專利名稱：一種低彈模纖維增強(qiáng)再生混凝土的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用廢舊混凝土制備的再生混凝土，屬于新型環(huán)保的綠色建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種采用低彈模聚丙烯纖維增韌再生混凝土。
背景技術(shù)：
長期以來粗放的生產(chǎn)方式使得傳統(tǒng)建筑從資源的開采、原料的加工、建筑物的修建及使用以及到建筑的拆除，在整個(gè)建筑的生命周期中很少考慮對資源和環(huán)境的不利影響。而利用再生混凝土制備技術(shù)則能有效的節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境。目前，再生混凝土制備技術(shù)被認(rèn)為是發(fā)展生態(tài)綠色混凝土的有效方法，是實(shí)現(xiàn)建筑資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要措施之一。而再生混凝土制備中采用的粗骨料為不同來源的廢棄混凝土經(jīng)過人工破碎、加工而成的骨料，相比天然骨料，由于新砂漿和再生骨料的界面弱接觸以及骨料的初始缺陷、離散不穩(wěn)定的抗壓性能等因素限制了再生混凝土制備技術(shù)的發(fā)展。而利用纖維材料其良好的阻裂特性能有效的改善再生混凝土內(nèi)部裂縫的開展，是實(shí)現(xiàn)再生混凝土性能改善的有效途徑，在綠色混凝土材料的制備新方法方面具有良好的應(yīng)用前景和發(fā)展前途。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種低彈模纖維再生混凝土的制備方法，該方法利用低彈模聚丙烯纖維良好的增韌能力，通過合理配合比設(shè)計(jì)，摻加一定體積率的聚丙烯抗老化三枝纖維，制成了低彈模纖維再生混凝土。該方法經(jīng)濟(jì)、簡單和實(shí)用，其符合現(xiàn)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對混凝土骨料及強(qiáng)度性能的要求，為可循環(huán)的綠色混凝土的制備提供了一種新的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案一種低彈彈模纖維增強(qiáng)再生混凝土的制備方法，其特征在于，該方法采用破碎的廢舊混凝土作為混凝土的部分粗骨料，將低彈模聚丙烯纖維摻入再生混凝土中改善再生混凝土的性能，具體制備按下列步驟進(jìn)行步驟一，按照如下配比對再生混凝土進(jìn)行配制，每立方混凝土中，以100份重量單位計(jì)，由以下物質(zhì)組成32. 5R普通硅酸鹽水泥20-21份，細(xì)骨料(中粗砂)18-20份， 天然粗骨料(天然碎石)34-36份，再生粗骨料14- 份，聚丙烯三枝抗老化網(wǎng)狀纖維 0. 03-0. 05 份，水8-10 份；步驟二，將廢舊混凝土采用顎式破碎機(jī)進(jìn)行機(jī)械破碎并進(jìn)行清洗、篩分，在此基礎(chǔ)上，對再生粗骨料依據(jù)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢測方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ52-2006)進(jìn)行篩分試驗(yàn)，以保證粗骨料顆粒級配滿足JGJ52-2006對于粗骨料連續(xù)級配的要求；步驟三，對于細(xì)骨料顆粒級配，依據(jù)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢測方法標(biāo)準(zhǔn)》 (JGJ52-2006)要求，砂顆粒級配宜優(yōu)先選用II區(qū)砂，以滿足混凝土配制過程中對細(xì)骨料級配的要求；步驟四，按照配方量的重量份數(shù)將干物料如水泥、細(xì)骨料及聚丙烯三枝抗老化網(wǎng)狀纖維放入攪拌機(jī)干混攪拌均勻，攪拌時(shí)間不少于3分鐘。
步驟五，將天然粗骨料和再生粗骨料以總重量計(jì)，先各投入一半至攪拌機(jī)中，和步驟四中的物料進(jìn)行干混，并攪拌均勻，攪拌時(shí)間不少于3分鐘；步驟六，將余下的部分天然粗骨料和再生骨料再次投入至攪拌機(jī)中，并加入配方中總水量的60%，進(jìn)行攪拌，混料5-8分鐘；步驟七，將配方中總水量的30%加入攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，混料3-5分鐘后，將其余 10%水最后加入進(jìn)行攪拌，直至混凝土拌合均勻，工作性能滿足混凝土的澆筑要求。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、選用低彈模聚丙烯三枝抗老化網(wǎng)狀纖維對再生混凝土性能進(jìn)行改進(jìn)，利用纖維的抗拉能力阻止混凝土中的新砂漿和骨料間的界面初始缺陷裂縫的開展，對再生混凝土特有的新、老砂漿之間的界面裂縫有明顯的改善效果。2、制備方法簡單，可以滿足普通低標(biāo)號混凝土強(qiáng)度的要求，并能夠增強(qiáng)此混凝土的阻裂性能及抗韌性能。此外，由于使用了部分建筑廢棄物加工而成的粗骨料，從循環(huán)再利用、節(jié)約成本以及環(huán)保節(jié)能方面有較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。


圖1是聚丙烯三枝抗老化網(wǎng)狀纖維斷面微觀電鏡SEM圖；圖2是再生混凝土粗骨料顆粒級配曲線；圖3是取代率30%的再生混凝土力學(xué)性能歸一化對比。圖4是取代率50%的再生混凝土力學(xué)性能歸一化對比。圖5是聚丙烯三枝抗老化網(wǎng)狀纖維圖片。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例制備的低彈彈模纖維增強(qiáng)再生混凝土，按照如下配比對再生混凝土進(jìn)行配制，每立方混凝土中，以100份重量單位計(jì)，由以下物質(zhì)組成32. 5R普通硅酸鹽水泥 20-21份，細(xì)骨料(中粗砂)18-20份，天然粗骨料(天然碎石)34-36份，再生粗骨料 14-26份，聚丙烯三枝抗老化網(wǎng)狀纖維0. 03-0. 05份，水8_10份。聚丙烯三枝抗老化網(wǎng)狀纖維(陜西萬達(dá)工程材料有限公司生產(chǎn))，是一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的纖維，并且聚丙烯三枝抗老化網(wǎng)狀纖維斷面形式為三角性，使得相比其他斷面為圓形的聚丙烯纖維能充分與再生混凝土中的粗骨料表面接觸而提高纖維與骨料之間的協(xié)同作用(圖1，圖幻。它和水泥混凝土的基料有極強(qiáng)的結(jié)合力。加入混凝土基料中，經(jīng)攪拌后， 因受到水泥、砂石等骨料的沖擊，自動(dòng)張開，成為一根根的單絲或互相牽扯多向分布纖維， 在混凝土內(nèi)部形成一種亂向支撐體系，能極有效的控制混凝土及水泥砂漿的早期的塑性收縮裂紋和沉降裂紋。大大提高混凝土的抗?jié)B、抗破碎、抗沖擊性能，增加混凝土的韌性和耐磨性，從而使建筑物的壽命大大延長，極大地減少工程維護(hù)費(fèi)用。在以下的實(shí)驗(yàn)中，申請人從不同的拆遷工地收集了不同來源的廢舊混凝土，這些廢舊混凝土的原結(jié)構(gòu)本身的服役時(shí)間分別為15年和40年，此外，還收集了實(shí)驗(yàn)室存放的做完各試驗(yàn)的廢棄混凝土，將其分類、破碎、分別清洗加工。粗骨料分別有天然碎石和三種不同來源的再生混凝土骨料。其中天然碎石骨料表示為NA ；采用實(shí)驗(yàn)室破碎的混凝土骨料為RA-I ；采用服役壽命15年的拆遷廢棄混凝土制備的粗骨料表示為RA-II，服役壽命40年的表示為RA-III。以下是發(fā)明人給出的實(shí)施例實(shí)施例1 1、對廢舊混凝土進(jìn)行機(jī)械破碎、篩分、清洗等，制備的粗骨料顆粒級配應(yīng)滿足《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢測方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ52-2006)第3. 2. 1條中表3. 2. 1_2(碎石或卵石的顆粒級配范圍)對骨料的要求。由圖2可知，天然粗骨料NA、再生粗骨料RA-I、RA-II、 RA-II I均滿足JGJ52-2006對粗骨料連續(xù)級配的要求。由圖2所示的顆粒級配累計(jì)曲線確定出顆粒的相關(guān)粒徑d1(l、d3(l和d6(l，并求出不均
d d2
勻系數(shù)h = I和曲率系數(shù)& = ^。其中d1(l為小于某顆粒粒徑的顆粒質(zhì)量累計(jì)百分 "10 "60* "10
數(shù)為10%時(shí)對應(yīng)的粒徑；d3(l為小于某顆粒粒徑的顆粒質(zhì)量累計(jì)百分?jǐn)?shù)為30%時(shí)對應(yīng)的粒
徑；d6(l為小于某顆粒粒徑的顆粒質(zhì)量累計(jì)百分?jǐn)?shù)為60%時(shí)對應(yīng)的粒徑。由JGJ52-2006中第3. 2. 1條中表3. 2. 1-2可知，對于5 31. 5mm以內(nèi)的粗骨料， 經(jīng)計(jì)算，不均勻系數(shù)Ku的范圍在(0. 37,0. 69)之間，而曲率系數(shù)K。范圍應(yīng)在(0.80，1.53) 之間。由表1可知各不同骨料的不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)，均滿足JGJ52-2006對顆粒級配的要求，說明骨料級配良好。表1 粗骨料不均勻系數(shù)及曲率系數(shù)
權(quán)利要求
1.一種低彈模纖維增強(qiáng)再生混凝土的制備方法，其特征在于，該方法采用破碎的廢舊混凝土作為混凝土的部分粗骨料，將低彈模聚丙烯纖維摻入再生混凝土中改善再生混凝土的性能，具體制備按下列步驟進(jìn)行步驟一，按照如下配比對再生混凝土進(jìn)行配制，每立方混凝土中，以100份重量單位計(jì)，由以下物質(zhì)組成32. 5R普通硅酸鹽水泥20-21份，細(xì)骨料18-20份，天然粗骨料 34-36份，再生粗骨料14- 份，聚丙烯三枝抗老化網(wǎng)狀纖維0. 03-0. 05份，水8_10份； 步驟二，將廢舊混凝土采用顎式破碎機(jī)進(jìn)行機(jī)械破碎并進(jìn)行清洗、篩分，在此基礎(chǔ)上， 對再生粗骨料依據(jù)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢測方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ52-2006)進(jìn)行篩分試驗(yàn)，以保證粗骨料顆粒級配滿足JGJ52-2006對于粗骨料連續(xù)級配的要求；步驟三，對于細(xì)骨料顆粒級配，依據(jù)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢測方法標(biāo)準(zhǔn)》 (JGJ52-2006)要求，砂顆粒級配宜優(yōu)先選用II區(qū)砂，以滿足混凝土配制過程中對細(xì)骨料級配的要求；步驟四，按照配方量的重量份數(shù)，將32. 5R普通硅酸鹽、細(xì)骨料及聚丙烯三枝抗老化網(wǎng)狀纖維放入攪拌機(jī)干混攪拌均勻，攪拌時(shí)間不少于3分鐘；步驟五，將天然粗骨料和再生粗骨料以總重量計(jì)，先各投入一半至攪拌機(jī)中，和步驟四中的物料進(jìn)行干混，并攪拌均勻，攪拌時(shí)間不少于3分鐘；步驟六，將余下的部分天然粗骨料和再生骨料再次投入至攪拌機(jī)中，并加入配方中總水量的60 %，進(jìn)行攪拌，混料5-8分鐘；步驟七，將配方中總水量的30%加入攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，混料3-5分鐘后，將其余10%水最后加入進(jìn)行攪拌，直至混凝土拌合均勻，工作性能滿足混凝土的澆筑要求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低彈模纖維增強(qiáng)再生混凝土的制備方法，采用破碎的廢舊混凝土作為混凝土的部分粗骨料，將低彈模聚丙烯纖維摻入再生混凝土中改善再生混凝土的性能。每立方米混凝土中，以100份重量單位計(jì)各組分組成為32.5R普通硅酸鹽水泥20-21份，細(xì)骨料18-20份，天然粗骨料34-36份，再生粗骨料14-26份，聚丙烯三枝抗老化網(wǎng)狀纖維0.03-0.05份，水8-10份；利用聚丙烯三枝抗老化網(wǎng)狀纖維的抗拉能力阻止混凝土中的新砂漿和新粗骨料之間的界面初始缺陷裂縫的開展，并對再生混凝土的新、老砂漿之間的界面裂縫有明顯的改善。制備方法簡單，再生混凝土力學(xué)性能可靠，具有廣闊的商業(yè)應(yīng)用前景。
文檔編號C04B18/16GK102531494SQ20111045536
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者張博, 朱熹育, 杜園芳, 楊濤, 王社良, 趙振有, 趙祥 申請人:西安中煤建筑工程有限公司