專利名稱：一種改性再生骨料和再生骨料高性能混凝土的制作方法
技術領域：
本發明屬于建筑材料領域混凝土類，涉及一種改性再生骨料和再生骨料高性能混凝土。
背景技術：
隨著經濟的高速發展，我國很多大城市中，建筑工業產生的廢物已經變為公害。這些廢物不僅對環境造成嚴重的破壞，而且正在和人類爭奪生存的空間，嚴重影響國家的可持續發展。因此，開發減少、回收和利用建筑廢物的新技術已迫在眉睫。建筑廢物主要產生于舊建筑物的拆遷和新建筑物的建造過程中，因此，減少建筑物就必須在拆遷和建造工程中，采用先進的管理技術和拆遷建造技術。眾所周知，建筑廢物一般由混凝土碎塊，粘土磚和瓷磚，砂和灰塵，木屑，塑料和廢紙，廢金屬等組成。混凝土碎塊通常是建筑廢物的最大組成部分，經過破碎篩分的混凝土碎塊可以被用來替代混凝土中·的天然骨料或者被用來做道路的基礎。這一類型回收材料就叫做循環再生骨料。循環再生骨料在一些歐美發達國家的建筑工業中已經成功應用，但是主要應用在非結構混凝土和道路的基礎上，在結構混凝土中的應用有限，通常只有混凝土粗骨料的20%是循環再生骨料。這主要是由于循環再生骨料與天然的骨料相比強度低，多孔和有較高的吸水率。這就要求在配制混凝土時多加水來增加其流動度從而導致硬化混凝土的干縮率和蠕變增加。為了克服循環再生骨料再利用的這一困難，混凝土研究人員經過研究已經開發出了利用機壓成型的方法制造混凝土隔墻磚和鋪路砌塊的專利技術。同時研究發現利用常壓蒸氣養護技術可以提高循環再生骨料在結構混凝土中的利用率。再生骨料與天然石子骨料相比具有如下缺點高空隙率、吸水率高，壓碎指標低。因此，當再生骨料用來制造混凝土時，會帶來混凝土的塌落度難以控制，強度低，彈性模量下降，干縮率和蠕變高以及耐久性下降等弱點，從而導致再生骨料在結構混凝土中的應用非常有限。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種吸水率低、抗壓強度高的再生骨料，以提高再生骨料在混凝土中的利用率。本發明要解決的技術問題是提供一種干縮率和蠕變低、耐久性好的再生骨料高性能混凝土。一種改性再生骨料，將再生骨料放入濃度為10_40wt %的納米二氧化硅水膠體中浸泡處理，浸泡處理時間5天以上。以上所述的改性再生骨料，所述納米二氧化硅的粒徑范圍為4-100納米，比表面積彡 700m2/g。以上所述的改性再生骨料，納米二氧化硅水膠體的濃度為25_30wt %，再生骨料浸泡處理時間8-10天。
以上所述的改性再生骨料，再生骨料的粒徑為5-30毫米，浸泡處理前的吸水率分別為 6%-8%，比重為 2300-2400 Kg/m3。一種再生骨料高性能混凝土的技術方案是，組分中含有上述的改性再生骨料。以上所述的再生骨料高性能混凝土，按重量百分比，改性再生骨料占粗骨料用量的 20%-I00%。以上所述的再生骨料高性能混凝土，膠凝材料用量為400_650Kg/m3，水灰比為0. 25-0. 45，粗骨料用量為900-1100 Kg/m3，按重量百分比，改性再生骨料占粗骨料用量的50%-I00%o以上所述的再生骨料高性能混凝土，粉煤灰占膠凝材料用量0_30wt%，硅灰占膠凝材料用量0-10wt%，高嶺粉占膠凝材料用量0-20wt%。以上所述的再生骨料高性能混凝土，膠凝材料用量為450-550Kg/m3，水灰比為·0. 30-0. 40，按重量百分比，改性再生骨料占粗骨料用量的50%-80% ;粉煤灰占膠凝材料用量25-30wt%，或硅灰占膠凝材料用量8-10wt%，或高嶺粉占膠凝材料用量10-12wt%。以上所述的再生骨料高性能混凝土，對再生骨料進行改性的納米二氧化硅水膠體的濃度為25-30wt %，再生骨料浸泡處理時間8-10天。本發明根據再生骨料空隙率高導致的吸水率高的特點，基于現有再生骨料混凝土的制造方法，利用水膠體納米二氧化硅改善再生骨料物理性質和力學性能，使混凝土的力學性能和耐久性大大改善。
具體實施例方式本發明根據再生骨料空隙率高導致的吸水率高的特點，基于現有再生骨料混凝土的制造方法，利用水膠體納米二氧化硅改善再生骨料物理性質和力學性能，適用于高性能再生骨料混凝土。本發明首先將納米二氧化硅按一定比例加入水中攪拌制造其水膠體，然后將再生骨料放入該水膠體中浸泡一定時間即可減低再生骨料的吸水率并增加其壓碎指標。利用納米二氧化硅水膠體處理過的再生骨料制造的混凝土其力學性能和耐久性大大改
盡
口 o本發明通過利用納米二氧化硅水膠體浸泡處理再生骨料提高其性能的方法以提高再生骨料在高性能混凝土中的利用率。本發明高性能混凝土由水泥，骨料，摻合料，添加劑和水組成。其中水泥為混凝土技術中通常采用的任何水泥包括各類娃酸鹽類水泥(Portland cement)、硫招酸鹽水泥，或白水泥、或彩色水泥、或以上任何一種水泥加各種顏料。其中粗骨料包括再生粗骨料，天然碎石，或卵石，或人造輕骨料，或以上骨料的混合物。細骨料包括河沙，或水洗海砂，或石英砂，或人工制造的各種細砂如玻璃砂和粉碎石砂；其中摻合料可包括高嶺粉(metakaolin)，硅粉(silica fume)和填充細粉(如石灰石粉和鈦白粉)。納米二氧化硅為粒徑范圍為4-100納米，比表面積> 700m2/g,且可以穩定地分散在水或其他液體中。粒徑范圍在4-100納米，比表面積可達到750m2/g的納米二氧化娃(nano_Si02)可以穩定地分散在水或其他液體中。一般地，水泥水化產物中的毛細管孔在10-1000納米，而在低水灰比條件下水化反應進行的較好的水泥漿體中其毛細管孔小于100納米.水膠體納米二氧化硅可以填充在毛細孔和水泥顆粒之間即發生“填充效應”且納米二氧化硅可以與再生骨料中的氫氧化鈣發生化學反應生成CSH凝膠從而改善混凝土的微觀結構，降低空隙率，提高強度。本發明所述混凝土的各種成分配比可參考本領域的常規方案。優選地，本發明所述再生骨料高性能混凝土中，水灰比為0. 25-0. 45，膠凝材料(水泥+礦物添加劑)用量400-650Kg/m3，再生粗骨料可以取代天然石子骨料20%_100%，粉煤灰可以取代水泥量為0-30wt%，硅灰可以取代水泥量為5-10wt%，或高嶺粉取代水泥量為0-20wt%。納米二氧化硅水膠體的濃度為15%-35wt%，浸泡處理時間6-12天。更優選地，本發明所述再生骨料結構混凝土中，水灰比為0.30-0. 40，膠凝材料(水泥+礦物添加劑)用量450-550Kg/m3，再生粗骨料可以取代天然石子骨料50%_80%，粉煤灰可以取代水泥量為25wt%，硅灰可以取代水泥量為8 wt%,或高嶺粉取代水泥量為10wt%。納米二氧化硅水膠體的濃度為30wt %，浸泡處理時間10天.·
本發明上述再生骨料高性能混凝土的制備方法如下首先將納米二氧化硅按一定比例加入水中攪拌制造其水膠體，然后將再生骨料放入該水膠體中浸泡一定時間即可減低再生骨料的吸水率并增加其壓碎指標。然后按照高性能混凝土的配合比設計將水泥，水，處理后的再生骨料，減水劑等原材料在攪拌機或攪拌車中混合攪拌均勻即可得到本發明制造的再生骨料高性能混凝土。下面，結合具體實施例，對本發明作進一步詳細說明。表I列出了粒徑為20毫米和10毫米的再生骨料(處理前的吸水率分別為6. 85%和7. 92%，比重分別為2386公斤/立方米和2348公斤/立方米，利用不同濃度的二氧化硅在不同壓力和不同養護時間條件下處理后按照標準方法測得的再生骨料的物理性質和力學性能。從表I所列的數據可以看出，隨著nano_Si02濃度的增加和浸泡處理時間的延長，處理后的再生骨料的比重和壓縮碎指標增加，吸水率下降。nano-Si02濃度達30%，浸泡處理時間10天時，骨料性能改善效果最佳。但是nano-Si02濃度超過30%，浸泡處理時間超過10天時骨料性能的改變已經變得不明顯。表I :不同納米二氧化硅濃度和不同浸泡時間處理過的再生骨料的性能表
權利要求
1.一種改性再生骨料，其特征在于，將再生骨料放入濃度為10-40wt %的納米ニ氧化硅水膠體中浸泡處理，浸泡處理時間5天以上。
2.根據權利要求I所述的改性再生骨料，其特征在于，所述納米ニ氧化硅的粒徑范圍為4-100納米，比表面積彡700m2/g。
3.根據權利要求I所述的改性再生骨料，其特征在于，納米ニ氧化硅水膠體的濃度為25-30wt %，再生骨料浸泡處理時間8-10天。
4.根據權利要求I所述的改性再生骨料，其特征在干，再生骨料的粒徑為5-30毫米，浸泡處理前的吸水率分別為6%-8%，比重為2300-2400 Kg/m3。
5.ー種再生骨料高性能混凝土，其特征在于，組分中含有權利要求I所述的改性再生骨料。
6.根據權利要求5所述的再生骨料高性能混凝土，其特征在干，按重量百分比，改性再生骨料占粗骨料用量的20%-100%。
7.根據權利要求6所述的再生骨料高性能混凝土，其特征在于，膠凝材料用量為400-650Kg/m3,水灰比為0. 25-0. 45，粗骨料用量為900-1100 Kg/m3，按重量百分比，改性再生骨料占粗骨料用量的50%-100%。
8.根據權利要求7所述的再生骨料高性能混凝土，其特征在于，粉煤灰占膠凝材料用量0-30wt%，硅灰占膠凝材料用量0-10wt%，高嶺粉占膠凝材料用量0-20wt%。
9.根據權利要求7所述的再生骨料高性能混凝土，其特征在于，膠凝材料用量為450-550Kg/m3,水灰比為0. 30-0. 40，按重量百分比，改性再生骨料占粗骨料用量的50%-80% ;粉煤灰占膠凝材料用量25-30wt%，或硅灰占膠凝材料用量8_10wt%，或高嶺粉占膠凝材料用量10-12wt%。
10.根據權利要求7所述的再生骨料高性能混凝土，其特征在于，對再生骨料進行改性的納米ニ氧化硅水膠體的濃度為25-30wt %，再生骨料浸泡處理時間8-10天。
全文摘要
本發明公開了一種改性再生骨料和再生骨料高性能混凝土。本發明的改性再生骨料是將再生骨料放入濃度為10-40wt %的納米二氧化硅水膠體中浸泡處理，浸泡處理時間5天以上。將水泥、改性再生骨料、砂、碎石或細再生骨料及其他礦物添加劑按照一定的配合比攪拌即可得到再生骨料高性能混凝土。本發明根據再生骨料空隙率高導致的吸水率高的特點，基于現有再生骨料混凝土的制造方法，利用水膠體納米二氧化硅改善再生骨料物理性質和力學性能，使混凝土的力學性能和耐久性大大改善。
文檔編號C04B28/06GK102786243SQ20121026171
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月27日 優先權日2012年7月27日
發明者寇世聰, 邢鋒 申請人:深圳大學