本发明涉及混凝土
技术领域：
，特别涉及一种再生混凝土。
背景技术：
：随着节能减排、资源循环利用的环保观念不断深入，废弃混凝土的回收利用问题已经成为国内外关于建筑垃圾回收利用研究的焦点。而混凝土碎块是建筑垃圾的最大组成部分，混凝土碎块经过破碎筛分的混凝土碎块可以被用来替代混凝土中的天然骨料或者被用来做道路的基础。这一类型回收材料就叫做循环再生骨料。循环再生骨料在一些欧美发达国家的建筑工业中已经成功应用。虽然有一些针对再生骨料混凝土的研究，但是仍然存在以下的问题：(1)以天然骨料为主的再生混凝土，再生骨料所占比例较低，再生骨料得不到充分利用；(2)以再生骨料代替天然骨料，但是由于没有对再生骨料的性能进行研究，再生骨料的使用不科学，混凝土抗渗性、耐久性等性能差。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种再生混凝土，能够合理利用建筑物料，改善现有技术中再生混凝土抗渗性、耐久性能差问题。为实现上述目的，本发明提供了一种再生混凝土，由胶凝材料、粗骨料、细骨料、外加剂以、自然河沙及水组成，所述再生混凝土中所用各材料重量份数如下：胶凝材料300～470份粗骨料900～1200份细骨料60～250份外加剂5～8份自然河沙400～700份再生改性pet塑料颗粒125～375份水胶比0.3～0.45引气剂为胶凝材料加入质量的0.01～0.03％。优选地，上述技术方案中，所述外加剂由以下重量份的原料组成：聚羧酸系减水剂50份，纤维素接枝壳聚糖10份，烟道沉积物10份，硅烷偶联剂5份，聚乙烯吡咯烷酮3份，碳化硅5份，空心玻璃微珠5份，二氧化硅包覆二氧化钛6份，石灰3份，亚硝酸钠10份，三乙醇胺2份。优选地，上述技术方案中，所述引气剂为由以下重量份数的原料组成：松香粉55份，三萜皂甙16份，氢氧化钠12份，硫酸9份，乙二醇12份，双酚a10份，季戊四醇8份，水100份，三聚氰胺16份。优选地，上述技术方案中，所述再生改性pet塑料颗粒是由经过预处理的废弃pet碎片，加入活性caco3和丙烯酸树脂，混合均匀，加入双螺杆挤出机中受热、塑化、熔融后通过有效过滤孔径为200～300目的过滤器滤除杂质得到熔体，熔体从机头片料孔或条料孔吐出，冷却、切粒制得；其中，受热温度为150℃～200℃，塑化温度260～285℃，熔融温度270～300℃，而机头中片料孔或条料孔的口模温度为275℃，双螺杆转速150rpm，挤出机的排气孔绝压为133pa，切粒时切成多面状颗粒，粒径为1.5mm～3.5mm。优选地，上述技术方案中，所述废弃pet碎片、活性caco3与丙烯酸树脂的重量份数比为100:20:5。优选地，上述技术方案中，所述胶凝材料由以下重量份的原料组成：水泥200～420份，掺和料30～150份，所述掺和料包括以下重量份的原料：粉煤灰30～150份，矿渣粉30～90份。优选地，上述技术方案中，所述自然河沙的粒径为0.075～4.0mm。优选地，上述技术方案中，所述粗骨料由以下重量份数的天然粗骨料200～1000份和再生粗骨料200～840份组成，所述天然粗骨料的粒径为7～25mm，所述再生粗骨料的粒径为4.5～20mm。优选地，上述技术方案中，所述细骨料为粒径为2mm～4mm。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明在混凝土配方中加入了部分建筑废弃混凝土、废砖等建筑垃圾和废弃pet塑料，废混凝土和废砖进行了回收利用，变废为宝，降低了成本，具有很好的经济和环保效益。同时添加合适的外加剂、引气剂和再生改性pet塑料颗粒，合理选用再生粗骨料取代率，改善再生混凝土的抗渗性能，提高再生混凝土的耐久性。具体实施方式下面结合对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。配合比设计：本发明的再生混凝土由以下重量份的原料组成：胶凝材料300～470份，粗骨料900～1200份，细骨料60～250份，外加剂5～8份，自然河沙400～700份，再生改性pet塑料颗粒125～375份，水胶比0.3～0.45，引气剂为胶凝材料加入质量的0.01-0.03％。本发明的混凝土原材料的选料表：表1混凝土原材料的选料表其中，外加剂的制备：外加剂是由以下重量份的原料组成：聚羧酸系减水剂40～50份，纤维素接枝壳聚糖10～15份，烟道沉积物10～15份，硅烷偶联剂5～8份，聚乙烯吡咯烷酮2～5份，碳化硅4～6份，空心玻璃微珠4～6份，二氧化硅包覆二氧化钛5～8份，石灰3～5份，亚硝酸钠10～15份，三乙醇胺1～3份；本发明的实施例中所选用的外加剂统一优选由如下重量份组成：聚羧酸系减水剂50份，纤维素接枝壳聚糖10份，烟道沉积物10份，硅烷偶联剂5份，聚乙烯吡咯烷酮3份，碳化硅5份，空心玻璃微珠5份，二氧化硅包覆二氧化钛6份，石灰3份，亚硝酸钠10份，三乙醇胺2份。外加剂的制备方法是：将粉末状的纤维素接枝壳聚糖10份、烟道沉积物10份、硅烷偶联剂5份、聚乙烯吡咯烷酮3份、碳化硅5份、空心玻璃微珠5份、二氧化硅包覆二氧化钛6份、石灰3份和亚硝酸钠10份混合均匀，包装备用，作为混凝土外加剂固体成分，聚羧酸系减水剂50份和三乙醇胺2份单独包装；依照此外加剂的制备方法制备符合本发明的所需的外加剂的分量数5～8份。外加剂中的硅烷偶联剂和聚乙烯吡咯烷酮为有机物质，聚乙烯吡咯烷酮有一定的粘度，可以增强各成分之间的粘结性，硅烷偶联剂与水反应会形成网络结构，增强混凝土的保水性和流动性，保证预拌混凝土的坍塌度损失。外加剂中的碳化硅强度高、耐候性好，可以提高混凝土的强度和耐候性。外加剂中的空心玻璃微珠具有一定的隔热作用，还能使各成分分散均匀。外加剂中的二氧化硅包覆二氧化钛可以增加混凝土的强度，同时可以吸附泥土，降低泥土对减水剂、集料等的吸附，降低泥土对混凝土的影响，同时金红石型二氧化钛能反射可见和红外区的太阳光，增强混凝土的使用寿命。外加剂中少量的石灰粉、亚硝酸钠10份和三乙醇胺2份溶水后和具有一定的粘结性，可以吸附砂浆中的泥土，可以使各成分在较少水的情况下结合良好，减少离析、泌水情况的发生。外加剂的掺量经过试验验证，优选与胶凝材料加入重量份数比为：5～8：300～470，最优选地，外加剂的掺量加入量重量份数为6.2份，即制备本发明的混凝土时，外加剂的最优加入量为6.2kg/m3。引气剂的制备：引气剂是由以下重量份的原料组成：松香粉40～60份，三萜皂甙10～20份，氢氧化钠10～18份，硫酸6～16份，乙二醇8～18份，双酚a5～13份，季戊四醇7～15份，水90～130份，三聚氰胺15～20份。本发明的实施例中所选用的引气剂统一优选由如下重量份组成：松香粉55份，三萜皂甙16份，氢氧化钠12份，硫酸9份，乙二醇12份，双酚a10份，季戊四醇8份，水100份，三聚氰胺16份。引气剂的制备方法是：将全部原料混合，搅拌35min，投入反应釜中，升高温度至80℃，保温1h，即可获得。引气剂的掺量经过试验验证，优选为胶凝材料加入质量的0.01～0.03％，最优选地，引气剂的掺量为胶凝材料加入质量的0.025％。再生改性pet塑料颗粒的制备：按经过预处理的废弃pet碎片、活性caco3与丙烯酸树脂的重量份数比为100:20:5分别配置好再生改性pet塑料颗粒的原料组份，而后由以下步骤制得再生改性pet塑料颗粒；将按重量比配置好的废弃pet碎片，加入活性caco3和丙烯酸树脂，混合均匀，加入双螺杆挤出机中受热、塑化、熔融后通过有效过滤孔径为200～300目的过滤器滤除杂质得到熔体，熔体从机头片料孔或条料孔吐出，优选条料孔，冷却、切粒制得。其中，受热温度为150℃～200℃，优选170℃，塑化温度260～285℃，优选275℃，熔融温度270～300℃，优选285℃，而机头中片料孔或条料孔的口模温度为275℃，双螺杆转速150rpm，挤出机的排气孔绝压为133pa，切粒时切成多面状颗粒，粒径为1.5mm～3.5mm，优选2mm。在本发明中废弃pet碎片的预处理包括对废弃的pet塑料产品和废料进行分离、破碎、洗涤及干燥处理。采用活性caco3和丙烯酸树脂对废弃pet碎片进行改性后再生利用，由于活性caco3本身的粘性和热塑的丙烯酸树脂具有较好的物理机械性能、耐候性、耐化学品性及耐水性优异，从而提高再生废弃pet塑料密度，同时改善抗拉强度，提高刚度、挺度，进而改善抗冲击性和韧性，稳定并减少系统的收缩与膨胀，使得再生改性pet塑料颗粒硬度、挺度、强度满足混凝土用料的要求，而且由本方法制备出的再生改性pet塑料是成条状挤出，冷却后切割成不多面状的颗粒，切割时形成的断面为粗糙的棱脊状，断面上有大量小且多的小孔穴，这种小孔穴是由于丙烯酸树脂与caco3胶黏后网状结构的破裂引起的，这种粗糙的断面和小孔穴能吸收大量的冲击能，有利于材料冲击强度的提高。本发明的再生混凝土分4个实施例实验说明，同时为更好验证所用的合理利用建筑物料通过设计合适的原料配比，验证改善现有技术中再生混凝土抗渗性、耐久性能差的问题。实施例1混凝土配方如下：胶凝材料300份，粗骨料900份，细骨料60份，外加剂5份，引气剂为胶凝材料加入质量的0.015％，自然河沙400份，水胶比0.3，再生改性pet塑料颗粒125份。其中，胶凝材料中水泥225份，粉煤灰75份；粗骨料中再生粗骨料63份，天然碎石837份。其制备方法是，将先将自然河沙、水泥、粉煤灰和水混合，滴入引气剂搅拌70s，均匀后再加入外加剂，并搅拌30s后加入再生改性pet塑料颗粒、再生粗骨料和天然碎石，而后搅拌均匀即可。实施例2混凝土配方如下：胶凝材料405份，粗骨料1051份，细骨料74份，外加剂5.6份，引气剂为胶凝材料加入质量的0.018％，自然河沙556份，再生改性pet塑料颗粒250份，水胶比0.34。其中，胶凝材料中水泥266份，粉煤灰94份，矿渣粉45份；粗骨料中再生粗骨料578份，天然碎石473。其制备方法是：将先将自然河沙、水泥、粉煤灰和水混合，滴入引气剂搅拌75s，均匀后再加入外加剂，并搅拌25s后加入再生粗骨料和天然碎石，而后搅拌均匀即可。实施例3混凝土配方如下：胶凝材料405份，粗骨料1051份，细骨料74份，外加剂5.6份，引气剂为胶凝材料加入质量的0.020％，自然河沙556份，再生改性pet塑料颗粒188份，水胶比0.34。其中，胶凝材料中水泥266份，粉煤灰94份，矿渣粉45份；粗骨料中再生粗骨料578份，天然碎石473。其制备方法是：将先将自然河沙、水泥、粉煤灰和水混合，滴入引气剂搅拌80s，均匀后再加入外加剂，并搅拌30s后加入再生粗骨料和天然碎石，而后搅拌均匀即可。实施例4胶凝材料405份，粗骨料1150份，细骨料74份，外加剂6.2份，引气剂为胶凝材料加入质量的0.025％，自然河沙546份，再生改性pet塑料颗粒375份，水胶比0.42。其中，胶凝材料中水泥254份，粉煤灰100份，矿渣粉68份；粗骨料中再生粗骨料439份，天然碎石711。其制备方法是：将先将自然河沙、水泥、粉煤灰和水混合，滴入引气剂搅拌85s，均匀后再加入外加剂，并搅拌30s后加入再生粗骨料和天然碎石，而后搅拌均匀即可。对比实施例1、实施例2、实施例3和实施例4分析：表2对比实施例1、实施例2、实施例3和实施例4综合性能分析从表2中的实施例1、实施例2、实施例3和实施例4中，在本发明的4种不同混凝土中，入引气剂后，松香粉、三萜皂甙、硫酸、氢氧化钠、季戊四醇、三聚氰胺等的相互反应作用下，具有非极性基(碳氢链)和极性基(如醇基一oh等)构成。引气剂分子溶于水中后，对于液-气体系，其非极性基深入气相，而极性基留于水中，从而吸附在气泡的液-气界面上形成定向排布，由于引气剂分子在气泡表面的这种定向吸附与排布作用，才能使吸附了引气剂的微小气泡难于兼并增大，从而能够稳定地分布在混凝土中的改变了硬化浆体的毛细孔结构。从表2中看出，7d时实施例1、实施例2、实施例3和实施例4的强度在在23.2～29.4mpa，抗压强度比(％)均98.4～104.2，28d时实施例1、实施例2、实施例3和实施例4的抗压强度比(％)均在102.6～105.7，而相对耐久性指标(％)87.2～94.5，说明本发明的混凝土具有很好的耐久性。另外，引气也可改善混凝土的抗渗性能，这主要是加入引气剂后三萜皂甙反应形成大量封闭孔，同时在水泥颗粒表面形成憎水性膜，从而降低了毛细管的抽吸作用，提高了混凝土的综合耐久性。其次，由于引气剂产生的大量微小气泡难于被水充满，使得混凝土结构中存在许多均布的微小空间，这些微小空间可以作为体积膨胀的“缓冲阀”，降低和延缓了它物理膨胀和化学反应膨胀引起的混凝土破坏。引气混凝土的这些特性将显著降低它的离析和泌水现象。此外掺入的再生改性pet塑料颗粒切割时形成的断面为粗糙的棱脊状，断面上有大量小且多的小孔穴，与混凝土其他原料搅拌均匀后，西沙和水泥能进入到小孔穴内，而充分咬合，粗糙的棱脊状在有利于增加了各组分的接触面积的同时也使得粘结更为的紧密，从而使得本发明的混凝土不易开裂，不易弯曲、耐压抗冲击，抗渗性好。从表2得出本发明的混凝土，与普通混凝土相比，按我国《混凝土外加剂标准gb8076—1997》和《水工混凝土试验规程》检测，本发明的混凝土坍落(mm)、强度(mpa)、抗压强度比(％)以及相对耐久性指标(％)等方面都高于标准，尤其引气剂掺和量在0.025时，本发明的混凝土的各项性能参数最优。进一步的，在保持外加剂用量、引气剂掺和率和水胶比不变的情况下，进一步优化本发明的混凝土的最佳原料配比。表3不同用量制备再生混凝土表3中单位kg/m3是本发明混凝土所需原料的重量份数单位。表4按表3中材料的用量制备的再生混凝土的抗压强度和坍落度测试将上述实施例4中如表3所示的配合比制备的再生混凝土，测定初始含气量并根据《普通混凝土长期性能和耐久性能试验》gb50082-2009按渗透高度法对其抗渗性能进行测定。按公知常识的渗透高度法进行抗渗性能的试验的具体过程为：采用顶面直径为150mm，底面直径为150mm，高为150mm的圆台试件，每组8个试件，试件龄期为28d。试验设备为hs-40型混凝土渗透仪。采用一次加压法，恒压(1.6mpa)24h后劈开试件，测试平均渗水高度：以每个试件等间距10个点的渗透高度平均值作为该试件的渗透高度，再以8个试件渗透高度的平均值作为测试结果。在恒压过程中，如试件端面出现渗水，则停止加压并记录出水时间。渗透系数的计算公式可表述为：sk＝mdm2/2th式中，sk为渗透深度法测量的相对渗透系数(m/s)；dm为平均渗透高度(m)；t为恒压经过的时间(s)，m为混凝土的吸水率，一般情况下，取0.03；h为以水柱高度表示的水压(m)，1.6mp相当于163.3m水柱高度的水压。其测试记录如表5。表5抗渗性能的试验测试结果编号初始含气量(％)渗透高度(mm)28d强度(mpa)a1组2.32245.2a2组2.12541.6a3组2.42340.5a4组2.32439.6a5组2.22638.8a6组2.12143.1a7组2.32738.5a8组2.12336.2a9组2.32638.1对比表5的试验结果，渗透高度最小的是a6组，其渗透高度仅有21mm，其次是a1组，其渗透高度仅有22mm，再次是a3组、a8组、a4组、a2组、a5组、a9组、a7组，在本实验中，渗透高度在21～27范围内，均小于30mm，表明本发明的混凝土防渗透能力较强，抗渗性能好。从表3、表4看来，a1试件再生粗骨料掺量为(434÷1150)xx100％＝37.7％，28天强度最高，相对耐久性指标也最高。a6试件再生粗骨料掺量为(439÷1150)x100％＝38.2％时，28天强度和相对耐久性指标次于a1试件，综合起来，当水胶比为0.42，引气剂为胶凝材料加入质量的0.025％，外加剂为6.2kg/m3，再生粗骨料掺量约38％时，再生混凝土的28天抗压强度最大，即a1组为最佳配合比组合，28天抗压强度达49.1mpa。从表5看抗渗性能a6组最强，a1组次之。由此本发明的混凝土最优配比为a1组，其次为a6。即再生粗骨料掺量为37.7％，再生改性pet塑料颗粒占粗骨料比174(174÷1150)x100％＝15.13％，水胶比为0.42，引气剂为胶凝材料加入质量的0.025％，外加剂为6.2kg/m3为本发明的最佳配比组合。综上所述，本发明可能够合理利用建筑垃圾物料，通过选择合理的配比，同时添加合适的外加剂和引气剂，改善现有技术中再生混凝土抗渗性、耐久性能差的问题。将为解决建筑垃圾引起的环境问题，推动资源的可持续利用，促进再生混凝土的商品化应用做出重要贡献。本发明在混凝土配方中加入了部分建筑废弃混凝土和废砖等建筑垃圾，废混凝土和废砖进行了回收利用，变废为宝，降低了成本，具有较大的环境效益、经济效益和社会效益。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。当前第1页12