一种再生骨料改性强化剂及其制备方法和应用与流程

文档序号:37351867发布日期:2024-03-18 18:32阅读:11来源:国知局

本发明涉及建筑材料,尤其涉及一种再生骨料改性强化剂及其制备方法和应用。


背景技术:

1、随着建筑行业的高速发展,天然砂石等自然资源短缺和城市建筑垃圾逐年递增的问题日益突出。建筑垃圾无法及时有效处理会产生安全隐患,并影响空气质量、污染水环境、占用土地、降低土壤质量等。将建筑垃圾通过破碎、除杂和筛分等工序制成再生骨料替代天然骨料的资源化处理方式,既可以缓解天然砂石料日益紧缺的问题,又能有效解决建筑垃圾的处理问题。由于建筑垃圾成分复杂,来源差异明显导致再生骨料相对天然骨料品质差,表面粗糙,具有均一性差、杂质多、孔隙率大、吸水率高等缺点,使得再生骨料混凝土各方面性能不能满足工程要求,无法大量实际应用。因此,对再生骨料的改性强化研究成为解决再生骨料制品应用的关键。

2、目前,再生骨料的改性技术有多种,主要有两个方面,一是通过技术手段将再生骨料的缺陷剥离,即去除再生骨料表面附着的旧砂浆,例如酸预浸泡、热处理、机械研磨和微波处理等;二是通过各类强化手段修补再生骨料的缺陷,即增强再生骨料表面裂缝及附着砂浆的性能,例如聚合物(包括硅烷、有机乳液)浸泡、生物矿化处理、碳化处理、火山灰浆处理等。

3、这些方法各有优缺点,比如去附着砂浆法耗时、耗能,会产生二次损伤且效果一般;聚合物浸泡法改性效果一般,且会降低改性骨料制品的性能;碳化法处理具有快速、环保的有点,但效果有限,不能大批量处理,仅限实验室使用;生物矿化处理比较环保,效果明显,但微生物培养时间长,且对生长环境要求高。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明的目的在于提供一种再生骨料改性强化剂及其制备方法和应用。本发明提供的再生骨料改性强化剂能够填充修补再生骨料表面孔隙和微裂纹,降低再生骨料的吸水率,同时不会对再生骨料制品产生负面影响。

2、为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:

3、本发明提供了一种再生骨料改性强化剂,包括以下质量份数的组分:聚乙烯醇40~64份,纳米二氧化硅15~32份,水736~860份,表面活性剂2~7份。

4、优选地,所述的再生骨料改性强化剂包括以下质量份数的组分:聚乙烯醇48~52份,纳米二氧化硅24~32份,水748~752份,表面活性剂3~5份。

5、优选地,所述聚乙烯醇的聚合度为1700,醇解度为99%。

6、优选地,所述纳米二氧化硅为亲水型,比表面积为300~380m2/g,粒径为7~10nm。

7、优选地,所述表面活性剂为硅烷偶联剂kh550或硅烷偶联剂kh570。

8、本发明还提供了上述技术方案所述的再生骨料改性强化剂的制备方法,包括以下步骤:

9、将聚乙烯醇和部分水进行第一混合,得到聚乙烯醇分散液;

10、将纳米二氧化硅和剩余水进行第二混合,得到纳米二氧化硅分散液;

11、将所述聚乙烯醇分散液、纳米二氧化硅分散液和表面活性剂进行第三混合后超声波半波脱气,得到所述再生骨料改性强化剂

12、本发明还提供了上述技术方案所述的再生骨料改性强化剂或上述技术方案所述的制备方法制备得到的再生骨料改性强化剂在再生骨料改性中的应用,包括以下步骤:

13、利用所述再生骨料改性强化剂涂覆再生骨料。

14、本发明提供了一种再生骨料改性强化剂,包括以下质量份数的组分:聚乙烯醇40~64份,纳米二氧化硅15~32份,水736~860份,表面活性剂2~7份。

15、本发明使用有机-无机材料进行杂化制备再生骨料强化改性剂,既保留有机材料成膜疏水的特性,又有无机材料的火山灰活性:一方面通过涂覆对再生骨料进行改性,再生骨料改性强化剂在再生骨料表面形成一层疏水膜,疏水膜包覆在再生骨料表面聚集,阻止水分子进入再生骨料及在骨料表面聚集,同时,纳米二氧化硅与再生骨料中的氢氧化钙发生反应,生成水化硅酸钙,填充再生骨料孔隙,增强再生骨料强度;另一方面,在水泥水化时,水泥与再生骨料改性强化剂中的纳米氧化硅发生反应,水泥、水分子及水泥水化产物通过再生骨料表面孔隙进入再生骨料,提高再生骨料-水泥砂浆界面过渡区粘结性,进而提升再生骨料混凝土整体力学性能,而疏水膜随着时间的推移逐渐溶解、消失。

16、进一步地,本发明改性强化后的再生骨料吸水率和压碎指标降低,制备再生制品可以降低水泥用量和外加剂掺量,降低成本。



技术特征:

1.一种再生骨料改性强化剂,其特征在于,包括以下质量份数的组分:聚乙烯醇40~64份,纳米二氧化硅15~32份,水736~860份,表面活性剂2~7份。

2.根据权利要求1所述的再生骨料改性强化剂,其特征在于,包括以下质量份数的组分:聚乙烯醇48~52份,纳米二氧化硅24~32份,水748~752份,表面活性剂3~5份。

3.根据权利要求1或2所述的再生骨料改性强化剂,其特征在于,所述聚乙烯醇的聚合度为1700,醇解度为99%。

4.根据权利要求1或2所述的再生骨料改性强化剂,其特征在于,所述纳米二氧化硅为亲水型,比表面积为300~380m2/g,粒径为7~10nm。

5.根据权利要求1或2所述的再生骨料改性强化剂,其特征在于,所述表面活性剂为硅烷偶联剂kh550或硅烷偶联剂kh570。

6.权利要求1~5任一项所述的再生骨料改性强化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述第一混合的温度为90~95℃,时间为150min,所述第一混合在搅拌的条件下进行,所述搅拌的速率为480~520r/min。

8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述第二混合的温度为70℃,时间为60min,所述第二混合在超声的条件下进行,所述超声的速率为450~550r/min,频率为40khz。

9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述第三混合的温度为90~95℃,时间为280min,所述第三混合在搅拌的条件下进行,所述搅拌的速率为480~520r/min。

10.权利要求1~5任一项所述的再生骨料改性强化剂或权利要求6~9任一项所述的制备方法制备得到的再生骨料改性强化剂在再生骨料改性中的应用,其特征在于,包括以下步骤:


技术总结
本发明提供了一种再生骨料改性强化剂及其制备方法和应用,属于建筑材料领域。包括聚乙烯醇40~64份,纳米二氧化硅15~32份,水736~860份,表面活性剂2~7份。本发明使用有机‑无机材料进行杂化制备再生骨料强化改性剂,既保留有机材料成膜疏水的特性,又有无机材料的火山灰活性,通过涂覆对再生骨料进行改性,再生骨料改性强化剂在再生骨料表面形成一层疏水膜,疏水膜包覆在再生骨料表面,阻止水分子进入再生骨料及在骨料表面聚集,在水泥水化时,水泥与再生骨料改性强化剂中的纳米二氧化硅发生反应,水泥、水分子及水泥水化产物通过再生骨料表面孔隙进入再生骨料,提高再生骨料‑水泥砂浆界面过渡区粘结性。

技术研发人员:杨正松,辛晓婷,黎维彬
受保护的技术使用者:深圳市华威环保建材有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/3/17
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