本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域混凝土類，涉及一種利用二氧化碳養(yǎng)護(hù)的方法改善再生骨料的物理性能質(zhì)和力學(xué)性能并用該再生骨料制造的結(jié)構(gòu)混凝土，以及該結(jié)構(gòu)混凝土的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，在國內(nèi)的很多大城市，建筑工業(yè)產(chǎn)生的廢物也已經(jīng)變?yōu)楣Α＿@些廢物不僅對環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，而且正在和人類爭奪生存的空間，嚴(yán)重影響國家的可持續(xù)發(fā)展。因此，開發(fā)減少、回收和利用建筑廢物的新技術(shù)已迫在眉睫。
建筑廢物主要產(chǎn)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(jìn)的管理技術(shù)和拆遷建造技術(shù)。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?；炷了閴K通常是建筑廢物的最大組成部分，經(jīng)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(chǔ)。這一類型回收材料就叫做循環(huán)再生骨料。循環(huán)再生骨料在一些歐美發(fā)達(dá)國家的建筑工業(yè)中已經(jīng)成功應(yīng)用，但是主要應(yīng)用在非結(jié)構(gòu)混凝土和道路的基礎(chǔ)上，在結(jié)構(gòu)混凝土中的應(yīng)用有限，通常只有混凝土粗骨料的20％是循環(huán)再生骨料。這主要是由于循環(huán)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?xí)r多加水來增加其流動度從而導(dǎo)致硬化混凝土的干縮率和蠕變增加。為了克服循環(huán)再生骨料再利用的這一困難，混凝土研究人員經(jīng)過研究已經(jīng)開發(fā)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(shù)。同時研究發(fā)現(xiàn)利用常壓蒸氣養(yǎng)護(hù)技術(shù)可以提高循環(huán)再生骨料在結(jié)構(gòu)混凝土中的利用率。
二氧化碳 (CO2) 氣體是主要的溫室氣體之一，和全世界其他國家和地區(qū)一樣, 中國政府正在尋求減低溫室氣體的方法. 如果在制造混凝土的過程中能夠減少二氧化碳 (CO2) 氣體將會有一舉兩得的功效。研究表明混凝土的碳化作用就是吸收二氧化碳的過程。 因此，在再生骨料混凝土的制造過程中利用二氧化碳 (CO2) 氣體養(yǎng)護(hù)不但可以增加混凝土的抗壓強度, 還可以減少二氧化碳 (CO2) 氣體。
再生骨料與天然石子骨料相比具有如下缺點：吸水率高，壓碎指標(biāo)低，高空隙率。因此，當(dāng)再生骨料用來制造混凝土?xí)r，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(dǎo)致再生骨料在結(jié)構(gòu)混凝土中的應(yīng)用非常有限。
研究表明混凝土碳化后其密實度增加從而其抗壓強度增加,但是對鋼筋混凝土而言,碳化后由于減低了其PH值會使混凝土中的鋼筋容易銹飾.用碳化養(yǎng)護(hù)的方法改善再生骨料的性能不需要耽心鋼筋修飾的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明根據(jù)再生骨料中含有大量氫氧化鈣且其極易與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣的原理，基于現(xiàn)有再生骨料混凝土的制造方法，首次提出利用二氧化碳養(yǎng)護(hù)法改善再生骨料物理性質(zhì)和力學(xué)性能的概念，適用于結(jié)構(gòu)混凝土及高性能再生骨料混凝土。本發(fā)明同時提供該再生骨料結(jié)構(gòu)混凝土的制造方法。將再生骨料放入密閉的可承受一定壓力的養(yǎng)護(hù)箱中然后通入二氧化碳?xì)怏w養(yǎng)護(hù)一定時間即可減低再生骨料的吸水率并增加其壓碎指標(biāo)。利用二氧化碳處理過的再生骨料制造的混凝土其力學(xué)性能和耐久性大大改善，完全可以用作結(jié)構(gòu)混凝土。
本發(fā)明的目的在于制造一種能夠提高再生骨料利用率（50%）以上的結(jié)構(gòu)混凝土。通過利用二氧化碳養(yǎng)護(hù)處理再生骨料提高其性能的方法一方面使再生骨料在結(jié)構(gòu)混凝土中的利用率大大提高,另一方面大量減低溫室氣體的排放。
所述混凝土由水泥, 骨料，摻合料,添加劑和水組成。其中水泥為混凝土技術(shù)中通常采用的任何水泥包括各類硅酸鹽類水泥（Portland cement）、硫鋁酸鹽水泥, 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(xì)骨料包括河沙, 或水洗海砂, 或石英砂, 或人工制造的各種細(xì)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(xì)粉（如石灰石粉和鈦白粉）。
所述的二氧化碳?xì)怏w包括：火電廠,水泥廠,垃圾墳燒廠等利用燃燒燃料作業(yè)排放出的二氧化碳?xì)怏w。
本發(fā)明所述混凝土的各種成分配比可參考本領(lǐng)域的常規(guī)方案。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述再生骨料結(jié)構(gòu)混凝土中，水灰比為 0.3～0.6，膠凝材料（水泥+礦物添加劑）用量300-600Kg/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%。 所述二氧化碳?xì)怏w的的濃度為5%～100wt %。氧護(hù)室壓力為0.2-2.0Ba.養(yǎng)護(hù)時間24-72小時。
更優(yōu)選地，本發(fā)明所述再生骨料結(jié)構(gòu)混凝土中，水灰比為 0.35～0.45，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%。 所述二氧化碳的濃度為為50%～100 %。壓力為1.0Ba。養(yǎng)護(hù)時間為48小時。
本發(fā)明還提供了上述再生骨料結(jié)構(gòu)混凝土的制造方法;
首先將再生骨料放入密閉的可承受一定壓力(0.2-2.0Ba)的養(yǎng)護(hù)箱中然后通入二氧化碳?xì)怏w(濃度50-100%)養(yǎng)護(hù)一定時間(24-72小時)即可減低再生骨料的吸水率并增加其壓碎指標(biāo)。
具體實施方式
下面，結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實施例1：
表1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碳在不同壓力和不同養(yǎng)護(hù)時間條件下處理后按照標(biāo)準(zhǔn)方法測得的再生骨料的物理性質(zhì)和力學(xué)性能。
從表1所列的數(shù)據(jù)可以看出，隨著CO2濃度的增加,養(yǎng)護(hù)室壓力增加和處理時間越長，處理后的再生骨料的比重和壓縮碎指標(biāo)增加，吸水率下降。CO2濃度達(dá)100%,壓力2.0Ba和養(yǎng)護(hù)時間72小時，骨料性能改善效果最佳。但是當(dāng)壓力超過2.0養(yǎng)護(hù)時間超過48小時時骨料性能的改變已經(jīng)變得不明顯。
表一用不同濃度CO2和不同方法處理過的再生骨料的性能
實施例2：
表二列出了利用濃度為100% 二氧化碳在壓力2.0Ba的條件下養(yǎng)護(hù)48小時后的再生骨料制造的混凝土的配比，而表三列出了按表二的配比制造的混凝土的力學(xué)性能和耐久性能。從表三可以看出利用沒有處理的再生骨料(R0-50和R0-100)混凝土力學(xué)性能和耐久性能較差。并且，混凝土的性能隨著再生骨料的增加而下降。
與沒有處理的再生骨料制造的混凝土相比利用CO2處理過的混凝土的28天抗壓強度，劈裂強度和彈性模量都有較大的提高，112天干縮率下降，365天蠕變下降。50% 再生骨料取代天然骨料制造的混凝土其性能完全達(dá)到了結(jié)構(gòu)混凝土的要求。
表二–不同再生骨料含量混凝土的性能
表三–不同再生骨料含量混凝土的配比
實施例三：
表四列出了利用100% 二氧化碳在壓力2.0Ba的條件下養(yǎng)護(hù)48小時后的再生骨料在不同水泥含量，不同水灰比，不同礦物添加劑含量條件下的配比，而表五給出的是按表四的配比制造的混凝土的性能。由表五可以看出，水泥含量增加，水灰比降低，以及添加礦物添加劑高嶺粉，或硅灰都可以大大改善再生骨料混凝土的力學(xué)性能和耐久性，而添加粉煤灰則會降低混凝土28天強度，但可以改善混凝土的耐久性。
表四–不同水泥含量不同水灰比再生骨料混凝土的配比
表五–不同水泥含量不同水灰比再生骨料混凝土的性能