[發(fā)明專利]一種磷酸鎂水泥再生骨料結(jié)構(gòu)混凝土及其制備方法

無效

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• 申請日: 2014-06-03
• 公開（公告）號: CN104072091A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹紅宇;荀勇;楊建明;孫帥;支正東
• 申請（專利權(quán)）人: 鹽城工學(xué)院
• 主分類號: C04B28/34
• 分類號: C04B28/34;C04B18/16
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域混凝土類，涉及一種利用磷酸鹽水泥和再生骨料制備的結(jié)構(gòu)混凝土及高性能再生混凝土及其制備方法。

背景技術(shù)

圍繞我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和城市化進(jìn)程，一方面，混凝土市場需求逐年增加，造成嚴(yán)重的原材料資源短缺；另一方面，廢棄混凝土除小部分被用作建筑物和道路的基礎(chǔ)墊層外，大部分被運(yùn)往郊區(qū)，采用堆放或填埋的方式進(jìn)行處理。建筑垃圾對城市發(fā)展和人居環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害。因此，廢棄混凝土再生利用具有重大的工程價值與環(huán)保意義。

將廢棄混凝土進(jìn)行破碎、分解、清洗并分級處理后，將不同大小的顆粒按一定的比例、級配混合形成再生混凝土骨料，簡稱再生骨料。再生骨料主要由表面包裹著水泥砂漿的顆粒（大部分），水泥砂漿顆粒（部分）及天然顆粒（少量），與天然骨料相比，由于內(nèi)在損傷和砂漿組分，再生骨料具有壓碎值高、吸水率高、表觀密度小、界面粘結(jié)力差等性質(zhì)，導(dǎo)致再生混凝土的強(qiáng)度、收縮性能及耐久性能等較普通混凝土差，制約其在沿海、除冰鹽等惡劣環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。

再生混凝土材料及其在結(jié)構(gòu)中應(yīng)用主要集中在再生粗骨料方面，各國也相繼出臺了一些有關(guān)再生混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的實用性規(guī)范。北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《再生混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》（DB11/T?803-2011），綜合考慮再生混凝土質(zhì)量和再生粗骨料取代率過高對再生混凝土性能的影響，規(guī)定再生混凝土的再生粗骨料取代率宜為30%-50%，限制再生細(xì)骨料的使用，主要是由于再生細(xì)骨料作為結(jié)構(gòu)混凝土的使用目前依然存在許多難以克服的技術(shù)問題。

因此，努力擴(kuò)大再生骨料的應(yīng)用范圍，提高廢棄混凝土的再生利用率，對于我國經(jīng)濟(jì)的長期可持續(xù)發(fā)展無疑具有重要的社會意義。

磷酸鎂水泥(MPC)是由氧化鎂、磷酸鹽和外加劑等按照一定比例，在酸性條件下通過酸堿化學(xué)反應(yīng)及物理作用生成的以磷酸鹽為黏結(jié)相的無機(jī)膠凝材料，具備高早強(qiáng)、高體積穩(wěn)定性、粘結(jié)性強(qiáng)、硬化體偏中性和良好的耐久性等硅酸鹽類膠凝材料和陶瓷材料的特點。磷酸鎂水泥中的磷酸鹽能與廢棄硬化水泥漿體中的硅酸鹽晶體或未水化的熟料顆粒及礦物摻合料顆粒反應(yīng)生成磷酸鈣類膠凝性產(chǎn)物，因此在與硬化硅酸鹽水泥漿體界面附近，除了物理粘結(jié)作用處，還存在很強(qiáng)的化學(xué)粘結(jié)作用，大大提高了界面粘結(jié)強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對現(xiàn)有硅酸鹽水泥再生混凝土強(qiáng)度低、收縮大、界面粘結(jié)性能差、耐久性差及再生骨料取代率低等問題，針對磷酸鎂水泥基材料凝結(jié)快、水化熱大量集中釋放和后期強(qiáng)度倒縮等問題，提供一種磷酸鎂水泥再生骨料結(jié)構(gòu)混凝土，其具有早期強(qiáng)度高、收縮率小、高體積穩(wěn)定性、粘結(jié)性強(qiáng)、硬化體偏中性、良好的抗火性能和耐久性等特點，適用于結(jié)構(gòu)混凝土及高性能再生骨料混凝土，可用于硫酸鹽侵蝕、海水侵蝕、高溫環(huán)境和低溫環(huán)境等惡劣條件下的土木建筑工程；該發(fā)明制備工藝簡單、使用方便、節(jié)能環(huán)保。

為了解決背景技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種磷酸鎂水泥再生骨料結(jié)構(gòu)混凝土，其特征在于主要由氧化鎂、磷酸鹽、復(fù)合緩凝劑、礦物摻合料、再生骨料、天然骨料和水按一定重量比例配制而成，其制備方法，包括以下步驟：

（1）各組分的重量百分比為：氧化鎂12～30%、磷酸鹽8～20%、復(fù)合緩凝劑2～10%、摻合料5～15%、再生細(xì)骨料5～20%、再生粗骨料5～30%、天然細(xì)骨料0～10%、天然粗骨料0～15%，水為余量；

進(jìn)一步的，所述所述氧化鎂為死燒氧化鎂粉，其MgO?的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于?90％，比表面積2.0～2.4m2/kg；

進(jìn)一步的，所述磷酸鹽為磷酸二氫鉀和磷酸二氫鈉的一種或兩種；

進(jìn)一步的，所述復(fù)合緩凝劑為四硼酸鈉、十二水合磷酸氫二鈉和無機(jī)氯鹽中的一種或兩種以上，無機(jī)氯鹽為氯化鈉、氯化鉀中的一種或兩種；通過調(diào)節(jié)復(fù)合緩凝劑中的四硼酸鈉、十二水合磷酸氫二鈉和氯化物的含量，控制磷酸鎂水泥漿體的凝結(jié)時間在10?分鐘～?6?小時的范圍內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述細(xì)骨料為再生細(xì)骨料和天然砂中的一種或兩種,?再生細(xì)骨料取代天然細(xì)骨料20%-100%；

進(jìn)一步的，所述粗骨料為再生粗骨料和天然碎石或卵石中的一種或兩種，再生粗骨料取代天然粗骨料20%-100%；

進(jìn)一步的，所述摻合料為粉煤灰、石灰石粉、礦渣粉、偏高嶺土、硅灰中的一種或兩種以上；

（2）按上述比例將氧化鎂、磷酸鹽、復(fù)合緩凝劑、摻合料均勻混合，得到磷酸鹽水泥基材；

（3）將攪拌機(jī)內(nèi)表面潤濕，加入再生粗、細(xì)骨料和一部分水，攪拌2-3分鐘；