本發(fā)明涉及再生混凝土，具體是一種高強(qiáng)度再生混凝土及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代建筑行業(yè)中，混凝土作為一種廣泛應(yīng)用的建筑材料，因其高強(qiáng)度、耐久性及成型便捷等優(yōu)點(diǎn)，成為土木工程和建筑施工的主要材料。然而，隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)和大量舊建筑物的拆除，產(chǎn)生了大量的建筑廢棄物，其中再生混凝土骨料（rca，recycledconcrete?aggregate）作為建筑廢料的主要成分之一，得到了廣泛的研究和應(yīng)用。

2、傳統(tǒng)的再生混凝土在應(yīng)用過程中面臨幾個顯著問題。首先，由于再生骨料的質(zhì)量較原生骨料差，存在吸水率高、孔隙率大、強(qiáng)度低等問題，導(dǎo)致再生混凝土的強(qiáng)度和耐久性難以滿足高要求的工程應(yīng)用。其次，再生混凝土的界面過渡區(qū)（itz）較為薄弱，容易導(dǎo)致裂縫的生成和發(fā)展，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)整體性能。因此，如何提高再生混凝土的強(qiáng)度、耐久性，并實(shí)現(xiàn)建筑廢棄物的高效回收利用，成為當(dāng)前亟待解決的問題。

3、近年來，通過各種改性手段，如摻加外加劑、納米材料、聚合物改性劑等，已取得了提高再生混凝土性能的效果。其中，高強(qiáng)度再生混凝土的制備技術(shù)逐漸成為研究熱點(diǎn)。通過在混凝土中摻入一定比例的高性能外加劑或采用特定的配合比設(shè)計(jì)，可以大幅度提升再生混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及耐久性能，并顯著改善再生骨料與水泥漿體的界面結(jié)合力。

4、因此，發(fā)明一種高強(qiáng)度再生混凝土及其制備方法，不僅可以實(shí)現(xiàn)建筑廢料的有效再利用，減輕資源壓力，還能夠滿足高性能混凝土的工程需求，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度再生混凝土及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種高強(qiáng)度再生混凝土的制備方法：包括以下步驟：s1：將異佛爾酮二異氰酸酯加入聚乙二醇中，攪拌均勻，加入二月桂酸二丁基錫，加熱至70-75℃保溫，依次加入端羥基聚硅烷、丙烯酰胺、查耳酮封端劑，保溫反應(yīng)至異氰酸酯基達(dá)到理論值，得到聚氨酯預(yù)聚體；

4、進(jìn)一步的，聚氨酯預(yù)聚體的制備方法中，各組分占比按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括聚乙二醇10-20份，異佛爾酮二異氰酸酯5.5-8份，二月桂酸二丁基錫0.2-0.3份，端羥基聚硅烷9-13.5份，丙烯酰胺5-7份，查耳酮封端劑3-5份；

5、進(jìn)一步的，所述保溫反應(yīng)至異氰酸酯基達(dá)到理論值的理論值為反應(yīng)體系中有利異氰酸酯基的質(zhì)量百分含量為14-16%；

6、s2：將聚氨酯預(yù)聚體、對苯二酚加入丙酮中，攪拌均勻，加熱至50-55℃保溫，加入1,3-丙烷磺內(nèi)酯的丙酮溶液，保溫反應(yīng)20-22h，冷卻至室溫，過濾，沉淀物用丙酮和乙醚混合溶液洗滌，真空干燥，得到兩性單體；

7、進(jìn)一步的，兩性單體的制備過程中，聚氨酯預(yù)聚體：1,3-丙烷磺內(nèi)酯的摩爾比為1:1；

8、進(jìn)一步的，所述丙酮和乙醚混合溶液中，丙酮：乙醚的體積比為1:1；

9、s3：將四丁基溴化銨、十二硫醇加入丙酮中，攪拌均勻，氮?dú)夥諊?，冰浴條件下，依次加入氫氧化鈉溶液、二硫化碳的丙酮溶液、2-溴丙酸，室溫反應(yīng)12-14h，過濾，洗滌，使用石油醚重結(jié)晶，得到raft試劑；

10、進(jìn)一步的，raft試劑的制備過程中，四丁基溴化銨：十二硫醇：2-溴丙酸的質(zhì)量比為(0.966-1.1592):(7.5-8.925):(3.4-4.08)；

11、s4：將raft試劑加入四氫呋喃中，攪拌均勻，依次加入二環(huán)己基碳二亞胺、4-二甲氨基吡啶、羥基二甲氨基查耳酮，室溫反應(yīng)24h，過濾，將濾液濃縮，使用乙醇和二氯甲烷的混合溶液重結(jié)晶，得到二氨基查耳酮基raft試劑；

12、進(jìn)一步的，二氨基查耳酮基raft試劑中，raft試劑：二環(huán)己基碳二亞胺：4-二甲氨基吡啶：羥基二甲氨基查耳酮的摩爾比為1:1:0.1:1；

13、進(jìn)一步的，所述乙醇和二氯甲烷的混合溶液中，乙醇：二氯甲烷的體積比為4:1；

14、s5：將二氨基查耳酮基raft試劑、對苯二酚加入丙酮中，攪拌均勻，加熱至50-55℃保溫，加入1,3-丙烷磺內(nèi)酯的丙酮溶液，保溫反應(yīng)20-22h，冷卻至室溫，過濾，沉淀物用丙酮和乙醚混合溶液洗滌，真空干燥，得到查耳酮基raft試劑；

15、進(jìn)一步的，查耳酮基raft試劑的制備過程中，二氨基查耳酮基raft試劑：1,3-丙烷磺內(nèi)酯的摩爾比為1:1；

16、進(jìn)一步的，所述丙酮和乙醚混合溶液中，丙酮：乙醚的體積比為1:1

17、s6：將乙烯基三乙氧基硅烷加入去離子水中，加入十二烷基苯磺酸鈉，25-30℃反應(yīng)2.5-3h，加入氨水，保溫反應(yīng)6h，得到乙烯基納米二氧化硅；

18、進(jìn)一步的，所述乙烯基納米二氧化硅制備過程中，乙烯基三乙氧基硅烷：氨水的體積比為2:1；

19、進(jìn)一步的，所述氨水的滴加速率為0.8-1.0ml/min；所述十二烷基苯磺酸鈉臨界膠束濃度為1.2mmol/l；

20、s7：將兩性單體、聚醚單體、丙烯酸、正丙醇加入反應(yīng)容器中，超聲分散，氮?dú)夥諊拢尤氩槎鵵aft試劑、乙烯基納米二氧化硅、偶氮二異丁腈，加熱至60-65℃反應(yīng)12-48h，冷卻至室溫，得到納米二氧化硅摻雜減水劑；

21、進(jìn)一步的，所述納米二氧化硅摻雜減水劑的制備過程中，各組分占比按摩爾份數(shù)計(jì)，包括兩性單體0.5-1.5份，聚醚單體0.5-1.5份,丙烯酸6-12份,正丙醇57.5-60份，查耳酮基raft試劑0.1-0.2份，乙烯基納米二氧化硅0.1-0.5份,偶氮二異丁腈0.05-0.06份；

22、進(jìn)一步的，所述聚醚單體包括ipeg、epeg、hpeg中任意一種。

23、s8：將再生粗細(xì)骨料放入納米二氧化硅摻雜減水劑中浸泡1-2d，取出，置于烘箱中干燥，養(yǎng)護(hù)，碳化，得到再生骨料；將再生骨料、水泥、粉煤灰、礦粉、砂石、水、納米二氧化硅摻雜減水劑加入攪拌機(jī)中，攪拌均勻，澆注，養(yǎng)護(hù)，得到高強(qiáng)度再生混凝土。

24、進(jìn)一步的，再生骨料制備過程中，養(yǎng)護(hù)步驟包括：置于溫度20℃、濕度70%的養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)24h；碳化步驟包括：置于壓力0.3mpa的碳化罐里碳化24h；

25、進(jìn)一步的，高強(qiáng)度再生混凝土的制備過程中，各組分占比按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括再生骨料1076-1124份，水泥270-300份，粉煤灰100-110份，礦粉60-65份，砂石718-746份，水160-165份，納米二氧化硅摻雜減水劑9.7-10.2份。

26、進(jìn)一步的，所述再生粗細(xì)骨料由廢棄的c40和c50混凝土，經(jīng)過圓錐破-反擊破兩道破碎，粒徑級配為5-20mm連續(xù)級配制備得到。

27、進(jìn)一步的，羥基二甲氨基查耳酮的制備方法，包括以下步驟：將4-羥基苯乙酮加入乙醇中，攪拌均勻，冰浴條件下，依次加入氫氧化鈉溶液、4-二甲氨基苯甲醛的乙醇溶液，室溫反應(yīng)24h，將產(chǎn)物倒入冰醋酸的水溶液中沉淀，過濾，洗滌，使用乙醇重結(jié)晶，真空干燥，得到羥基二甲氨基查耳酮；

28、進(jìn)一步的，羥基二甲氨基查耳酮的制備過程中，4-羥基苯乙酮：4-二甲氨基苯甲醛的摩爾比為1:1；

29、進(jìn)一步的，所述查耳酮封端劑的制備方法，包括以下步驟：將羥基二甲氨基查耳酮、溴乙醇、碳酸鉀、n,n-二甲基甲酰胺依次加入反應(yīng)容器中，氮?dú)夥諊?，加熱?0-95℃反應(yīng)48h，冷卻至室溫，將產(chǎn)物倒入去離子水中沉淀，過濾，真空干燥，使用乙醇和二氯甲烷的混合溶液重結(jié)晶，得到查耳酮封端劑；

30、進(jìn)一步的，查耳酮封端劑的制備過程中，羥基二甲氨基查耳酮：溴乙醇：碳酸鉀的摩爾比為(0.3-0.45):(0.36-0.54):(0.45-0.60)；

31、進(jìn)一步的，所述乙醇和二氯甲烷的混合溶液中，乙醇：二氯甲烷的體積比為4:1。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

33、1、本發(fā)明以自制羥基二甲氨基查耳酮為原料制備得到查耳酮封端劑，接著以異佛爾酮二異氰酸酯、端羥基聚硅烷、丙烯酰胺和查耳酮封端劑為原料，制備得到具有丙烯基、二氨基查耳酮基結(jié)構(gòu)的聚氨酯預(yù)聚體，最后1,3-丙烷磺內(nèi)酯反應(yīng)，制備得到兩性單體。本發(fā)明進(jìn)一步以自制羥基二甲氨基查耳酮為原料，先后與raft試劑、1,3-丙烷磺內(nèi)酯反應(yīng)，制備得到同樣由兩性離子結(jié)構(gòu)的查耳酮基raft試劑。本發(fā)明將兩性單體、乙烯基納米二氧化硅、查耳酮基raft試劑等物質(zhì)為原料制備得到納米二氧化硅摻雜減水劑；實(shí)現(xiàn)將再生粗細(xì)骨料浸泡在減水劑中，借助納米二氧化硅具有強(qiáng)滲透性和微填充效應(yīng)的特點(diǎn)，將減水劑提前負(fù)載在再生粗細(xì)骨料的表面及微小孔隙中，一方面，能夠滲透到再生骨料孔隙內(nèi)部，微填充再生骨料微孔隙，致密其微觀結(jié)構(gòu)；另一方面，有助于后續(xù)混凝土制備過程中進(jìn)一步減少水分吸收，從而提高混凝土的和易性，改善流動性，使得混凝土拌合物更易于施工，進(jìn)一步增強(qiáng)混凝土的致密性，可能提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。

34、2、本發(fā)明圍繞著通過結(jié)合兩性聚羧酸鹽（用于水合控制）、raft聚合（用于分子結(jié)構(gòu)精度）來開發(fā)一種新的高效減水劑，以滿足再生混凝土高強(qiáng)度的需求。兩性單體中的陰離子基團(tuán)與水泥混合物中帶正電荷的鈣離子相互作用，延遲了早期水化反應(yīng)，隨著水泥水化的進(jìn)行，聚羧酸鹽中的陽離子基團(tuán)可以與帶負(fù)電荷的水化水泥顆粒表面相互作用，促進(jìn)后期的水化反應(yīng)，受控的水化過程，平衡了可加工性和凝固時(shí)間，在不影響固化時(shí)間的情況下提高了混凝土的質(zhì)量和強(qiáng)度。

35、raft聚合允許在聚羧酸減水劑中設(shè)計(jì)梳狀分子結(jié)構(gòu)，其中中央主鏈具有許多側(cè)鏈。這些側(cè)鏈（聚乙二醇及相關(guān)化合物）提供空間位阻，防止水泥顆粒結(jié)塊。其結(jié)果是水泥顆粒在混合物中的分散更穩(wěn)定，從而獲得具有更好可加工性和流動性的均勻水泥漿。通過控制聚合物的分子量和結(jié)構(gòu)，raft聚合確保高效減水劑以最佳方式吸附到水泥顆粒上。這種均勻的吸附增強(qiáng)了高效減水劑的分散能力，確保水泥顆粒均勻分離，從而獲得更好的水化和最終強(qiáng)度。更高的分散效率，從而降低了用量要求，并在各種水泥類型中實(shí)現(xiàn)了更一致的性能。對分子結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)控制導(dǎo)致卓越的吸附和分散性能，使混凝土混合物在凝固后更易于處理和更堅(jiān)固。

36、通過聚羧酸鹽的兩性特性確保了雙級水合機(jī)制，而raft聚合提供的分子量精度確保高效減水劑有效地吸附到水泥顆粒上。這既能帶來持久的流動性，又能更快地發(fā)展強(qiáng)度，從而提高混凝土的強(qiáng)度和耐用性以及可長時(shí)間保持可加工性。raft聚合可以創(chuàng)建復(fù)雜的聚合物結(jié)構(gòu)，可以改善與水泥水化產(chǎn)品的相互作用。對聚合物進(jìn)行調(diào)整，以最大限度地減少用量，同時(shí)最大限度地提高性能，進(jìn)一步增強(qiáng)再生混凝土的強(qiáng)度。