【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土材料制备，具体涉及一种高韧性纤维增强再生骨料混凝土的制备工艺及其应用。
技术介绍
1、混凝土材料因来源丰富、价格低廉、生产工艺简单、抗压强度高、可塑性好、耐久性好等特点广泛应用。而且随着社会经济的发展，混凝土材料的用量越来越大。据统计2023年全球生产的混凝土超过40亿吨。这些混凝土建造的建筑物、公路、桥梁、大坝、岸堤等在达到一定期限或者出现损坏后通常需要进行拆除重建，例如我国规定混凝土结构民用建筑的使用寿命基准期是50年。混凝土结构拆除后会产生大量的建筑固体废弃物，这些废弃物大多被填埋，没有得到有效的利用。而另一方面，新建混凝土结构又会消耗大量的砂石骨料。
2、为了实现建筑固体废弃物的再利用，人们将废弃的建筑混凝土块进行破碎、筛分、清洗与分级后形成混凝土再生骨料，然后用这些再生骨料部分或全部代替天然骨料制备新混凝土材料，即再生骨料混凝土。从而不仅减少了对砂石等天然骨料的消耗，节约资源，而且实现了骨料的循环利用，有助于建筑业的可持续发展。然而，由于混凝土再生骨料表面粗糙、吸水率更高，而且在破碎后其中含有大量微裂纹，导致再生骨料混凝土的力学性能不如同等条件下砂石天然骨料制备的混凝土，限制了再生骨料混凝土在一些领域的应用。
技术实现思路
1、针对上述的问题，本专利技术提供一种高韧性纤维增强再生骨料混凝土的制备工艺及其应用，本专利技术通过对纤维和再生骨料的处理，有效克服了再生骨料制备的混凝土材料的力学性能。具体地，本专利技术的技术方案如下所示。p>
2、首先，本专利技术公开一种高韧性纤维增强再生骨料混凝土的制备工艺，包括如下步骤：
3、（1）用酸液对硼泥进行加热浸提，然后先加入电石渣，再加入碱液将体系调节至中性或碱性，静置后分离出固相进行煅烧处理，然后将得到的煅烧产物粉磨，即得膨胀型微孔锚固微粉，备用。
4、（2）将短切有机纤维、硅烷偶联剂和所述膨胀型微孔锚固微粉加到无水乙醇中，在加热和连续搅拌条件下进行保温，完成后分离出所述短切有机纤维，晾干后即得改性纤维，备用。
5、（3）将混凝土再生粗骨料置于碳酸氢钙饱和液中浸渍，完成后分离出所述粗骨料，将其与磷酸二氢盐的饱和液混合后加热蒸干，得到强化再生粗骨料，备用。
6、（4）取如下重量份的原料：水泥60~80份、复合粗骨料132~170份、河沙细骨料180~242份、所述改性纤维10~20份、矿粉5~18份、减水剂0.1~0.3份。其中：所述复合粗骨料由天然粗骨料与其用量的40~60%的所述强化再生粗骨料形成。将上述原料与水混合均匀，即得混凝土材料。
7、进一步地，步骤（1）中，所述硼泥与酸液的比例为1g：5~15ml。可选地，所述酸液的质量分数为10~20%。所述酸液包括盐酸、硫酸、硝酸等中的至少一种。
8、进一步地，步骤（1）中，所述加热浸提的温度为40~50℃，所述浸提时间为2~3小时，以便将硼泥中的镁元素浸出。
9、进一步地，步骤（1）中，所述硼泥与电石渣的质量比为1~1.4：0.6~0.75。
10、进一步地，步骤（1）中，所述碱性为ph=8~12。可选地，所述碱液包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾溶液等中的至少一种。
11、进一步地，步骤（1）中，所述煅烧处理的温度为830~950℃，时间为30~50min。
12、进一步地，步骤（1）中，所述膨胀型微孔锚固微粉细度为200~400目。
13、进一步地，步骤（2）中，所述膨胀型微孔锚固微粉为短切有机纤维用量的4~7%，所述无水乙醇中硅烷偶联剂质量分数为0.5~1.1%。可选地，所述短切有机纤维、锚固粉与乙醇的固液比1g：20~40ml。
14、进一步地，步骤（2）中，所述短切有机纤维包括聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯晴纤维、聚乙烯醇纤维等中的任意一种。可选地，所述短切有机纤维的长度为10~30mm。
15、进一步地，步骤（2）中，所述硅烷偶联剂包括kh550、kh560、kh570等中的任意一种。
16、进一步地，步骤（2）中，所述加热温度为40~60℃，保温时间为20~35min。
17、进一步地，步骤（3）中，所述混凝土再生粗骨料与碳酸氢钙饱和液的比例为1g：15~30ml。可选地，所述浸渍时间为30~60min，以便碳酸氢钙饱和液渗入到再生骨料中。
18、进一步地，步骤（3）中，所述粗骨料与磷酸二氢盐的饱和液比例为1g：3~5.5ml。可选地，所述磷酸二氢盐包括磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸二氢钠等中的至少一种。
19、进一步地，步骤（3）中，所述蒸干的温度为80~90℃。
20、进一步地，步骤（4）中，所述减水剂包括聚羧酸减水剂、萘系减水剂、木质素磺酸盐减水剂、三聚氰胺系减水剂、氨基磺酸盐减水剂等中的任意一种。
21、进一步地，步骤（4）中，按照水灰比0.4~0.45加入所述水。
22、其次，本专利技术公开上述的制备工艺得到的高韧性纤维增强再生骨料混凝土在建筑、桥梁、道路、水利工程、海洋工程等领域中的应用。
23、相较于现有技术，本专利技术的技术方案至少具有以下方面的有益效果：
24、混凝土再生骨料存在孔隙率高以及内部存在破碎时带来微裂纹的问题，从而影响制备的混凝土的力学强度。为此，本专利技术对混凝土再生骨料进行了预处理，有效降低了骨料的孔隙率，从而降低了对混凝土力学性能的不利影响。具体地，本专利技术首先在再生骨料中吸附碳酸氢钙，然后再负载上过量磷酸二氢盐，利用其中的部分磷酸二氢盐与碳酸氢钙反应形成磷酸二氢钙固体物对再生骨料中的孔隙进行密实和填充，从而降低再生骨料的孔隙率。同时，当再生骨料进入混凝土中后，碳酸氢根与水泥水化反应的产物氢氧化钙反应形成碳酸钙，可以进一步起到对再生骨料中孔隙进行填充、密实的作用，从而降低骨料的孔隙率，降低对混凝土力学性能的不利影响。
25、另外，本专利技术还利用高韧性的有机纤维进一步提升了制备的混凝土的力学强度。为此，本专利技术首先用酸液对硼泥进行浸提使其中的镁离子溶出，然后加入电石渣，其提供的氢氧根离子可以中和所述酸液，同时提供的钙离子和所述镁离子在碱性环境下被转化为氢氧化物，并和所述硼泥混合。经过后续煅烧后所述氢氧化物分解为氧化钙和氧化镁分布所述硼泥形成的基体中。同时，所述氢氧化物的分解还会使所述基体形成多孔结构，从而得到膨胀型微孔锚固微粉。本专利技术进一步通过偶联剂将所述膨胀型微孔锚固微粉负载到了有机纤维的表面形成改性纤维。当所述改性纤维掺加到混凝土中后，一方面有机纤维良好的韧性可以有效提高混凝土的力学强度。另一方面，混凝土中水分进入负载在纤维表面的所述膨胀型微孔锚固微粉中后，其中的氧化镁与所述再生骨料释放出来的磷酸二氢盐进行水化反应，其形成的水化产物鸟粪石具有高粘接性和高强度的特点。同时，所述锚固微粉的多孔结构使其与水泥的水化胶凝产物相互交织掺杂，从而将纤维和混凝土基体更加本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高韧性纤维增强再生骨料混凝土的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的高韧性纤维增强再生骨料混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述硼泥与酸液的比例为1g：5~15ml；
3.根据权利要求1所述的高韧性纤维增强再生骨料混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述硼泥与电石渣的质量比为1~1.4：0.6~0.75；
4.根据权利要求1所述的高韧性纤维增强再生骨料混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述煅烧处理的温度为830~950℃，时间为30~50min；
5.根据权利要求1所述的高韧性纤维增强再生骨料混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述膨胀型微孔锚固微粉为短切有机纤维用量的4~7%，所述无水乙醇中硅烷偶联剂质量分数为0.5~1.1%；
6.根据权利要求1所述的高韧性纤维增强再生骨料混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述加热温度为40~60℃，保温时间为20~35min。
7.根据权利要求1所述的高韧性纤维增强再生骨料混凝土的制备工艺，其
8.根据权利要求1所述的高韧性纤维增强再生骨料混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤（3）中，所述粗骨料与磷酸二氢盐的饱和液比例为1g：3~5.5ml；
9.根据权利要求1-8任一项所述的高韧性纤维增强再生骨料混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤（4）中，按照水灰比0.4~0.45加入所述水；
10.权利要求1-9任一项所述的制备工艺得到的高韧性纤维增强再生骨料混凝土在建筑、桥梁、道路、水利工程、海洋工程中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高韧性纤维增强再生骨料混凝土的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的高韧性纤维增强再生骨料混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述硼泥与酸液的比例为1g：5~15ml；
3.根据权利要求1所述的高韧性纤维增强再生骨料混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述硼泥与电石渣的质量比为1~1.4：0.6~0.75；
4.根据权利要求1所述的高韧性纤维增强再生骨料混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述煅烧处理的温度为830~950℃，时间为30~50min；
5.根据权利要求1所述的高韧性纤维增强再生骨料混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述膨胀型微孔锚固微粉为短切有机纤维用量的4~7%，所述无水乙醇中硅烷偶联剂质量分数为0.5~1.1%；
6.根据权利要求1所述的高...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴定远，徐利胜，原学功，孙毅，田小路，王豆豆，王亮，朱珍，
申请(专利权)人：中铁十六局集团第四工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。