[發(fā)明專利]可改善骨料性能的廢棄纖維再生骨料混凝土及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410101273.5
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN103936318A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周靜海;王鳳池;孟憲宏;周陽雪;郭凱
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽建筑大學(xué)
• 主分類號: C04B22/08
• 分類號: C04B22/08;C04B18/16
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑混凝土材料領(lǐng)域，特別涉及一種可改善骨料性能的廢棄纖維再生骨料混凝土及其制備方法。

背景技術(shù)

混凝土以其高強耐久、造價低廉等優(yōu)點而成為用量最大的建筑材料。但建筑業(yè)也排出大量的廢棄混凝土等建筑垃圾，占工業(yè)固體廢棄物總量約40％。如此大量的混凝土建筑廢棄物，會引起極大的環(huán)境問題，并且占用大量寶貴的場地。利用這些廢棄物制作新建筑材料，實現(xiàn)混凝土材料的自己循環(huán)利用事非常可行的方法。

另一方面，近年來，我國優(yōu)質(zhì)的天然集料（河砂、卵石）已趨枯竭，許多地區(qū)合格的混凝土用砂石骨料已經(jīng)供應(yīng)十分緊張，所以，不得不開山采石、掘地淘砂，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。廢棄混凝土用于回填或路基材料是極其有限的，而將廢棄混凝土破碎作為再生集料既能解決天然集料資源緊張問題，利于集料產(chǎn)地環(huán)境保護，又能減少城市廢棄物的堆放、占地和環(huán)境污染問題，實現(xiàn)混凝土生產(chǎn)的物質(zhì)循環(huán)利用，保證建筑業(yè)的長久的可持續(xù)發(fā)展。

再生混凝土是指將廢棄的混凝土塊經(jīng)過破碎、清洗、分級后，按一定比例與級配混合，部分或全部代替砂石等天然集料（主要是粗集料），再加入水泥、水等配而成的新混凝土。再生混凝土按集料的組合形式可以有以下幾種情況：集料全部為再生集料；粗集料為再生集料、細集料為天然砂；粗集料為天然碎石或卵石、細集料為再生集料；再生集料替代部分粗集料或細集料。

再生集料成分不僅有少量脫離砂漿的石子、部分包裹砂漿的石子，還有少量獨立成塊的水泥砂漿。因為水泥砂漿的表面粗糙、棱角多并且在混凝土構(gòu)建破壞和集料生產(chǎn)過程中集料內(nèi)部出現(xiàn)大量微細裂縫，從而導(dǎo)致再生集料孔隙率大，進而使得表觀密度和堆積密度降低。研究認(rèn)為，再生集料的表觀密度為天然集料的85%以上，并且其離散性很大。

由于廢舊混凝土在破碎過程中受到較大外力作用，在集料內(nèi)部會出現(xiàn)大量微細裂縫，使得再生集料的吸水率和吸水速率都遠高于天然集料。研究認(rèn)為，再生集料的吸水率是天然集料的6-8倍。一般認(rèn)為，再生細集料的吸水率超過10%，而混凝土再生粗骨料一般吸水率為5%左右。由于再生集料的孔隙率較大，在短時間內(nèi)再生集料就可以吸水飽和。在再生混凝土配合比設(shè)計時需要考慮再生集料的高吸水率問題。由于再生集料在性能上較天然集料差，對再生混凝土的許多性能產(chǎn)生不利影響，因此可以通過改善再生集料性能來提高再生混凝土的性能。

（1）機械活化

其目的在于破壞弱的再生顆?；蛉コじ接谠偕w粒表面的水泥砂漿，從而提高再生集料的強度。但該方法能耗較高，同時會產(chǎn)生大量難以處理的粉末。

（2）酸液活化

將集料置于酸液中，如冰醋酸、鹽酸溶液中，利用酸液與再生集料中的水泥水化物Ca(OH)₂反應(yīng)，起到改善再生集料顆粒表面的作用，從而改善再生集料的性能。

（3）化學(xué)漿液處理

用高強度水泥和水按照一定比例調(diào)成水泥漿。利用漿液對再生集料進行浸泡、干燥處理，以改善再生集料的空隙結(jié)構(gòu)，從而提高再生集料質(zhì)量。

（4）水玻璃溶液處理

用水玻璃溶液浸漬再生集料，利用水玻璃與再生集料表面的水泥水化物填充再生集料孔隙，從而改善再生集料的密度。

中國發(fā)明專利申請（公開號CN102924002A）提出一種廢棄纖維再生混凝土及其制備方法，將混凝土、廢棄的纖維與水泥、砂、碎石、水按照一定比例混合，用來解決廢棄混凝土的環(huán)境污染問題。但是，由于再生骨料與天然骨料在性能上存在較大的差異，如何更好地改善混凝土再生粗骨料表面性能和表面缺陷，進而更好地提高廢棄纖維再生骨料混凝土的力學(xué)性能，長期以來一直是人們需要深入研究和解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可改善骨料性能的廢棄纖維再生骨料混凝土及其制備方法，利用廢棄纖維、以廢棄混凝土為再生粗骨料制備再生混凝土，使廢棄混凝土等建筑垃圾、廢棄纖維等廢棄物獲得合理利用，實現(xiàn)擴大混凝土材料的原料來源的目的，解決工業(yè)固體廢棄物、以及混凝土原料獲得所帶來的環(huán)境問題和社會問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種可改善骨料性能的廢棄纖維再生骨料混凝土，在普通混凝土組成配比基礎(chǔ)上，按占膠凝材料的重量比計，加入0.5-5wt%的輔助組分，0.01-1.0wt%的專用外加劑，并用30-100wt%的混凝土再生粗骨料取代普通混凝土粗骨料，廢棄纖維體積占廢棄纖維再生骨料混凝土總體積的0.3-1.0%；