【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种再生粗骨料，具体涉及一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料及其制备方法和应用，属于再生混凝土技术。
技术介绍
1、随着我国城市规模的不断扩大，城市建设中既有建筑物的拆除和改造产生了大量的建筑垃圾。大量的建筑垃圾被露天堆存或被运送到填埋场进行简单填埋或露天堆存，这不仅浪费了有限的土地资源，还对环境造成了污染。混凝土是最大宗的人造材料，骨料作为混凝土原材料中体积比重最大的组分，其在土木工程领域的消耗量巨大。近年来，由于多个省市相继出台砂石开采限制政策，天然骨料的开采难度剧增。因此，利用再生骨料替代天然骨料制备再生混凝土，符合绿色循环可持续的发展理念，对于保护环境、节约资源、发展生态建筑具有重要意义。
2、由废弃混凝土经过破碎、筛分制备的骨料称为再生骨料，其中公称粒径大于5mm的划分为再生粗骨料。然而，仅通过简单破碎和筛分工艺所生成的再生骨料具有许多不足，如棱角多、表面粗糙、孔隙率较高，再加上混凝土块在破碎过程中因损伤累积在内部造成大量微裂纹。这导致再生骨料混凝土相比于天然骨料混凝土具有更差的工作性能、力学性能和耐久性能。尤其是在预制混凝土构件使用中，对混凝土早期强度要求较高，再生粗骨料存在的问题导致其无法满足实际工程应用需求。目前，针对再生粗骨料性能较差导致了再生混凝土性能较差这一情况，已经开发了一系列的改性技术，主要包括：(1)对再生骨料进行碳化处理，由于再生骨料中含有一定量的旧浆体，旧浆体中的ca(oh)2和c-s-h凝胶被碳化后，生成的碳酸钙可以填充再生骨料的孔隙和裂缝，进而降低再生骨料的吸水率；(2)
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术的第一个目的在于提供一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料，该再生粗骨料以建筑固废材料为基底，通过在基底表面覆盖改性多巴胺涂层，从而改变建筑固废材料的表面活性，提高固废材料对于水泥浆体的界面密实度。
2、本专利技术的第二个目的在于提供一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料的制备方法，该方法采用浓度固定的改性多巴胺溶液，在弱碱性条件下通过控制基底的浸渍时间来控制其多巴胺涂层的厚度，该方法具有工艺简单、处理周期短和成本低廉等优点，全程无需碳化处理，便于工业化生产。
3、本专利技术的第三个目的在于提供一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料的应用，用于制备再生骨料混凝土。基于本专利技术所提供再生骨料优异的界面性能，采用该再生粗骨料制备的混凝土具有优异的早硬性、密实度以及抗腐蚀性，经测试，具有改性涂层粗骨料制备所得混凝土相较于无涂层粗骨料制备所得混凝土，其1天抗压强度提升9.7％，28天抗压强度提升15.9％，氯离子迁移系数以及总毛细吸水量分别下降23.9％和33.7％。
4、为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料，由建筑固废基底及其表面包裹的改性多巴胺涂层组成；所述改性多巴胺涂层为厚度为8～24μm。
5、作为一项优选的方案，所述改性多巴胺涂层为厚度为11～20μm。进一步优选，所述改性多巴胺涂层为厚度为15～18μm。
6、作为一项优选的方案，所述建筑固废基底为废弃石材、混凝土、砖瓦、陶瓷复合材料和金属材料中的至少一种。
7、作为一项优选的方案，所述建筑固废基底的粒径为5～20mm。
8、作为一项优选的方案，所述改性多巴胺涂层为盐酸多巴胺涂层。
9、本专利技术还提供了一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料的制备方法将建筑固废基底干燥后充分浸渍于改性多巴胺溶液中，浸渍结束后室温自然阴干，即得。
10、作为一项优选的方案，所述建筑固废基底的干燥方式为烘箱干燥、真空干燥和冷冻干燥中的一种，当干燥方式为烘箱干燥时，烘箱温度为50～70℃，干燥时间为1～8h。
11、作为一项优选的方案，所述改性多巴胺溶液的浓度为1g/l，ph为8.3～8.7。
12、作为一项优选的方案，所述充分浸渍的时间为12～24h。
13、本专利技术还提供了一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料的应用，用于制备再生骨料混凝土。
14、作为一项优选的方案，所述再生骨料混凝土原料包括以下质量比组分：水泥400～500份，水120～140份，河砂650～750份，再生粗骨料1100～1300份，外加剂1～2份。
15、作为一项优选的方案，所述水泥为p·o42.5硅酸盐水泥。
16、作为一项优选的方案，所述外加剂为聚羧酸型减水剂。
17、作为一项优选的方案，所述再生骨料混凝土的制备过程为：将再生骨料混凝土原料充分混合后搅拌得到新拌混凝土。
18、作为一项优选的方案，新拌混凝土浇铸成型后进行蒸汽养护，即得。
19、作为一项优选的方案，所述蒸汽养护的过程为：在20～30℃，相对湿度为50～70％的条件下静置1～3h，再以15～25℃/h的升温速率升温至60～80℃并保温6～10h，保温结束后随炉冷却室温。
20、相对于现有技术，本专利技术的有益技术效果为：
21、1)本专利技术所提供的改性再生粗骨料以建筑固废材料为主要原料，实现了建筑垃圾的合理利用，解决了建筑垃圾的填埋、堆放造成的资源浪费和环境污染的问题，达到了“以废治废”的技术目的。
22、2)本专利技术所提供的改性再生粗骨料通过在基底表面覆盖改性多巴胺涂层，该涂层与钙离子具有强亲和力相互作用，可大幅促进了新水化产物在再生粗骨料表面的成核生长，强化再生粗骨料与新浆体间的界面结合，从而改变建筑固废材料的表面活性，提高固废材料对于水泥浆体的界面密实度。
23、3)本专利技术所提供的制备方法，采用浓度固定的改性多巴胺溶液，在弱碱性条件下通过控制基底的浸渍时间来控制其多巴胺涂层的厚度，该方法具有工艺简单、处理周期短和成本低廉等优点，全程无需碳化处理，便于工业化生产。
24、4)本专利技术所提供的技术方案中，基于所提供再生骨料优异的界面性能，采用该再生粗骨料制备的混凝土具有优异的早硬性、密实度以及抗腐蚀性，经测试，具有改性涂层粗骨料制备所得混凝土相较于无涂层粗骨料制备所得混凝土，其1天抗压强度提升9.7％，28天抗压强度提升15.9％，氯离子迁移系数以及总毛细吸水量分别下降23.9％和33.7％。
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1.一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料，其特征在于：由建筑固废基底及其表面包裹的改性多巴胺涂层组成；所述改性多巴胺涂层为厚度为8～24μm。
2.根据权利要求1所述的一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料，其特征在于：所述建筑固废基底为废弃石材、混凝土、砖瓦、陶瓷复合材料和金属材料中的至少一种；所述建筑固废基底的粒径为5～20mm；所述改性多巴胺涂层为盐酸多巴胺涂层。
3.权利要求1或2所述的一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料的制备方法，其特征在于：将建筑固废基底干燥后充分浸渍于改性多巴胺溶液中，浸渍结束后室温自然阴干，即得。
4.根据权利要求3所述的一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料的制备方法，其特征在于：所述建筑固废基底的干燥方式为烘箱干燥、真空干燥和冷冻干燥中的一种，当干燥方式为烘箱干燥时，烘箱温度为50～70℃，干燥时间为1～8h。
5.根据权利要求3所述的一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料的制备方法，其特征在于：所述改性多巴胺溶液的浓度为1g/L，pH为8.3～8.7；所述充分浸渍的时间为12～24h。
6.权利要求1或2所
7.根据权利要求6所述的一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料的应用，其特征在于：所述再生骨料混凝土原料包括以下质量比组分：水泥400～500份，水120～140份，河砂650～750份，再生粗骨料1100～1300份，外加剂1～2份。
8.根据权利要求7所述的一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料的应用，其特征在于：所述水泥为P·O42.5硅酸盐水泥；所述外加剂为聚羧酸型减水剂。
9.根据权利要求7所述的一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料的应用，其特征在于：所述再生骨料混凝土的制备过程为：将再生骨料混凝土原料充分混合后搅拌得到新拌混凝土；新拌混凝土浇铸成型后进行蒸汽养护，即得。
10.根据权利要求9所述的一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料的应用，其特征在于：所述蒸汽养护的过程为：在20～30℃，相对湿度为50～70％的条件下静置1～3h，再以15～25℃/h的升温速率升温至60～80℃并保温6～10h，保温结束后随炉冷却室温。
...【技术特征摘要】
1.一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料，其特征在于：由建筑固废基底及其表面包裹的改性多巴胺涂层组成；所述改性多巴胺涂层为厚度为8～24μm。
2.根据权利要求1所述的一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料，其特征在于：所述建筑固废基底为废弃石材、混凝土、砖瓦、陶瓷复合材料和金属材料中的至少一种；所述建筑固废基底的粒径为5～20mm；所述改性多巴胺涂层为盐酸多巴胺涂层。
3.权利要求1或2所述的一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料的制备方法，其特征在于：将建筑固废基底干燥后充分浸渍于改性多巴胺溶液中，浸渍结束后室温自然阴干，即得。
4.根据权利要求3所述的一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料的制备方法，其特征在于：所述建筑固废基底的干燥方式为烘箱干燥、真空干燥和冷冻干燥中的一种，当干燥方式为烘箱干燥时，烘箱温度为50～70℃，干燥时间为1～8h。
5.根据权利要求3所述的一种免碳化建筑固废改性再生粗骨料的制备方法，其特征在于：所述改性多巴胺溶液的浓度为1g/l，ph为8.3～8.7；所述充分浸渍的时间为12～24h。
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘宝举，叶惠文，吴翔，石锦炎，
申请(专利权)人：高速铁路建造技术国家工程研究中心，
类型：发明
国别省市：
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