一种再生混凝土及其制备方法

技术领域

本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种再生混凝土及其制备方法。

背景技术

再生混凝土是指将废弃的混凝土块经过破碎、冲洗、筛分处理形成再生骨料，按照一定的比例以及级配混合，部分或全部取代砂天然骨料等天然集料，然后加入水泥、水等配而成的再生混凝土。

与天然骨料相比，废弃的混凝土块棱角较多，还存在大量的微小裂缝，随着废弃混凝土块对天然集料取代程度的提高，容易降低再生混凝土的强度，而且由于透水混凝土是由骨料、水泥和水为主要原料制成的多孔轻质混凝土，几乎不含细骨料，因此，透水混凝土的强度要普遍低于普通混凝土，将再生骨料取代天然集料形成透水的再生混凝土，使得透水的再生混凝土的抗压强度较差，严重影响了再生混凝土的应用，因此，还有改善空间。

发明内容

为了提高透水的再生混凝土的抗压强度，本申请提供一种再生混凝土及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种再生混凝土。采用如下的技术方案：

一种再生混凝土，包括钢筋骨架以及浇筑在钢筋骨架上的再生混凝土浆料，所述再生混凝土浆料包括以下质量份数的组分：

胶凝材料140-150份；

二苯基(三甲基硅基)膦2-3份；

硫铝酸钙2-3份；

氧化钙1-2份；

天然骨料80-90份；

再生骨料330-340份；

水45-52份；

减水剂3-5份。

通过采用上述技术方案，通过加入特定比例的胶凝材料与再生骨料和天然骨料混合，有利于提高再生混凝土的结构强度，还有利于形成稳定地多孔堆积结构，有利于形成连续孔道，有利于水分的透出，硫铝酸钙和氧化钙加入后使得再生混凝土浆料的抗收缩变形能力提高，从而减少因固化收缩对再生混凝土的抗压强度影响，通过加入二苯基(三甲基硅基)膦，有利于促进胶凝材料、氧化钙和硫铝酸钙填充再生骨料的缝隙，在胶凝材料渗入再生骨料的缝隙后，再生骨料缝隙的水分可以促进胶凝材料水化反应的进行，硫铝酸钙经水化反应后生成钙钒石，从而使得再生骨料的缝隙大大减少，有利于再生骨料的抗开裂性能提高，从而使得再生混凝土的抗压强度显著提高，使得再生混凝土的透水率进一步提高，通过各组分之间合理搭配，从而使得再生混凝土的结构稳定性较佳，使得再生混凝土的抗压强度较强，有利于再生混凝土直接作为混凝土面层使用。

优选的，所述再生骨料的粒径为8-10mm。

通过采用上述技术方案，通过再生骨料的粒径为8-10mm，有利于提高再生骨料与胶凝材料的接触面积，使得再生骨料的缝隙填充效果较佳，从而使得再生骨料的强化效果较佳。

优选的，所述天然骨料的粒径为20-25mm。

通过采用上述技术方案，通过天然骨料和再生骨料的搭配，有利于提高天然骨料和再生骨料的堆积密度，使得再生混凝土的结构强度进一步提高，使得透水的再生混凝土的抗压强度进一步提高，且天然骨料和再生骨料之间保持一定的间隙，有利于连续孔道的形成，有利于雨水的渗透，从而大大地减少路面积水的情况发生。

优选的，所述再生混凝土浆料还包括以下质量份数的组分：

氧化锌0.1-0.5份。

通过采用上述技术方案，通过加入氧化锌，氧化锌和二苯基(三甲基硅基) 膦配合后，能够进一步促进胶凝材料和硫铝酸钙、氧化钙填充再生骨料的缝隙，使得再生骨料的裂缝减少，使得再生混凝土的透水系数进一步提高，同时使得骨料之间的粘结性进一步提高，从而使得再生混凝土抗压强度进一步增强。

优选的，所述胶凝材料由以下质量份数的组分组成：

硅酸盐水泥100份；

矿粉30-35份；

粉煤灰10-15份。

通过采用上述技术方案，通过硅酸盐水泥、矿粉、粉煤灰以特定的比例配合，再生混凝土浆料的粘结强度提高，使得再生混凝土的结构稳定性更佳，从而使得再生混凝土的抗压强度较佳。

优选的，所述减水剂包括以下质量份数的组分：

聚羧酸高效减水剂1-2份。

通过采用上述技术方案，聚羧酸高效减水剂与胶凝材料的相容性较佳，聚羧酸高效减水剂能够提高再生混凝土浆料的流动性，使得二苯基(三甲基硅基) 膦促进胶凝材料、硫铝酸钙、氧化钙渗入再生骨料的缝隙的效果较佳，从而对再生骨料的缝隙填充效果进一步提高，从而有利于提高再生混凝土的抗压强度，有利于再生混凝土浆料的泵送，使得浇筑再生混凝土的操作更加方便。

优选的，所述减水剂还包括以下质量份数的组分：

氯化铁2-3份。

通过采用上述技术方案，通过氯化铁和聚羧酸高效减水剂配合，使得再生混凝土浆料的流动性进一步提高，有利于提高再生混凝土的泵送性能，方便再生混凝土浆料的施工。

第二方面，本申请提供一种再生混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：

一种再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)，先将胶凝材料、二苯基(三甲基硅基)膦、减水剂与水混合均匀，形成预混合物；

步骤(2)，在预混合物中加入天然骨料、再生骨料、硫铝酸钙和氧化钙，搅拌均匀，获得再生混凝土浆料；

步骤(3)，将再生混凝土浆料浇筑在钢架骨架上，养护，获得再生混凝土。

通过采用上述技术方案，通过先将胶凝材料、二苯基(三甲基硅基)膦、减水剂和水混合均匀，使得胶凝材料、二苯基(三甲基硅基)膦、减水剂的混合分散效果较佳，通过在预混合物中加入天然骨料、再生骨料和硫铝酸钙，有利于天然骨料、再生骨料、硫铝酸钙和氧化钙与预混合物的各组分充分接触，从而使得天然骨料和再生骨料的堆积密度较佳，还有利于硫铝酸钙、氧化钙、二苯基(三甲基硅基)膦以及胶凝材料协同配合，更好地填充再生骨料间的缝隙，使得再生混凝土的抗压强度提高。

优选的，所述步骤(1)中，混合胶凝材料、二苯基(三甲基硅基)膦、减水剂和水时还加入有氧化锌。

通过采用上述技术方案，通过在混合胶凝材料、二苯基(三甲基硅基) 膦、减水剂和水时加入氧化锌，使得氧化锌在预混合物中分散均匀，有利于氧化锌与二苯基(三甲基硅基)膦协同配合，从而使得再生混凝土的抗压强度较佳。

优选的，所述步骤(2)中，所述天然骨料和再生骨料加入后的搅拌时间为3-6min。

通过采用上述技术方案，使得胶凝材料和天然骨料、再生骨料的结合效果较佳，从而使得再生混凝土的抗压强度和抗开裂强度较佳。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用胶凝材料、硫铝酸钙、氧化钙以及二苯基(三甲基硅基)膦、天然骨料和再生骨料以特定的比例配合，二苯基(三甲基硅基)膦、胶凝材料、氧化钙和硫铝酸钙能够进入再生骨料中的缝隙中，填充再生骨料的缝隙，使得再生骨料的抗压能力提高，再生骨料不易开裂，同时再生骨料之间或者再生骨料与天然骨料之间的粘接稳定性提高，使得再生混凝土的抗压强度以及抗开裂能力提高。

2、本申请中优选采用氧化锌，氧化锌与二苯基(三甲基硅基)膦、胶凝材料、氧化钙和硫铝酸钙具有较佳的协同作用，使得再生混凝土的透水系数进一步提高，同时再生混凝土的缝隙的填充效果较佳，使得再生混凝体不易开裂，从而使得再生混凝土抗压强度提高。

3、本申请的制备方法，通过天然骨料和再生骨料加入后搅拌3-6min，使得胶凝材料和天然骨料、再生骨料的混合效果较佳，从而使得再生混凝土的抗压强度较佳。

具体实施方式

以下为各实施例及对比例的原料来源信息：

硅酸盐水泥采用P.O42.5硅酸盐水泥，购自内蒙古亿利冀东水泥有限责任公司。

矿粉为S95矿粉，购自灵寿亿鑫产品加工厂。

粉煤灰为II级粉煤灰，购自灵寿县嘉功矿产品有限公司。

二苯基(三甲基硅基)膦购自嘉兴思诚化工有限公司。

聚羧酸高效减水剂购自南通润丰石油化工有限公司HR-01。

天然骨料为天然花岗岩骨料，天然骨料的平均粒径为20-25mm。

再生骨料为废弃建筑混凝土破碎形成，其中还有大量的混凝土碎块、少量的玻璃碎以及泥块、砖块，再生骨料的平均粒径为8-10mm。

实施例1-5

一种再生混凝土，包括钢筋骨架以及浇筑在钢筋骨架上的再生混凝土浆料，再生混凝土浆料包括以下组分：胶凝材料、硫铝酸钙、氧化钙、二苯基(三甲基硅基)膦、天然骨料、再生骨料、减水剂、水。

胶凝材料为硅酸盐水泥、矿粉、粉煤灰的复配。

减水剂为聚羧酸高效减水剂和氯化铁中的一种或两种复配。

实施例1-5中，再生混凝土的制备方法包括以下步骤：

步骤(1)，先将胶凝材料、聚羧酸高效减水剂、氯化铁、二苯基(三甲基硅基)膦和水一起加入搅拌釜中混合，在转速为80r/min下，搅拌5min，搅拌均匀，形成预混合物。

步骤(2)，在预混合物中加入硫铝酸钙、氧化钙、天然骨料和再生骨料，转速为60r/min，搅拌3min，搅拌均匀，获得再生混凝土浆料。

步骤(3)，将再生混凝土浆料浇筑在搭建好的钢架骨架上，养护，获得再生混凝土。

实施例1-5中，各组分的投入量详见表1(单位kg)。

表1

实施例6

与实施例2的区别在于：

步骤(1)中，采用硅酸盐水泥等量替代矿粉、粉煤灰。

实施例7-8

与实施例2的区别在于：再生混凝土浆料还包括氧化锌。

实施例7-8中，再生混凝土的制备方法包括以下步骤：

步骤(1)，将胶凝材料、聚羧酸高效减水剂、氯化铁、二苯基(三甲基硅基)膦、氧化锌和水一起加入搅拌釜中混合，在转速为90r/min，搅拌10min，搅拌均匀，形成预混合物。

步骤(2)，在浆料中加入硫铝酸钙、氧化钙、天然骨料和再生骨料，转速为58r/min，搅拌6min，搅拌均匀，获得再生混凝土浆料。

步骤(3)，将再生混凝土浆料浇筑在搭建好的钢架骨架上，养护，获得再生混凝土。

实施例7-8中，各组分的投入量详见表2(单位kg)。

表2

对比例1

与实施例2的区别在于：

步骤(1)中，采用硅酸盐水泥等量替代二苯基(三甲基硅基)膦。

对比例2

与实施例2的区别在于：

步骤(1)中，采用硅酸盐水泥等量替代硫铝酸钙和氧化钙。

实验1

根据CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》检测各实施例及对比例的检测透水系数。

实验2

根据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》检测各实施例及对比例的7d抗压强度(MPa)和28d抗压强度(MPa)。

实施例1-2的检测数据见表3。

表3

通过表3中对比例1和实施例2对比可得，通过加入二苯基(三甲基硅基) 膦，再生混凝土的透水系数提高，证明再生混凝土形成了较佳的连续孔道，有利于水分透出，再生混凝土的抗压强度提高，证明二苯基(三甲基硅基)膦加入后能够使得再生骨料的缝隙大大减小，同时增加了再生骨料之间的粘结强度，使得再生混凝土的抗压能力增强。

通过表3中对比例2和实施例2对比可得，通过加入硫铝酸钙和氧化钙，再生混凝土的透水系数提高，再生混凝土能够保持较佳的透水率，再生混凝土的抗压强度提高，证明硫铝酸钙和氧化钙能够进入再生骨料的缝隙中，填充再生混凝土的缝隙，从而使得硫铝酸钙和氧化钙能够较好的提高再生骨料的强度，从而使得再生混凝土的抗压能力提高。

通过表3中对比例1-3与实施例2对比可得，通过二苯基(三甲基硅基) 膦、硫铝酸钙、氧化钙以及矿粉、粉煤灰以特定的比例混合，使得再生混凝土的透水系数明显提高，较好地提高了再生混凝土的透水能力，同时提高了再生混凝土的抗压强度，使得再生混凝土能够承受较大的压力，且再生混凝土不易开裂，使得再生混凝土作为路面时，再生混凝土具有较佳的耐久性，从而延长再生混凝土的使用时间。

通过表3中实施例4-5与实施例2对比可得，通过加入聚羧酸高效减水剂与氯化铁配合，再生混凝土的抗压强度进一步提高，证明聚羧酸高效减水剂与氯化铁加入后能够提高再生混凝土的抗压能力。

通过表3中的实施例6和实施例2对比可得，通过加入矿粉和粉煤灰，在一定程度上提高了再生混凝土的透水系数，使得再生混凝土的透水效果较佳，同时提高了再生混凝土的抗压强度，使得再生混凝土的抗压能力得到提升。

通过表3中实施例7-8与实施例2对比可得，通过加入氧化锌与二苯基(三甲基硅基)膦、硫铝酸钙、氧化钙以及矿粉、粉煤灰以特定的比例混合，再生混凝土的透水系数进一步提高，证明再生混凝土保持较佳的透水能力，同时再生混凝土抗压强度进一步提高，证明再生混凝土的结构稳定性进一步提高，使得再生混凝土的强度较佳。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。