一种用于承重机构的高强度再生混凝土及其制备方法与流程

本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种用于承重机构的高强度再生混凝土及其制备方法。

背景技术：

1、随着环保意识日益深化，再生混凝土油然而生。再生混凝土一般是指运用了再生骨料所制得的混凝土。再生骨料是由建筑物拆除、路面翻修、混凝土生产等状态下产生的废弃混凝土块，经过破碎加工后得到的公称粒径在40mm以下的骨料。

2、将再生骨料运用到混凝土制备中制得再生骨料，实现了大量废弃混凝土块的再生利用，可以节省大量的粗骨料，符合绿色环保理念，适合在建筑行业中推广开来。

3、然而，由于再生骨料的表面粗糙、多棱角，且在破碎加工过程中，内部出现大量微细裂缝，从而导致再生骨料的孔隙大、吸水高，进而导致再生骨料制备出来的再生混凝土的强度低。因此，还有待改善。

技术实现思路

1、为了提高再生混凝土的强度，本申请提供一种用于承重机构的高强度再生混凝土及其制备方法。

2、第一方面，本申请提供一种用于承重机构的高强度再生混凝土，采用如下的技术方案：

3、一种用于承重机构的高强度再生混凝土，按照质量份，包括以下原料：320-350份硅酸盐水泥、600-680份细骨料、1000-1200份粗骨料、150-200份掺合料、130-150份水、3-7份磺化石墨烯、2-5份季铵型阳离子羟乙基纤维素、5-15份外加剂、18-30份废橡胶颗粒；

4、粗骨料为再生骨料。

5、本申请所提供的再生混凝土采用的粗骨料完全为再生骨料，没有使用普通的如碎石、破碎砾石等常规粗骨料，大幅度提高了再生骨料的利用率。

6、对于再生骨料所带来的强度下降问题，本申请通过采用上述技术方案，在特定选择的磺化石墨烯、季铵型阳离子羟乙基纤维素、废橡胶颗粒的特定比例配合下，提高了磺化石墨烯对水泥基材料的水化微观结构的改变程度，可以有效促进水泥水化产物与未水化的水泥颗粒之间有更加紧密的结合，从微观上提高了再生混凝土整体的密实性，同时也优化了再生混凝土的孔结构，减少连孔数量。不仅如此，季铵型阳离子羟乙基纤维素与磺化石墨烯还可以迅速相互吸引，在体系中均匀扩散开来，紧密配合。并且，在季铵型阳离子羟乙基纤维素、磺化石墨烯的配合下，废橡胶颗粒被牢固网络在网络结构上，顺着网络结构蔓延在体系中各处，从而穿插在再生骨料等原料中，与其他原料连为一体、一同成型，提高结合强度。

7、废橡胶颗粒的使用使得再生混凝土的韧性得到提高，在承重机构向下施压时，再生混凝土由于韧性提高可以发生轻微的形变，不至于马上破裂、损坏，有了调节的空间。且由于在与其他两者的配合下，废橡胶颗粒得以在体系中均匀分散，所以再生混凝土各处所能发生形变的程度相似，不容易产生薄弱点，从而提高了抗劈裂强度。

8、优选的，所述磺化石墨烯、季铵型阳离子羟乙基纤维素、废橡胶颗粒的质量比为(4-5.5)：(2.5-3.5)：(23-28)。

9、通过采用上述技术方案，进一步限定磺化石墨烯、季铵型阳离子羟乙基纤维素、废橡胶颗粒之间的使用比例，有利于促进三者在体系中的分散，更加均匀分布在体系中，并与再生骨料紧密结合，从而有利于提高抗劈裂强度，不容易开裂、损坏。

10、优选的，所述废橡胶颗粒的改性方式包括以下步骤：

11、将废橡胶颗粒在质量浓度5-10％的氢氧化钠溶液中浸泡10-25min；

12、取出后清洗、晾干，得到改性废橡胶颗粒。

13、废橡胶颗粒表面通常覆盖有粉尘等物质，这些物质的存在使得废橡胶颗粒在于混凝土浆料混合不紧密；若过度腐蚀会降低粗糙度，同样不利于橡胶颗粒与混凝土浆的混合，从而影响混凝土的性能。

14、通过采用上述技术方案，利用特定质量浓度的氢氧化钠溶液浸泡废橡胶颗粒。在该特定质量浓度内，氢氧化钠溶液不至于过度腐蚀废橡胶颗粒，在除去粉尘同时还能保持一定的粗糙程度；是处理废橡胶颗粒的最优质量浓度。

15、优选的，所述废橡胶颗粒与氢氧化钠溶液的质量比为1：(1-2)。

16、通过采用上述技术方案，进一步限定废橡胶颗粒和氢氧化钠溶液之间的质量比，对废橡胶颗粒有更好的浸泡效果。除去废橡胶颗粒表面大部分杂质，保留一定的粗糙度，从而与混凝土浆有更好的混合效果。

17、优选的，所述废橡胶颗粒为粒径3-5mm的废橡胶颗粒和粒径6-8mm的废橡胶颗粒两种混合。

18、通过采用上述技术方案，采用不同粒径的废橡胶颗粒混合，有利于更充分填充到体系的间隙中，减少连孔、通孔的数量，也可以使体系不同地方都能覆盖到废橡胶颗粒，从而有利于提高混凝土的稳定性和抗劈裂强度。

19、优选的，所述再生骨料为粒径11-25mm的再生骨料和粒径5-10mm的再生骨料混合。

20、优选的，所述粒径11-25mm的再生骨料和粒径5-10mm的再生骨料以质量比(7-9)：1的比例混合。

21、通过采用上述技术方案，进一步限定再生骨料的粒径及不同粒径之间的使用比例，缓解了再生骨料吸收率高的问题，优化了孔结构，有利于提高再生混凝土的性能。

22、第二方面，本申请提供一种用于承重机构的高强度再生混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：

23、一种用于承重机构的高强度再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：

24、将硅酸盐水泥、粗骨料、细骨料、掺合料混合均匀，得到干拌料；

25、往干拌料中加入水、磺化石墨烯、季铵型阳离子羟乙基纤维素、废橡胶颗粒搅拌均匀；然后再加入外加剂混合至均匀，得到成品。

26、综上所述，本申请具有以下有益效果：

27、1、在特定选择的磺化石墨烯、季铵型阳离子羟乙基纤维素、废橡胶颗粒的特定比例配合下，提高了磺化石墨烯对水泥基材料的水化微观结构的改变程度，可以有效促进水泥水化产物与未水化的水泥颗粒之间有更加紧密的结合，从微观上提高了再生混凝土整体的密实性，同时也优化了再生混凝土的孔结构，减少连孔数量。

28、2、在季铵型阳离子羟乙基纤维素、磺化石墨烯的配合下，废橡胶颗粒被牢固网络在网络结构上，顺着网络结构蔓延在体系中各处，从而穿插在再生骨料等原料中，与其他原料连为一体、一同成型，提高结合强度。

29、3、废橡胶颗粒的使用使得再生混凝土的韧性得到提高，在承重机构向下施压时，再生混凝土由于韧性提高可以发生轻微的形变，不至于马上破裂、损坏，有了调节的空间。且由于在与其他两者的配合下，废橡胶颗粒得以在体系中均匀分散，所以再生混凝土各处所能发生形变的程度相似，不容易产生薄弱点，从而提高了抗劈裂强度。

技术特征：

1.一种用于承重机构的高强度再生混凝土，其特征在于，按照质量份，包括以下原料：320-350份硅酸盐水泥、600-680份细骨料、1000-1200份粗骨料、150-200份掺合料、130-150份水、3-7份磺化石墨烯、2-5份季铵型阳离子羟乙基纤维素、5-15份外加剂、18-30份废橡胶颗粒；

2.根据权利要求1所述的用于承重机构的高强度再生混凝土，其特征在于：所述磺化石墨烯、季铵型阳离子羟乙基纤维素、废橡胶颗粒的质量比为（4-5.5）：（2.5-3.5）：（23-28）。

3.根据权利要求1所述的用于承重机构的高强度再生混凝土，其特征在于：所述废橡胶颗粒的改性方式包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的用于承重机构的高强度再生混凝土，其特征在于：所述废橡胶颗粒与氢氧化钠溶液的质量比为1：（1-2）。

5.根据权利要求1所述的用于承重机构的高强度再生混凝土，其特征在于：所述废橡胶颗粒为粒径3-5mm的废橡胶颗粒和粒径6-8mm的废橡胶颗粒两种混合。

6.根据权利要求1所述的用于承重机构的高强度再生混凝土，其特征在于：所述再生骨料为粒径11-25mm的再生骨料和粒径5-10mm的再生骨料混合。

7.根据权利要求6所述的用于承重机构的高强度再生混凝土，其特征在于：所述粒径11-25mm的再生骨料和粒径5-10mm的再生骨料以质量比（7-9）：1的比例混合。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的用于承重机构的高强度再生混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种用于承重机构的高强度再生混凝土及其制备方法。一种用于承重机构的高强度再生混凝土，按照质量份，包括以下原料：320‑350份硅酸盐水泥、600‑680份细骨料、1000‑1200份粗骨料、150‑200份掺合料、130‑150份水、3‑7份磺化石墨烯、2‑5份季铵型阳离子羟乙基纤维素、5‑15份外加剂、18‑30份废橡胶颗粒；粗骨料为再生骨料。本申请具有提高再生混凝土的强度的优点。

技术研发人员：洪海禄,梁金成,张武军
受保护的技术使用者：广州市建筑集团混凝土有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13