备提供了一种新的方法。为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案一种低弹弹模纤维增强再生混凝土的制备方法，其特征在于，该方法采用破碎的废旧混凝土作为混凝土的部分粗骨料，将低弹模聚丙烯纤维掺入再生混凝土中改善再生混凝土的性能，具体制备按下列步骤进行步骤一，按照如下配比对再生混凝土进行配制，每立方混凝土中，以100份重量单位计，由以下物质组成32. 5R普通硅酸盐水泥20-21份，细骨料(中粗砂)18-20份， 天然粗骨料(天然碎石)34-36份，再生粗骨料14- 份，聚丙烯三枝抗老化网状纤维 0. 03-0. 05 份，水8-10 份；步骤二，将废旧混凝土采用颚式破碎机进行机械破碎并进行清洗、筛分，在此基础上，对再生粗骨料依据《普通混凝土用砂、石质量及检测方法标准》(JGJ52-2006)进行筛分试验，以保证粗骨料颗粒级配满足JGJ52-2006对于粗骨料连续级配的要求；步骤三，对于细骨料颗粒级配，依据《普通混凝土用砂、石质量及检测方法标准》 (JGJ52-2006)要求，砂颗粒级配宜优先选用II区砂，以满足混凝土配制过程中对细骨料级配的要求；步骤四，按照配方量的重量份数将干物料如水泥、细骨料及聚丙烯三枝抗老化网状纤维放入搅拌机干混搅拌均勻，搅拌时间不少于3分钟。
步骤五，将天然粗骨料和再生粗骨料以总重量计，先各投入一半至搅拌机中，和步骤四中的物料进行干混，并搅拌均勻，搅拌时间不少于3分钟；步骤六，将余下的部分天然粗骨料和再生骨料再次投入至搅拌机中，并加入配方中总水量的60%，进行搅拌，混料5-8分钟；步骤七，将配方中总水量的30%加入搅拌机进行搅拌，混料3-5分钟后，将其余 10%水最后加入进行搅拌，直至混凝土拌合均勻，工作性能满足混凝土的浇筑要求。本发明的优点是1、选用低弹模聚丙烯三枝抗老化网状纤维对再生混凝土性能进行改进，利用纤维的抗拉能力阻止混凝土中的新砂浆和骨料间的界面初始缺陷裂缝的开展，对再生混凝土特有的新、老砂浆之间的界面裂缝有明显的改善效果。2、制备方法简单，可以满足普通低标号混凝土强度的要求，并能够增强此混凝土的阻裂性能及抗韧性能。此外，由于使用了部分建筑废弃物加工而成的粗骨料，从循环再利用、节约成本以及环保节能方面有较好的经济和社会效益。
图1是聚丙烯三枝抗老化网状纤维断面微观电镜SEM图；图2是再生混凝土粗骨料颗粒级配曲线；图3是取代率30%的再生混凝土力学性能归一化对比。图4是取代率50%的再生混凝土力学性能归一化对比。图5是聚丙烯三枝抗老化网状纤维图片。以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施例方式本实施例制备的低弹弹模纤维增强再生混凝土，按照如下配比对再生混凝土进行配制，每立方混凝土中，以100份重量单位计，由以下物质组成32. 5R普通硅酸盐水泥 20-21份，细骨料(中粗砂)18-20份，天然粗骨料(天然碎石)34-36份，再生粗骨料 14-26份，聚丙烯三枝抗老化网状纤维0. 03-0. 05份，水8_10份。聚丙烯三枝抗老化网状纤维(陕西万达工程材料有限公司生产)，是一种网状结构的纤维，并且聚丙烯三枝抗老化网状纤维断面形式为三角性，使得相比其他断面为圆形的聚丙烯纤维能充分与再生混凝土中的粗骨料表面接触而提高纤维与骨料之间的协同作用(图1，图幻。它和水泥混凝土的基料有极强的结合力。加入混凝土基料中，经搅拌后， 因受到水泥、砂石等骨料的冲击，自动张开，成为一根根的单丝或互相牵扯多向分布纤维， 在混凝土内部形成一种乱向支撑体系，能极有效的控制混凝土及水泥砂浆的早期的塑性收缩裂纹和沉降裂纹。大大提高混凝土的抗渗、抗破碎、抗冲击性能，增加混凝土的韧性和耐磨性，从而使建筑物的寿命大大延长，极大地减少工程维护费用。在以下的实验中，申请人从不同的拆迁工地收集了不同来源的废旧混凝土，这些废旧混凝土的原结构本身的服役时间分别为15年和40年，此外，还收集了实验室存放的做完各试验的废弃混凝土，将其分类、破碎、分别清洗加工。粗骨料分别有天然碎石和三种不同来源的再生混凝土骨料。其中天然碎石骨料表示为NA ；采用实验室破碎的混凝土骨料为RA-I ；采用服役寿命15年的拆迁废弃混凝土制备的粗骨料表示为RA-II，服役寿命40年的表示为RA-III。以下是发明人给出的实施例实施例1 1、对废旧混凝土进行机械破碎、筛分、清洗等，制备的粗骨料颗粒级配应满足《普通混凝土用砂、石质量及检测方法标准》(JGJ52-2006)第3. 2. 1条中表3. 2. 1_2(碎石或卵石的颗粒级配范围)对骨料的要求。由图2可知，天然粗骨料NA、再生粗骨料RA-I、RA-II、 RA-II I均满足JGJ52-2006对粗骨料连续级配的要求。由图2所示的颗粒级配累计曲线确定出颗粒的相关粒径d1(l、d3(l和d6(l，并求出不均
d d2
勻系数h = I和曲率系数& = ^。其中d1(l为小于某颗粒粒径的颗粒质量累计百分 "10 "60* "10
数为10%时对应的粒径；d3(l为小于某颗粒粒径的颗粒质量累计百分数为30%时对应的粒
径；d6(l为小于某颗粒粒径的颗粒质量累计百分数为60%时对应的粒径。由JGJ52-2006中第3. 2. 1条中表3. 2. 1-2可知，对于5 31. 5mm以内的粗骨料， 经计算，不均勻系数Ku的范围在(0. 37,0. 69)之间，而曲率系数K。范围应在(0.80，1.53) 之间。由表1可知各不同骨料的不均勻系数和曲率系数，均满足JGJ52-2006对颗粒级配的要求，说明骨料级配良好。表1 粗骨料不均勻系数及曲率系数
权利要求
1.一种低弹模纤维增强再生混凝土的制备方法，其特征在于，该方法采用破碎的废旧混凝土作为混凝土的部分粗骨料，将低弹模聚丙烯纤维掺入再生混凝土中改善再生混凝土的性能，具体制备按下列步骤进行步骤一，按照如下配比对再生混凝土进行配制，每立方混凝土中，以100份重量单位计，由以下物质组成32. 5R普通硅酸盐水泥20-21份，细骨料18-20份，天然粗骨料 34-36份，再生粗骨料14- 份，聚丙烯三枝抗老化网状纤维0. 03-0. 05份，水8_10份； 步骤二，将废旧混凝土采用颚式破碎机进行机械破碎并进行清洗、筛分，在此基础上， 对再生粗骨料依据《普通混凝土用砂、石质量及检测方法标准》(JGJ52-2006)进行筛分试验，以保证粗骨料颗粒级配满足JGJ52-2006对于粗骨料连续级配的要求；步骤三，对于细骨料颗粒级配，依据《普通混凝土用砂、石质量及检测方法标准》 (JGJ52-2006)要求，砂颗粒级配宜优先选用II区砂，以满足混凝土配制过程中对细骨料级配的要求；步骤四，按照配方量的重量份数，将32. 5R普通硅酸盐、细骨料及聚丙烯三枝抗老化网状纤维放入搅拌机干混搅拌均勻，搅拌时间不少于3分钟；步骤五，将天然粗骨料和再生粗骨料以总重量计，先各投入一半至搅拌机中，和步骤四中的物料进行干混，并搅拌均勻，搅拌时间不少于3分钟；步骤六，将余下的部分天然粗骨料和再生骨料再次投入至搅拌机中，并加入配方中总水量的60 %，进行搅拌，混料5-8分钟；步骤七，将配方中总水量的30%加入搅拌机进行搅拌，混料3-5分钟后，将其余10%水最后加入进行搅拌，直至混凝土拌合均勻，工作性能满足混凝土的浇筑要求。
全文摘要
本发明公开了一种低弹模纤维增强再生混凝土的制备方法，采用破碎的废旧混凝土作为混凝土的部分粗骨料，将低弹模聚丙烯纤维掺入再生混凝土中改善再生混凝土的性能。每立方米混凝土中，以100份重量单位计各组分组成为32.5R普通硅酸盐水泥20-21份，细骨料18-20份，天然粗骨料34-36份，再生粗骨料14-26份，聚丙烯三枝抗老化网状纤维0.03-0.05份，水8-10份；利用聚丙烯三枝抗老化网状纤维的抗拉能力阻止混凝土中的新砂浆和新粗骨料之间的界面初始缺陷裂缝的开展，并对再生混凝土的新、老砂浆之间的界面裂缝有明显的改善。制备方法简单，再生混凝土力学性能可靠，具有广阔的商业应用前景。
文档编号C04B18/16GK102531494SQ20111045536
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者张博, 朱熹育, 杜园芳, 杨涛, 王社良, 赵振有, 赵祥 申请人:西安中煤建筑工程有限公司