一种砖瓦再生骨料轻质混凝土的制备方法与流程

本发明涉及混凝土制备，尤其涉及一种砖瓦再生骨料轻质混凝土的制备方法。

背景技术：

1、建筑垃圾是在建筑建造、拆除、改造等过程中产生的废弃物，如废弃混凝土、废弃砖瓦等。这些建筑垃圾的产生通常会占用大量的城市空间，还容易造成粉尘污染。目前，建筑垃圾的主要应用方式主要包括填埋、作为路基材料等。近年来，将建筑垃圾加工成骨料用于代替天然骨料制备混凝土、透水砖等建筑材料成了研究热点之一，其不仅有助于建筑垃圾的资源化利用，带来经济和社会效益；而且可以缓解天然砂石骨料这些不可再生资源的消耗。这是由于骨料是构成混凝土等建筑材料的主要成分，其在混凝士中起到了填充、支撑、强化等方面的作用，从而确保混凝土具有良好的强度和稳定性。因此，每年需要消耗数亿吨的天然砂石骨料，这些材料的开采带来了大量的环境问题。

2、砖瓦再生骨料是建筑垃圾的重要利用形式之一，其代替天然砂石骨料制备的混凝土具有密度更小、质量更轻等方面的特点。然而，由于砖瓦再生骨料具有很强的吸水能力，在制备混凝土时会大量吸收混凝土中的拌合水，导致混凝土中水泥的水化反应不能充分进行，进而导致生成的胶凝组分的减少。同时也导致砖瓦再生骨料与混凝土基体之间的结合力显著降低。最终导致采用砖瓦再生骨料制备的混凝土的力学强度明显较天然骨料混凝土要低，难以在一些高载荷要求的环境下使用，这也是限制砖瓦再生骨料应用的原因之一。

技术实现思路

1、鉴于上述的问题，本发明提供一种砖瓦再生骨料轻质混凝土的制备方法。该方法能够有效降低砖瓦再生骨料的吸水率，提高与混凝土基体之间的结合力，有效改善了混凝土的力学强度。为实现上述目的，本发明公开了以下技术方案。

2、一种砖瓦再生骨料轻质混凝土的制备方法，包括如下步骤：

3、(1)将砖瓦再生骨料浸入硅溶胶中，浸渍完成后分离出所述骨料进行干燥，即得一级预处理骨料，备用。

4、(2)将42.5普通硅酸盐水泥粉与水拌和形成净浆，待其自然硬化后粉磨形成水化水泥粉。然后将所述水化水泥粉、纳米二氧化硅粉、水混合形成浆料。将所述一级预处理骨料浸入该浆料中进行挂浆。完成后取出该一级预处理骨料进行养护，即得二级预处理骨料，备用。

5、(3)将所述二级预处理骨料进行煅烧处理，得改性砖瓦再生骨料，备用。

6、(4)取硅酸盐水泥200～240重量份、硅灰60～75重量份、沙子细骨料630～800重量份、减水剂3～5重量份、消泡剂2～4.6重量份、所述改性砖瓦再生骨料380～500重量份，且该改性砖瓦再生骨料为粗骨料。将上述各组分混匀后加水搅拌均匀，即得砖瓦再生骨料轻质混凝土。

7、进一步地，步骤(1)中，所述砖瓦再生骨料与硅溶胶的比例为1g：40～50ml。所述硅溶胶是由纳米二氧化硅分散在水中形成的液体。可选地，所述硅溶胶中二氧化硅的质量分数在20～30％之间。

8、进一步地，步骤(1)中，所述浸渍时间为1～2小时。优选地，浸渍过程中进行超声振荡处理，以促进所述硅溶胶进入到砖瓦再生骨料中，完成后再静置20～30min。

9、进一步地，步骤(1)中，所述干燥的温度为100～140℃，时间为30～45min。

10、进一步地，步骤(2)中，所述硅酸盐水泥粉与水的水灰比为0.22～0.3。可选地，所述自然硬化的时间为5～7天。此过程汇中所述硅酸盐水泥粉与水进行水化反应后形成的水化产物，为降低砖瓦再生骨料吸水率，提高与混凝土基体之间的结合力奠定基础。

11、进一步地，步骤(2)中，所述水化水泥粉的细度为200～300目。

12、进一步地，步骤(2)中，所述水化水泥粉和纳米二氧化硅粉的比例为100重量份：17～25重量份。可选地，所述浆料的含水率在60～70％之间。

13、进一步地，步骤(2)中，所述养护的时间为3～5天，其中养护温度控制在不低于25℃。在此过程中所述一级预处理骨料及其表面的净浆发生多重二次水化反应，可有效降低砖瓦再生骨料的吸水率。

14、进一步地，步骤(3)中，所述煅烧处理的温度为630～700℃，时间为20～40min。在此过程中二级预处理骨料中的二次水化产新脱水后重新形成具有水化能力的产物，为提高骨料与混凝土基体之间的结合力奠定基础。

15、进一步地，步骤(4)中，水灰比为0.41～0.45，所述灰是指硅酸盐水泥和硅灰的总和。

16、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等中的任意一种。

17、进一步地，步骤(4)中，所述消泡剂包括有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、聚硅氧烷消泡剂等中的任意一种。

18、与现有技术相比，本发明具有以下方面的有益技术效果：本发明在将砖瓦再生骨料用于制备混凝土前先对其进行了处理，从而降低了砖瓦再生骨料的吸水率，并且提高了与混凝土基体之间的结合力，降低了砖瓦再生骨料对混凝土力学性能造成的不利影响，改善了混凝土的力学强度。首先，本发明将砖瓦再生骨料置于硅溶胶中浸渍，使硅溶胶中的纳米二氧化硅粒子渗入到砖瓦再生骨料的表层孔隙中。然后本发明采用硅酸盐水泥粉与水制备了水化水泥粉，在此过程中所述硅酸盐水泥粉与水进行水化反应形成胶凝组分(如水化硅酸钙c-s-h等)和氢氧化钙。本发明在上述的砖瓦再生骨料上包覆由所述水化水泥粉和纳米二氧化硅粉、水混合形成的浆料包覆层后进行养护。此过程中所述水化水泥粉提供的氢氧化钙进入砖瓦再生骨料中，并在水的参与下与渗入砖瓦再生骨料中的纳米二氧化硅粒子进行二次水化反应形成水化硅酸钙胶凝组分(nca(oh)2+sio2+mh2o→ncao·sio2·(n+m)h2o)，其可以对砖瓦再生骨料的表层孔隙进行填充和密实，降低其吸水率，提高强度。同时，所述水化水泥粉提供的氢氧化钙与包覆层中的纳米二氧化硅、水也进行二次水化反应形成水化硅酸钙胶凝组分，其不仅可使包覆层与砖瓦再生骨料紧密结合在一起，而且能够使包覆层本身更加密实，进一步降低砖瓦再生骨料的吸水率。最后，本发明将经过上述处理的砖瓦再生骨料进行煅烧处理，在此过程中所述包覆层中水化水泥粉本身提供的胶凝组分以及后续二次水化反应产生的水化硅酸钙胶凝组分脱水后重新转化为具有水化能力的产物(硅酸钙等)。当采用上述的砖瓦再生骨料制备混凝土时，不仅吸水率显著降低，便于混凝土中水泥组分的充分水化反应。同时，所述包覆层脱水后形成的具有水化能力的产物遇到混凝土中拌合水后可在此进行水化反应重新形成胶凝组分，这些胶凝组分与混凝土中硅酸盐水泥水化产生的胶凝组分相互结合，可使砖瓦再生骨料与混凝土基体之间的结合力得到有效提升，有效提高了混凝土的力学强度。

技术特征：

1.一种砖瓦再生骨料轻质混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的砖瓦再生骨料轻质混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述砖瓦再生骨料与硅溶胶的比例为1g：40～50ml。可选地，所述硅溶胶中二氧化硅的质量分数在20～30％之间。

3.根据权利要求1所述的砖瓦再生骨料轻质混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述浸渍时间为1～2小时；优选地，所述浸渍过程中进行超声振荡处理,完成后再静置20～30min。

4.根据权利要求1所述的砖瓦再生骨料轻质混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述干燥的温度为100～140℃，时间为30～45min。

5.根据权利要求1所述的砖瓦再生骨料轻质混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述硅酸盐水泥粉与水的水灰比为0.22～0.3。

6.根据权利要求1所述的砖瓦再生骨料轻质混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述自然硬化的时间为5～7天；可选地，步骤(2)中，所述水化水泥粉的细度为200～300目。

7.根据权利要求1所述的砖瓦再生骨料轻质混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述水化水泥粉和纳米二氧化硅粉的比例为100重量份：17～25重量份；可选地，所述浆料的含水率在60～70％之间。

8.根据权利要求1所述的砖瓦再生骨料轻质混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述养护的时间为3～5天，其中养护温度控制在不低于25℃。

9.根据权利要求1所述的砖瓦再生骨料轻质混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述煅烧处理的温度为630～700℃，时间为20～40min。

10.根据权利要求1所述的砖瓦再生骨料轻质混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，水灰比为0.41～0.45，所述灰是指硅酸盐水泥和硅灰的总和；

技术总结本发明公开一种砖瓦再生骨料轻质混凝土的制备方法，包括步骤：(1)将砖瓦再生骨料浸入硅溶胶中浸渍后进行干燥，得一级预处理骨料。(2)将42.5普通硅酸盐水泥粉与水拌和形成净浆，待其自然硬化后粉磨形成水化水泥粉。然后将水化水泥粉、纳米二氧化硅粉、水混合形成浆料。将所述一级预处理骨料浸入该浆料中进行挂浆。完成后取出该预处理骨料进行养护，得二级预处理骨料。(3)将该二级预处理骨料进行煅烧处理，得改性砖瓦再生骨料。(4)取硅酸盐水泥、硅灰、改性砖瓦再生骨料、沙子、减水剂、消泡剂，混匀后加水搅拌均匀，即得混凝土。本发明的方法能够有效降低砖瓦再生骨料的吸水率，提高与混凝土基体之间的结合力，有效改善了混凝土的力学强度。技术研发人员：张洪才,卞学春,王兆东,孙位蕊,段佑强,王栋,刘晓林受保护的技术使用者：菏泽鹏远混凝土有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13