技术领域
[0001] 本
发明涉及一种再生混凝土,具体涉及一种玄武岩纤维增强再生混凝土,属于工程材料技术领域。
背景技术
[0002] 随着城市建设的发展、城镇化
进程的加快,大量老龄建筑的拆除以及
水泥混凝土路面的改造,产生了越来越多的废弃混凝土,这些废弃混凝土不加以利用会占用大量土地资源,长时间堆放,其中残留的重金属等有毒物质还会造成
土壤、水源
质量恶化。再生混凝土的开发和应用,一方面,可以解决废弃混凝土污染环境的问题;另一方面还可以减少天然材料的消耗。
[0003] 目前再生混凝土还存在
缺陷,由于再生
骨料的强度较天然骨料低,堆积
密度和表观密度也较低,压碎指标和骨料的吸水率较高,并且
破碎机使再生骨料受到
挤压、冲撞、
研磨等外
力的影响,造成损伤积累,再生骨料内部存在大量微裂纹,再生骨料的杂质也较高,这些导致再生混凝土强度降低、抗渗、抗冲击、抗冻融等耐久性能降低。目前,也有很多加入材料纤维以提高其力学性能的制备方法,包括玄武岩纤维、
碳纤维、
钢纤维、聚丙烯纤维等。与本
专利研究内容相近的专利如下:
CN107673679A公布了一种再生混凝土及其制备方法,包括如下重量份数的组分:再生粗骨料105-128份、细骨料55-68份、
水泥30-38份、
粉煤灰4.5-7.6、
硅藻土1.5-3份、改性玄武岩纤维短切砂0.11-0.82份。
[0004] CN107010896A公布了一种掺加短切玄武岩纤维和再生粗骨料的再生混凝土,由下述重量份的原料制成:水100-300份,普通
硅酸盐水泥300-500份,中砂500-700份,天然碎石500-650份,再生粗骨料500-650份,粉煤灰30-50份,
减水剂1-5份和短切玄武岩纤维1-6份。
[0005] CN106830846A公布了一种玄武岩纤维再生保温混凝土及其制备方法,由下述重量份的原料组成:粗骨料1100-1300份、水泥300-500份、砂450-650份、玄武岩纤维0.5-8份、玻化微珠140-180份、外掺料4-10份、外加剂3-7份、水适量。
[0006] CN106431106B公布了一种利用再生骨料生产的再生混凝土,由以下质量百分比的原料组成:再生粗骨料37-55%、再生细骨料17-37%、P·O42.5水泥15-22%和水8-12%。
[0007] CN107235681A公布了一种自保温墙体陶粒混凝土,包括如下重量份数的组分:陶粒300-750份,水泥250-500份,粉煤灰50-200份,砂400-800份,水120-150份,聚
羧酸减水剂1-3份,纤维1-3份。
[0008] 玄武岩纤维是一种新型无机纤维材料,是近年发展起来的新型、绿色环保的高性能纤维材料。玄武岩纤维是天然玄武岩
矿石经破碎后放入熔窑中,在1450-1500℃熔融后,通过铂铑
合金拉丝漏板制成的。其主要优点是原材料高产和环保,并且其力学性能优异、综合性能好、性价比高。
发明内容
[0009] 本发明的目的在于解决再生混凝土强度、抗渗、抗冲击、抗冻融低的问题。
[0010] 为解决上述的技术问题,本发明采用以下技术方案:本发明提供一种玄武岩纤维增强再生混凝土,所述的再生混凝土由以下重量份的组分构成:再生粗骨料500-800份、河砂400-700份、陶粒200-400份、普通硅酸盐水泥280-350份、粉煤灰40-60份、硅灰10-15份、矿粉10-20份、减水剂3-5份、玄武岩纤维8-15份、水160-180份。
[0011] 陶粒以粘土、粉煤灰、煤矸石等为原料加工制成,以5-20mm为主,内部有很多微小的孔隙,这些孔隙是封闭状的,并不连通。陶粒较碎石或卵石,可以减轻混凝土的重量,内部的孔隙还可以起到保温
隔热的作用,采用陶粒代替碎石或卵石还以进一步减少自然资源的利用。
[0012] 粉煤灰具有微集料效应,使再生混凝土孔隙量较小,还能改善再生混凝土的界面结构及和易性,能耦合水泥水化产物产生C-S-H凝胶,填充再生混凝土结构中的孔隙与渗透通道,从而提高混凝土密度和抗渗透能力。
[0013] 硅灰在再生混凝土中有
火山灰效应和微填料效应。硅灰与水
接触后,迅速溶解与Ca(OH)2反应,形成均匀分布的硅酸
钙凝胶,这叫硅灰的火山灰效应。硅酸钙凝胶的强度比Ca(OH)2的强度更大,不仅提高了再生混凝土的密实度,也增加了其强度。硅灰微小的球形颗粒填满水泥颗粒的空隙,提高水泥颗粒的级配和粒度分布,使水泥浆致密,硅灰的二次水化产物再次堵塞毛细通道。硅灰的物理填充和二次水化产物的填充称为硅灰的微填料效应。硅灰通过火山灰效应和微填料效应提高了混凝土的抗渗性。硅灰微填料作用细化了混凝土的微观结构,超细孔明显增多,而超细孔中水的
冰点较低,从而提高了混凝土的抗冻融性能。
[0014] 矿粉能够改善骨料和泥浆之间的界面结构,可以促使材料的孔结构向小孔的方向变化。矿粉的
活性氧化物与Ca(OH)2反应,生成的物质进一步填充孔隙,减小孔隙尺寸,形成隔离孔隙,提高再生混凝土的抗渗性。
[0015] 高效减水剂可以提高再生混凝土的强度和抗渗性能。高效减水剂主要属于阴离子
表面活性剂,减水剂被水泥颗粒的正电荷
吸附在水泥颗粒上,并且由于静电排斥而分散并释放出水,改善水泥浆的工作性能,大大降低用水量,减小混凝土的孔隙,减少总孔隙数量,平均孔径的减少能够改善混凝土的强度,同时也提高混凝土的抗渗性。高效减水剂降低拌和水用量,降低了混凝土的水
饱和度,从而提高了再生混凝土的抗冻性。
[0016] 玄武岩纤维具有高
抗拉强度、高
弹性模量、高强度、耐高温、耐酸
碱、吸湿性低、耐
腐蚀、化学
稳定性好等优点。加入玄武岩纤维可以增强再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、抗冻融性能、抗渗性能、抗冲击性能。
[0017] 本发明的有益效果:采用再生粗骨料作为混凝土材料,循环利用资源,节约了成本,保护了环境。采用陶粒替代碎石或卵石,减轻混凝土的重量,还可以起到保温隔热作用。使用粉煤灰、硅灰和矿粉代替部分水泥,进一步增加混凝土的密实度,减少、减小混凝土的孔隙,提高混凝的抗压强度、抗渗、抗冻融性能。通过添加玄武岩纤维提高了混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、抗冻融性能、抗渗性能、抗冲击性能。本发明混凝土具有更好的经济性以及更好的抗压强度、抗渗、抗冲击、抗冻融性能。
具体实施方式
[0018] 为了使本发明所述的内容更加便于理解,下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明,但是本发明不仅限于此。
[0019]
实施例1:准备原材料,由以下重量份的组分构成:再生粗骨料500份、河砂400份、陶粒400份、普通硅酸盐水泥350份、粉煤灰40份、硅灰10份、矿粉10份、减水剂3份、10mm长、直径15μm玄武岩纤维8份、水180份。
[0020] 在强制式
搅拌机中依次加入再生粗骨料+陶粒+河砂+水泥+粉煤灰+硅灰+矿粉(搅拌2分钟)→玄武岩纤维(搅拌3分钟)→水和减水剂(搅拌2分钟)→制备完成,装模。将模具放到
振动台上振动,以表面出浆为准,一天后
拆模,放到养护室养护28d。
[0021] 实施例2:准备原材料,由以下重量份的组分构成:再生粗骨料600份、河砂500份、陶粒300份、普通硅酸盐水泥320份、粉煤灰45份、硅灰12份、矿粉15份、减水剂4份、15mm长、直径10μm玄武岩纤维10份、水170份。
[0022] 在强制式搅拌机中依次加入再生粗骨料+陶粒+河砂+水泥+粉煤灰+硅灰+矿粉(搅拌2分钟)→玄武岩纤维(搅拌3分钟)→水和减水剂(搅拌2分钟)→制备完成,装模。将模具放到振动台上振动,以表面出浆为准,一天后拆模,放到养护室养护28d。
[0023] 实施例3:准备原材料,由以下重量份的组分构成:再生粗骨料700份、河砂600份、陶粒250份、普通硅酸盐水泥300份、粉煤灰50份、硅灰14份、矿粉18份、减水剂4份、18mm长、直径17μm玄武岩纤维12份、水165份。
[0024] 在强制式搅拌机中依次加入再生粗骨料+陶粒+河砂+水泥+粉煤灰+硅灰+矿粉(搅拌2分钟)→玄武岩纤维(搅拌3分钟)→水和减水剂(搅拌2分钟)→制备完成,装模。将模具放到振动台上振动,以表面出浆为准,一天后拆模,放到养护室养护28d。
[0025] 实施例4:准备原材料,由以下重量份的组分构成:再生粗骨料800份、河砂700份、陶粒200份、普通硅酸盐水泥280份、粉煤灰60份、硅灰15份、矿粉20份、减水剂5份、20mm长、直径20μm玄武岩纤维15份、水160份。
[0026] 在强制式搅拌机中依次加入再生粗骨料+陶粒+河砂+水泥+粉煤灰+硅灰+矿粉(搅拌2分钟)→玄武岩纤维(搅拌3分钟)→水和减水剂(搅拌2分钟)→制备完成,装模。将模具放到振动台上振动,以表面出浆为准,一天后拆模,放到养护室养护28d。
[0027] 根据《普通混凝土力学性能实验方法标准》(GB/T50081-2002)、《轻骨料混凝土技术规程》(JGJ 51-2002)、《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB/T50082-2009)对本发明玄武岩纤维增强再生混凝土产品进行检测,其中抗压性能采用150×150×
150mm混凝土试件按照标准方法进行测定,抗渗性能采用圆柱体试件高150mm、顶面直径
175mm、底面直径185mm混凝土试件按照标准方法进行测定,抗冻性能采用100×100×400mm的混凝土试件按照标准方法进行测定,抗冲击性能采用150×150×50mm的混凝土试件按照标准方法进行测定,导热系数采用300×300×50mm混凝土试件按照标准方法进行测定,对照组1由以下重量份的组分构成:再生粗骨料700份、河砂600份、碎石650份、普通硅酸盐水泥300份、粉煤灰50份、硅灰14份、矿粉18份、减水剂4份、水165份;对照组2由以下重量份的组分构成:再生粗骨料700份、河砂600份、陶粒250份、普通硅酸盐水泥300份、水180份。对照组3由以下重量份的组分构成:再生粗骨料700份、河砂600份、陶粒250份、普通硅酸盐水泥
300份、粉煤灰50份、硅灰14份、矿粉18份、减水剂4份、水165份。
[0028] 结果如表1所示:由实验结果可知,实施例1、实施例2、实施例3、实施例4都比对照组的抗压性能、抗渗性能、保温性能、抗冲击性能、抗冻性能好。对照组3除了不加玄武岩纤维其他组分与实施例3一致,从实验结果可以看出玄武岩纤维对再生混凝土的抗压性能、抗冲击性能、抗冻性能均有大幅度改善。由对照组3与对照组1相比,可以看到陶粒替换碎石可以改善保温性能。由对照组2与对照组3相比,可以看到粉煤灰、硅灰、矿粉和减水剂对抗压性能、抗渗性能、抗冲击性能、抗冻性能有一些改善,其中实施例3的再生混凝土配方最佳。