碳纖維增強(qiáng)再生骨料混凝土的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及混凝土，目的是提供一種綜合性能好、成本低的碳纖維增強(qiáng)再生骨料混凝土。碳纖維增強(qiáng)再生骨料混凝土，每立方的組成為水泥400～520kg、砂630～780kg、再生粗骨料1000～1100kg、碳纖維1～7kg、硅灰35～42kg、緩凝劑1.2～2.0kg、熟石灰3.5～5kg；所述的碳纖維經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑預(yù)處理，碳纖維長(zhǎng)度5～25mm。本發(fā)明保證再生骨料與凝膠材料和增強(qiáng)材料的充分結(jié)合。所以本發(fā)明混凝土抗壓、抗拉能力都顯著提高。并且原材料都很常見，加工工藝簡(jiǎn)單。為廢棄混凝土再生骨料的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
【專利說明】
碳纖維増強(qiáng)再生骨料混凝土
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及混凝土，具體涉及一種利用廢棄混凝土作為骨料的混凝土。
【背景技術(shù)】
[0002] 混凝混凝土是建筑、市政工程等領(lǐng)域最常用的原材料。隨著人口增加和城市化進(jìn) 程加快，我國(guó)對(duì)混凝土的用量需求不斷增加;這也就導(dǎo)致了對(duì)混凝土的主要原材料一一骨 料的需求量日益增長(zhǎng)。傳統(tǒng)混凝土骨料都是采用天然砂石。天然砂石的大量開采，給生態(tài)環(huán) 境造成破壞。并且天然砂石是不可再生資源，資源日趨枯竭。
[0003] 與此同時(shí)，建筑業(yè)產(chǎn)生的廢棄混凝土、磚石碎塊等的數(shù)量也相當(dāng)巨大。需要巨額的 處理費(fèi)，并且廢棄混凝土的堆放或填埋將占用大量土地，還會(huì)造成環(huán)境污染。
[0004] 為了減少天然砂石骨料的用量，節(jié)約資源；同時(shí)盡可能利用廢棄混凝土?，F(xiàn)有技術(shù) 中出現(xiàn)了利用廢棄混凝土、磚石碎塊等作為再生骨料添加到混凝土的技術(shù)一一將廢棄混凝 土經(jīng)過破碎、清洗、分級(jí)等工序，替代天然骨料配制成新混凝土。已有的研究顯示，該產(chǎn)品基 本能滿足普通混凝土的性能要求，應(yīng)用要求不高的場(chǎng)合，理論上也具有用于結(jié)構(gòu)工程的可 行性。但該產(chǎn)品抗壓性能尚可，但普遍存在抗拉性能差的缺陷。所以規(guī)?；瘧?yīng)用還只是一個(gè) 設(shè)想。
[0005] 而現(xiàn)有技術(shù)中為了提高再生骨料混凝土的抗拉性能，也出現(xiàn)了添加碳纖維、玻纖 進(jìn)行增強(qiáng);或者添加其他輔助制劑進(jìn)行加強(qiáng)的技術(shù)。但或者配方復(fù)雜，材料、加工成本太高； 或者效果不夠理想;都沒能很好的解決工程應(yīng)用的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種綜合性能好、加工成本低的碳纖維增強(qiáng)再生骨料混凝 土。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種碳纖維增強(qiáng)再生骨料混 凝土，每立方的組成為:水泥400~520kg、砂630~780kg、再生粗骨料1000~1100kg、碳纖維 1~7kg、娃灰35~42kg、緩凝劑1.2~2.0kg、熟石灰3.5~5kg;所述的碳纖維經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑 預(yù)處理，碳纖維長(zhǎng)度5~25mm。粗骨料和砂的劃分仍然按常規(guī)本領(lǐng)域慣例：砂的粒徑小于 4.75mm、粗骨料粒徑大于4.75mm。
[0008] 優(yōu)選的，所述再生粗骨料的顆粒粒徑10~60mm。
[0009] 優(yōu)選的，所述再生粗骨料的顆粒粒徑20~40mm。
[0010] 優(yōu)選的，每立方的組成為水泥440~448kg、砂660~715kg、再生粗骨料1070~ 1105kg、碳纖維4~6kg、娃灰35~36kg、緩凝劑1.2~1.5kg、熟石灰4.7~4.9kg;所述的碳纖 維經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑預(yù)處理，碳纖維長(zhǎng)度10~20_。
[0011] 優(yōu)選的，每立方的組成為水泥472kg、砂638.5kg、再生粗骨料1087.6kg、碳纖維 6.7kg、娃灰37.56kg、緩凝劑1.53kg、熟石灰4.36kg;所述的碳纖維經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑預(yù)處理，碳 纖維長(zhǎng)度10~20mm。
[0012]優(yōu)選的，所述的每立方混凝土含有碳纖維4~6kg。
[0013] 相應(yīng)的，所述碳纖維增強(qiáng)再生骨料混凝土的加工方法，步驟包括：
[0014] a、將碳纖維用硅烷偶聯(lián)劑預(yù)處理；
[0015] b、預(yù)處理后的全部碳纖維與硅灰、砂按1:1:1的重量比混合均勻；
[0016] c、加入剩余原料和水混合均勻即得混凝土漿料成品；該漿料可澆筑到所需要的場(chǎng) 合進(jìn)一步固結(jié)、養(yǎng)護(hù)。
[0017] 優(yōu)選的，所述步驟b中，硅烷偶聯(lián)劑用量為待處理物料總重量的1.5~2%;硅烷偶 聯(lián)劑先與水混溶，然后將碳纖維放入水溶液中浸泡、晾干。
[0018] 本發(fā)明通過用硅烷偶聯(lián)劑預(yù)處理碳纖維，便于碳纖維與其他無機(jī)材料的混合與浸 潤(rùn);利用硅灰(也叫微硅粉或稱凝聚硅灰）的流動(dòng)性更好地填充再生粗骨料的表面間隙，兩 者協(xié)同也能增強(qiáng)混合效果并增強(qiáng)混凝土性能，尤其是抗拉性能。加工的時(shí)候硅烷偶聯(lián)劑處 理后的碳纖維與等量硅灰和砂混勻，便于混合均勻。這樣整體上可以起到讓物料分布更均 勻，增強(qiáng)效果更好。而緩凝劑的使用，調(diào)整和保持混凝土坍落度，同時(shí)延緩固結(jié)時(shí)間，使物料 中的水泥漿充分流動(dòng)與骨料接觸，提高結(jié)合效果。所以本發(fā)明混凝土抗壓、抗拉能力都顯著 提高。并且熟石灰對(duì)本發(fā)明混凝土性能也有意想不到的好處。本發(fā)明所用的原材料都很常 見，加工工藝也較為簡(jiǎn)單，材料成本、加工成本低;為混凝土再生骨料的廣泛應(yīng)用奠定了基 礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0019] 圖1是C30標(biāo)準(zhǔn)的本發(fā)明混凝土與普通混凝土 28d抗壓強(qiáng)度對(duì)比圖；
[0020]圖2是C30標(biāo)準(zhǔn)的本發(fā)明混凝土與普通混凝土28d劈裂抗拉強(qiáng)度對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面介紹本發(fā)明的具體實(shí)施例，及對(duì)比例及檢測(cè)結(jié)果情況；以便詳細(xì)展示本發(fā)明 的技術(shù)方案和有益效果。
[0022]實(shí)施例中，水泥采用325常規(guī)水泥、砂采用天然細(xì)砂、廢棄混凝土破碎制成的再生 粗骨料粒徑20~40mm，碳纖維牌號(hào)T700、長(zhǎng)度在10~20mm，緩凝劑牌號(hào)ZLC-A1。
[0023]碳纖維的預(yù)處理是按碳纖維總重量1.6%稱取硅烷偶聯(lián)劑溶于適量水中；將碳纖 維浸泡水溶液后取出晾干;或?qū)⑺芤壕鶆驀娡康教祭w維表面后晾干。
[0024]然后按照C30配比，另加硅灰、碳纖維、緩凝劑、熟石灰分別制備10組混凝土樣品， 粗骨料采用再生料。具體配料比如下表所示：
[0025]
[0026]
[0027] 再配置10組普通C30混凝土樣品，普通C30混凝土樣品不添加硅灰、碳纖維、緩凝 劑、熟石灰;其他配料比例與上表中對(duì)應(yīng)組別的樣品一致，但粗骨料采用粒徑20~40mm的天 然石子。
[0028]然后對(duì)本發(fā)明的10組C30混凝土樣品和對(duì)應(yīng)的普通C30混凝土樣品的性能進(jìn)行對(duì) 比，結(jié)果如圖1、2和下表所示：
[0029]
[0030] 由以上結(jié)果可見，采用本發(fā)明的技術(shù)方案后，混凝土塌落度、和易性都較現(xiàn)有技術(shù) 有所改善，克服了現(xiàn)有技術(shù)中增加纖維材料后影響和易性和塌落度的問題。同時(shí)因?yàn)樵黾?了碳纖維抗拉強(qiáng)度顯著提高。并且抗壓強(qiáng)度也有明顯提升。綜合性能較同牌號(hào)的普通混凝 土更好。攻克了廢棄混凝土再生利用的難題。
[0031] 本發(fā)明的技術(shù)方案中，硅灰、碳纖維、緩凝劑雖然用量都不大，但相互協(xié)同作用后 對(duì)混凝土性能有重要影響，這與理論設(shè)計(jì)是相協(xié)調(diào)的。熟石灰對(duì)性能的影響則是實(shí)驗(yàn)中偶 然發(fā)現(xiàn)，作用機(jī)制尚不明確。本發(fā)明的混凝土性能優(yōu)異，加工材料成本、工藝成本低，完全可 以替代傳統(tǒng)混凝土，從而節(jié)約天然砂石骨料。上述實(shí)施例中對(duì)原材料牌號(hào)或來源的選擇一 方面是這些材料本身常用，同時(shí)也是為了便于在同一基準(zhǔn)下進(jìn)行性能對(duì)比，包括廢棄混凝 土都是確保來源相同的。本領(lǐng)域技術(shù)人員都能明確上述材料選擇不是唯一或限定性的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種碳纖維增強(qiáng)再生骨料混凝土，其特征在于:每立方的組成為：水泥400~520kg、 砂630~780kg、再生粗骨料1000~1100kg、碳纖維1~7kg、硅灰35~42kg、緩凝劑1.2~ 2.0kg、熟石灰3.5~5kg;所述的碳纖維經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑預(yù)處理，碳纖維長(zhǎng)度5~25mm。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維增強(qiáng)再生骨料混凝土，其特征在于:所述再生粗骨料的 顆粒粒徑10~60mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳纖維增強(qiáng)再生骨料混凝土，其特征在于:所述再生粗骨料的 顆粒粒徑20~40mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維增強(qiáng)再生骨料混凝土，其特征在于:每立方的組成為水 泥440~448kg、砂660~715kg、再生粗骨料1070~1105kg、碳纖維4~6kg、娃灰35~36kg、緩 凝劑1.2~1.5kg、熟石灰4.7~4.9kg;所述的碳纖維經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑預(yù)處理，碳纖維長(zhǎng)度10~ 20mm 〇5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維增強(qiáng)再生骨料混凝土，其特征在于:每立方的組成為水 泥472kg、砂638.5kg、再生粗骨料1087.6kg、碳纖維6.7kg、硅灰37.56kg、緩凝劑1.53kg、熟 石灰4.36kg;所述的碳纖維經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑預(yù)處理，碳纖維長(zhǎng)度10~20mm。6. 根據(jù)權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)所述碳纖維增強(qiáng)再生骨料混凝土的加工方法，步驟包 括： a、 將碳纖維用硅烷偶聯(lián)劑預(yù)處理； b、 預(yù)處理后的碳纖維與等量硅灰、與碳纖維等量的砂混合均勻； c、 加入剩余原料和水混合均勻即得混凝土漿料。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳纖維增強(qiáng)再生骨料混凝土的加工方法，其特征在于:所述步 驟b中，硅烷偶聯(lián)劑用量為待處理物料總重量的1.5~2%;硅烷偶聯(lián)劑先與水混溶，然后將 碳纖維放入水溶液中浸泡、晾干。
【文檔編號(hào)】C04B28/00GK105884279SQ201610240581
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月18日
【發(fā)明人】強(qiáng)躍, 李莉, 王不凡, 王蓉
【申請(qǐng)人】重慶三峽學(xué)院