專利名稱：一種再生纖維復(fù)合活性礦物料增強(qiáng)再生混凝土的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于的建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種復(fù)合增強(qiáng)再生混凝土的制備，特別是一種再生纖維復(fù)合活性礦物料增強(qiáng)再生混凝土的制備方法，該方法利用廢舊輪胎分離提取的子午線鋼纖維并摻入粉煤灰和硅粉，進(jìn)一步添加適量高效減水劑來改善由廢舊混凝土制備的再生混凝土的性能。
背景技術(shù)：
長期以來，砂石骨料由于廣泛易得、價格低廉而被人們認(rèn)為是取之不盡用之不竭的原材料。而隨著建筑業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，對砂石骨料的需求不斷的增加，而由于長期無序隨意的開采使得砂石骨料資源在不斷枯竭，造成了建筑業(yè)迅猛發(fā)展而資源短缺的矛盾將越來越突出。然而與此同時，隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展及建筑業(yè)的快速發(fā)展，建筑垃圾卻堆積如山，傳統(tǒng)粗放簡易的填埋方法不僅浪費了大量可利用的資源，而且吞占了大量寶貴的耕地， 帶來了一系列的環(huán)境問題。所以，建筑垃圾的再生利用業(yè)已變成各國共同關(guān)注的問題。汽車工業(yè)快速的發(fā)展帶動了輪胎產(chǎn)量急速增加，與此同時，廢舊輪胎的也越來越多，而被視為“黑色污染”的廢舊輪胎卻簡單露天堆放，極難降解的高分子彈性材料不僅大量侵占土地資源而且?guī)砀嗟沫h(huán)境問題。眾多學(xué)者業(yè)已關(guān)注廢舊輪胎提取橡膠顆粒的循環(huán)利用，而廢舊輪胎中纖維的再生利用更能充分的利用這些可再生資源，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種再生纖維復(fù)合活性礦物料增強(qiáng)再生混凝土的制備方法，該方法利用廢舊輪胎提取的子午線鋼纖維良好的增強(qiáng)、增韌能力以及活性礦物超細(xì)粉強(qiáng)化混凝土界面效應(yīng)，通過合理的配合比設(shè)計，制備由再生子午線鋼絲纖維、再生骨料和活性礦物超細(xì)粉組成的再生混凝土。該方法簡單、經(jīng)濟(jì)、實用，為實現(xiàn)可循環(huán)綠色混凝土的制備提供了一種新的方法。為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案一種再生纖維復(fù)合活性礦物料增強(qiáng)再生混凝土的制備方法，其特征在于，該方法采用破碎的廢舊混凝土作為混凝土的部分再生粗骨料，添加廢舊輪胎提取的子午線鋼纖維、粉煤灰、硅粉和高效減水劑，改善再生混凝土的力學(xué)性能，具體制備按下列步驟進(jìn)行步驟一，按照如下配比對再生混凝土進(jìn)行配制，每立方混凝土中，以100份重量單位計，由以下物質(zhì)組成32. 5R普通硅酸鹽水泥13-15份，細(xì)骨料(中粗砂)20份，天然碎石36份，再生粗骨料15份，硅粉1-2份，II級粉煤灰4份 5份，高效減水劑0. 3份， 子午線鋼纖維0. 01份 O. 04份，水9份；步驟二，將廢舊混凝土采用顎式破碎機(jī)進(jìn)行機(jī)械破碎并進(jìn)行清洗、篩分，制得再生粗骨料，在此基礎(chǔ)上，對再生粗骨料依據(jù)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢測方法標(biāo)準(zhǔn)》 (JGJ52-2006)進(jìn)行篩分析、含泥量、壓碎值指標(biāo)及飽和面干狀態(tài)壓碎值指標(biāo)試驗，以保證再生粗骨料級配滿足連續(xù)級配、含泥量及壓碎值指標(biāo)等要求；步驟三，對于細(xì)骨料顆粒級配，依據(jù)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢測方法標(biāo)準(zhǔn)》 (JGJ52-2006)要求，砂顆粒級配宜優(yōu)先選用II區(qū)砂，以滿足混凝土配制過程中對細(xì)骨料級配的要求；步驟四，按照配方量的重量份數(shù)，將細(xì)骨料和子午線鋼纖維放入攪拌機(jī)，干混攪拌均勻，攪拌時間不少于2分鐘；步驟五，按照重量份數(shù)再將水泥、粉煤灰、硅粉及其高效減水劑放入攪拌機(jī)，干混拌合均勻，攪拌時間不少于2分鐘；步驟六，將天然粗碎石和再生粗骨料以總重量的百分比計，各先投入一半至攪拌機(jī)進(jìn)行干混，并攪拌均勻，攪拌時間不少于3分鐘；步驟七，將余下的部分天然碎石和再生骨料再次投入至攪拌機(jī)中，并加入配方中總水量的60%進(jìn)行攪拌，混料不少于5分鐘；步驟八，將配方中總水量的30%加入攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，混料3分鐘后，將剩余的 10%水最后加入進(jìn)行攪拌，直至混凝土拌合均勻，工作性能滿足混凝土的澆筑要求。本發(fā)明的優(yōu)點I、選用廢棄輪胎提取的子午線鋼纖維作為再生鋼纖維，利用其良好的增強(qiáng)、增韌及阻裂作用，改善再生混凝土的力學(xué)性能，并且為廢棄輪胎循環(huán)再利用提供了一種解決的途徑。2、將子午線鋼纖維特性與活性礦物超細(xì)粉料結(jié)合起來，利用鋼纖維良好的增強(qiáng)、 增韌特性和活性礦物超細(xì)粉的致密強(qiáng)化混凝土界面的作用，改善再生混凝土的力學(xué)性能。3、制備的再生混凝土方法簡單，可以普遍滿足低標(biāo)號混凝土強(qiáng)度的要求，并能夠增強(qiáng)此混凝土的阻裂性能及抗韌性能。此外，由于使用的是建筑廢棄物加工而成的粗骨料、 廢舊輪胎提取的子午線鋼絲以及工業(yè)廢料制備的活性超細(xì)粉，從循環(huán)再利用、節(jié)約成本以及環(huán)保節(jié)能方面有較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。


圖I是再生混凝土粗骨料顆粒級配曲線；圖2是再生混凝土立方體、軸心抗壓強(qiáng)度直方圖；圖3是再生混凝土劈裂抗拉、抗折強(qiáng)度直方圖；圖4是廢舊輪胎提取的子午線鋼絲纖維圖片。以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實施例方式本發(fā)明的設(shè)計思路是，從廢舊輪胎提取的子午線鋼絲纖維利用其良好的增強(qiáng)、增韌能力并結(jié)合從工業(yè)廢料中提取的具有活性礦物成分的粉煤灰和硅粉改善再生混凝土的力學(xué)性能，從而為制備性能良好的再生混凝土提供了一條新的途徑。本發(fā)明所制備的再生纖維復(fù)合活性礦物料增強(qiáng)再生混凝土，每立方混凝土中，以 100份重量單位計，由以下物質(zhì)組成32. 5R普通硅酸鹽水泥13-15份，細(xì)骨料(中粗砂): 20份，天然碎石36份，再生粗骨料15份，硅粉1-2份，II級粉煤灰4份 5份，高效減水劑:0. 3份，子午線鋼纖維:0. 01份 0. 04份，水9份。其中，高效減水劑采用蘭州山河建材有限公司生產(chǎn)的SH-I高效減水劑。在以下的實驗中，申請人由不同的拆遷工地收集了不同來源的廢舊混凝土，經(jīng)調(diào)查其原結(jié)構(gòu)本身的服役時間分別為15年和40年，此外，還收集了實驗室做完試驗的廢棄混凝土，分別將其破碎、清洗加工。粗骨料分別有天然碎石和三種不同來源的再生混凝土骨料。其中天然碎石骨料表示為NA ;采用實驗室破碎的混凝土骨料為RA-I ;采用服役壽命15年的拆遷廢棄混凝土制備的粗骨料表示為RA-II，服役壽命40年的表示為RA-III。以下是發(fā)明人給出的實施例。實施例I、對廢舊混凝土進(jìn)行機(jī)械破碎、篩分、清洗等，制備的粗骨料顆粒級配應(yīng)滿足《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢測方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ52-2006)第3. 2. I條中表3. 2. 1-2 (碎石或卵石的顆粒級配范圍)對骨料的要求。由圖I可知，天然粗骨料NA、再生粗骨料RA-I、RA-II、 RA-III均滿足JGJ52-2006對粗骨料連續(xù)級配的要求。由顆粒級配累計曲線圖I確定出顆粒的相關(guān)粒徑d1(l、d3(l和d6(l,并求出不均勻系 d d2
數(shù)心=I和曲率系數(shù)& = ^。其中dlO為小于某顆粒粒徑的顆粒質(zhì)量累計百分?jǐn)?shù) dIQd6Q*d\Q
為10%時對應(yīng)的粒徑；(13(|為小于某顆粒粒徑的顆粒質(zhì)量累計百分?jǐn)?shù)為30%時對應(yīng)的粒徑；
d60為小于某顆粒粒徑的顆粒質(zhì)量累計百分?jǐn)?shù)為60%時對應(yīng)的粒徑。由JGJ52-2006中第3. 2. I條中表3. 2. 1-2可知，對于5mm 31. 5mm以內(nèi)的粗骨料，經(jīng)計算，不均勻系數(shù)Ku的范圍在(0. 37，0. 69)之間，而曲率系數(shù)K。范圍應(yīng)在(0. 80， I. 53)之間。由表I可知各不同骨料的不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)，均滿足JGJ52-2006對顆粒級配的要求，說明骨料級配良好。表I :粗骨料不均勻系數(shù)及曲率系數(shù)
權(quán)利要求
1.一種再生纖維復(fù)合活性礦物料增強(qiáng)再生混凝土的制備方法，其特征在于，該方法采用破碎的廢舊混凝土作為混凝土的部分再生粗骨料，添加廢舊輪胎提取的子午線鋼纖維、 粉煤灰、硅粉和高效減水劑，改善再生混凝土的力學(xué)性能，具體制備按下列步驟進(jìn)行步驟一，按照如下配比對再生混凝土進(jìn)行配制，每立方混凝土中，以100份重量單位計，由以下物質(zhì)組成32. 5R普通硅酸鹽水泥13-15份，細(xì)骨料(中粗砂)20份，天然碎石 36份，再生粗骨料15份，硅粉1-2份，II級粉煤灰4份 5份，高效減水劑0. 3份，子午線鋼纖維0. 01份 O. 04份，水9份；步驟二，將廢舊混凝土采用顎式破碎機(jī)進(jìn)行機(jī)械破碎并進(jìn)行清洗、篩分，制得再生粗骨料，在此基礎(chǔ)上，對再生粗骨料依據(jù)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢測方法標(biāo)準(zhǔn)》 (JGJ52-2006)進(jìn)行篩分析、含泥量、壓碎值指標(biāo)及飽和面干狀態(tài)壓碎值指標(biāo)試驗，以保證再生粗骨料級配滿足連續(xù)級配、含泥量及壓碎值指標(biāo)等要求；步驟三，對于細(xì)骨料顆粒級配，依據(jù)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢測方法標(biāo)準(zhǔn)》 (JGJ52-2006)要求，砂顆粒級配宜優(yōu)先選用II區(qū)砂，以滿足混凝土配制過程中對細(xì)骨料級配的要求；步驟四，按照配方量的重量份數(shù)，將細(xì)骨料和子午線鋼纖維放入攪拌機(jī)，干混攪拌均勻，攪拌時間不少于2分鐘；步驟五，按照重量份數(shù)再將水泥、粉煤灰、硅粉及其高效減水劑放入攪拌機(jī)，干混拌合均勻，攪拌時間不少于2分鐘；步驟六，將天然碎石和再生粗骨料以總重量的百分比計，各先投入一半至攪拌機(jī)進(jìn)行干混，并攪拌均勻，攪拌時間不少于3分鐘；步驟七，將余下的部分天然粗骨料和再生骨料再次投入至攪拌機(jī)中，并加入配方中總水量的60%進(jìn)行攪拌，混料不少于5分鐘；步驟八，將配方中總水量的30%加入攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，混料3分鐘后，再將剩余的10% 水最后加入進(jìn)行攪拌，直至混凝土拌合均勻，工作性能滿足混凝土的澆筑要求。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種再生纖維復(fù)合活性礦物料增強(qiáng)再生混凝土的制備方法，采用采用破碎的廢舊混凝土作為混凝土的部分再生粗骨料，添加廢舊輪胎提取的子午線鋼纖維、粉煤灰、硅粉和高效減水劑，改善再生混凝土的力學(xué)性能，以100份重量單位計，由以下物質(zhì)組成32.5R普通硅酸鹽水泥13-15份，細(xì)骨料(中粗砂)20份，天然碎石36份，再生粗骨料15份，硅粉1-2份，II級粉煤灰4份～5份，高效減水劑0.3份，子午線鋼纖維0.01份～0.04份，水9份。該方法制備簡單，再生混凝土力學(xué)性能可靠，為土木工程領(lǐng)域中倡導(dǎo)的綠色、環(huán)保以及可持續(xù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的混凝土材料的應(yīng)用提供了一種新的制備方法，具有廣闊的前途和商業(yè)前景。
文檔編號C04B18/30GK102584134SQ20121001349
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者丁怡潔, 劉偉, 劉軍生, 張博, 王社良, 陳琪 申請人:西安建筑科技大學(xué)