一种高强度防冻大孔再生混凝土及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种高强度防冻大孔再生混凝土及其制备方法与应用。所述大孔混凝土的原料包括如下组分：水泥30～50重量份、粉煤灰2～4.5重量份、再生混凝土粗骨料130～165重量份、防冻剂10～16重量份、玻璃微粒21～25重量份、炭黑或铁黑13～18重量份、塑料纤维丝2～3.5重量份、拌和水11～17重量份。其中：所述防冻剂是由固态的相变储能材料内核及包覆在其外表的沥青层形成的颗粒，且该沥青层中掺杂有金属导热剂、橡胶粉和水泥粉，所述相变储能材料为石蜡和/或硫代硫酸钠。本发明专利技术的上述高强度防冻大孔再生混凝土有效提升了以再生混凝土骨料制备的大孔混凝土的强度和抗冻能力，提高了这类固废大孔混凝土的服役寿命。类固废大孔混凝土的服役寿命。类固废大孔混凝土的服役寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度防冻大孔再生混凝土及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及大孔混凝土材料制备
，具体涉及一种高强度防冻大孔再生混凝土及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]随着我国城镇化建设的推进，建筑施工、改造和拆除等产生的建筑固体废弃物(以下简称建筑固废)排放量逐年增加，现年产生量已近40亿吨，但总体资源化率不足10％，巨量的建筑固废被随意堆放或简单填埋，造成了土地资源的浪费与短缺，也引起了严重的环境污染问题。我国高度重视固废资源化利用工作，积极推行绿色低碳循环发展理念，资源化利用建筑固废对建筑业可持续发展和生态环境保护与改善具有重要意义。
[0004]近年来，建筑固废资源化利用的研究已成为热点之一。我国相关的政策、标准、制度等也在逐步健全，随着建筑固废资源化利用技术的日趋成熟，必须认识到将建筑固废应用到适合的工程领域才是正确的选择。再生混凝土骨料是目前的建筑固废之一，以多元化的再生骨料强化技术为基础，实现再生混凝土骨料的最大化消纳处理是建筑固废资源化利用的重要途径。大孔混凝土，也称为透水混凝土，其是一种骨架
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孔隙结构的多孔材料，其是“海绵城市”建设理念的重要支撑材料。以再生混凝土骨料制备大孔混凝土是实现建筑固废大规模资源化利用的途径之一。然而，由于大孔混凝土为了保持良好的透水性，其中一般不含有细骨料，导致其中的再生混凝土骨料之间的连接较为薄弱，再加上再生混凝土骨料本身的强度较天然骨料低，导致这类大孔混凝土的强度不足。另外，大孔混凝土的抗冻性能不足容易导致冻融破坏，直接影响大孔混凝土的服役寿命。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种高强度防冻大孔再生混凝土及其制备方法与应用，其有效提升了以再生混凝土骨料制备的大孔混凝土的强度和抗冻能力，提高了这类固废大孔混凝土的服役寿命。具体地，本专利技术的技术方案如下所示。
[0006]首先，本专利技术公开一种高强度防冻大孔再生混凝土，其原料包括如下组分：水泥30～50重量份、粉煤灰2～4.5重量份、再生混凝土粗骨料130～165重量份、防冻剂10～16重量份、玻璃微粒21～25重量份、炭黑或铁黑13～18重量份、塑料纤维丝2～3.5重量份、拌和水11～17重量份。其中：所述防冻剂是由固态的相变储能材料内核及包覆在其外表的沥青层形成的颗粒，且该沥青层中掺杂有金属导热剂、橡胶粉和水泥粉，所述相变储能材料为石蜡和/或硫代硫酸钠(Na2S2O3)。
[0007]进一步地，所述防冻剂的制备方法包括如下的步骤：将所述相变储能材料造粒成颗粒物，然后将乳化沥青和所述金属导热剂、橡胶粉和水泥粉形成的包覆液喷洒在滚动的
所述颗粒物的表面进行包覆，完成后将得到的产物晾干，即得。
[0008]进一步地，所述乳化沥青、金属导热剂、橡胶粉、水泥粉的比例为100重量份：12～16重量份：20～28重量份：4～9重量份。优选地，所述水泥粉与上述原料中的水泥相同。
[0009]进一步地，所述颗粒物与包覆液的比例为1g：2.5～3.7ml。
[0010]进一步地，所述金属导热剂包括铝粉、铜粉等中的任意一种。可选地，所述金属导热剂的粒度为400～600目。所述金属导热剂可有效减缓所述防冻剂释放热量的速率，提高防冻剂的防冻效能。
[0011]进一步地，将所述产物在室温下自然晾干8～12小时，使包覆在所述颗粒物表面的复合包覆层干燥，将所述颗粒物密封在包覆层中，即得核壳式的所述防冻剂。
[0012]进一步地，所述再生混凝土粗骨料的粒径为5～7mm。以所述再生混凝土粗骨料作为原料，不仅促进了其资源化利用，而且利用所述再生混凝土粗骨料表面包裹的原有的碱性浆料层作为碱激发剂，促进所述水泥的水化反应，增加再生混凝土粗骨料之间的结合力，有助于提高本专利技术大孔混凝土的强度。
[0013]进一步地，所述防冻剂的粒径为0.4～1.0mm。所述防冻剂能够充分利用相变储能材料提升本专利技术的大孔混凝土的抗冻能力。
[0014]进一步地，所述玻璃微粒的粒度为20～50目。优选地，所述玻璃微粒由废弃玻璃破碎而成。所述玻璃微粒的加入有助于增加制备的大孔混凝土的表层透光率，从而促进大孔混凝土中的所述炭黑或铁黑对太阳光热的吸收和传导。
[0015]进一步地，所述塑料纤维丝包括聚乙烯醇纤维丝、聚丙烯纤维丝、聚酯纤维丝等中的至少一种。可选地，所述塑料纤维丝的长度为20～40mm，直径为0.2～0.6mm。所述塑料纤维丝不仅耐水耐腐蚀，而且能够有效增加大孔混凝土的抗裂能力。
[0016]进一步地，还包括0.002～0.007重量份的引气剂。可选地，所述引气剂包括十二烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠、甲基纤维素醚等中任意一种。
[0017]进一步地，还包括0.5～1.1重量份的减水剂。可选地，所述减水剂包括聚羧酸减水剂、萘系减水剂、木质素磺酸盐系减水剂等中的任意一种。
[0018]其次，本专利技术公开所述高强度防冻大孔再生混凝土的制备方法，包括如下步骤：将所述水泥、粉煤灰、再生混凝土粗骨料、塑料纤维丝、玻璃微粒、炭黑或铁黑混合均匀，然后加入所述防冻剂和拌和水混匀，即得。
[0019]再次，本专利技术公开所述高强度防冻大孔再生混凝土在建筑工程、道路工程等领域中的应用。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的技术方案至少具有以下方面的有益技术效果：本专利技术以再生混凝土骨料为原料制备大孔混凝土可促进这种大宗建筑的大规模资源化利用，也有助于“海绵城市”的建设。然而，这种建筑固废制备的大孔混凝土的力学强度和抗冻性不足，影响大孔混凝土的寿命。为此，本专利技术在所述大孔混凝土中加入塑料纤维丝，其在大孔混凝土中形成相互交织的网状结构，可有效增加大孔混凝土的抗裂能力，提高其力学强度。同时，本专利技术利用所述再生混凝土粗骨料表面包裹的原有的碱性浆料层作为碱激发剂，有助于促进所述水泥的水化反应，从而增加再生混凝土粗骨料之间的结合力，提高大孔混凝土的强度。另外，本专利技术还提供了核壳式的防冻剂，并加入了玻璃微粒和炭黑或铁黑，其相互
协同，有效改善了本专利技术大孔混凝土的抗冻能力。其原因在于：首先，本专利技术的所述防冻剂是由固态的相变储能材料内核及包覆在其外表的沥青层形成的颗粒，且该沥青层中掺杂有金属导热剂和橡胶粉，通过所述沥青层和金属导热剂、橡胶粉、水泥粉形成的复合包覆层为所述相变储能材料内核提供固液转换的稳定场所，避免相变储能材料流失、损耗，使所述防冻剂可以反复发挥作用。同时所述沥青层和橡胶粉的导热性较差，从而可更好地锁定储存在所述相变储能材料中的热量，而分散在所述复合包覆层中的各金属导热剂作为导热位点，其不仅可以进行内外的热量交换，同时能够控制所述相变储能材料中热量的释放，这是由于所述沥青层和橡胶粉的导热性较差，热量优先从所述导热位点处向外释放，再加上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度防冻大孔再生混凝土，其特征在于，该大孔混凝土的原料包括如下组分：水泥30～50重量份、粉煤灰2～4.5重量份、再生混凝土粗骨料130～165重量份、防冻剂10～16重量份、玻璃微粒21～25重量份、炭黑或铁黑13～18重量份、塑料纤维丝2～3.5重量份、拌和水11～17重量份；其中：所述防冻剂是由固态的相变储能材料内核及包覆在其外表的沥青层形成的颗粒，且该沥青层中掺杂有金属导热剂、橡胶粉和水泥粉，所述相变储能材料为石蜡和/或硫代硫酸钠。2.根据权利要求1所述的高强度防冻大孔再生混凝土，其特征在于，所述再生混凝土粗骨料的粒径为5～7mm。3.根据权利要求1所述的高强度防冻大孔再生混凝土，其特征在于，所述防冻剂的粒径为0.4～1.0mm。4.根据权利要求1所述的高强度防冻大孔再生混凝土，其特征在于，所述玻璃微粒的粒度为20～50目；优选地，所述玻璃微粒由废弃玻璃破碎而成。5.根据权利要求1所述的高强度防冻大孔再生混凝土，其特征在于，所述塑料纤维丝包括聚乙烯醇纤维丝、聚丙烯纤维丝、聚酯纤维丝中的至少一种；可选地，所述塑料纤维丝的长度为20～40mm，直径为0.2～0.6mm。6.根据权利要求1
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5任一项所述的高强度防冻大孔再生混凝土，其特征在于，所述防冻剂的制备包括步骤：将所述相变储能材料造粒成颗粒物，然后将乳化沥青和所述金属导热剂、橡胶粉和水泥粉形成的包覆液喷洒在滚动的所述颗粒物...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭远新，孔哲，李秋义，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：