【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及混凝土，尤其涉及一種具有抗裂縫功能的再生混凝土材料及其制備工藝。
技術介紹
1、隨著建筑行業的發展，混凝土的使用量日益增加，同時也產生了大量的廢棄混凝土。再生混凝土作為一種可持續發展的建筑材料，對廢棄混凝土的回收利用具有重要意義。再生混凝土是指將廢棄的混凝土塊經過破碎、清洗、分級后，按一定比例與級配混合，部分或全部代替砂石等天然集料(主要是粗集料)，再加入水泥、水等配而成的一種綠色建筑材料，可以有效解決建筑垃圾再利用率低和資源枯竭等問題。然而，廢棄混凝土在破碎過程中受到較大外力作用，再生骨料內部會存在大量的孔隙和裂紋。再生骨料的界面孔隙要多于天然骨料的界面孔隙，因此再生骨料與水泥結合不緊密，使用廢棄混凝土作為再生骨料的再生混凝土容易出現開裂的情況，進而降低其抗壓強度，限制了再生混凝土的推廣和應用。
2、基于上述問題目前有多種解決方案，例如公開號為cn116477897a的中國專利公開了一種抗裂縫功能再生混凝土及其制備方法。一種抗裂縫功能再生混凝土包含以下重量份的原料：再生粗骨料450-700份、細骨料400-550份、水泥150-250份、水80-120份、粉煤灰50-75份、礦渣粉50-75份、減水劑5-10份、單寧酸15-35份、羥基磷灰石10-25份。其制備方法為：將再生粗骨料、細骨料、水泥、水、粉煤灰、礦渣粉、減水劑、單寧酸和羥基磷灰石混合、攪拌，得到抗裂縫功能再生混凝土。該方案制得的抗裂縫功能再生混凝土具有良好的抗裂縫功能性能和較高的抗壓強度。
3、再例如公開號為cn1137355
4、玉米芯作為一種木質纖維素原料，在我國有著極其廣泛的資源。現階段，我國大部分工業生產的木糖是由玉米芯水解液提取得到，在木糖過程中產生了一種纖維素和木質素含量豐富的廢棄物——玉米芯殘渣，其含有豐富的纖維素和木質素，但玉米芯殘渣這種資源并未在目前的混凝土行業中得到應用。
5、因此本領域技術人員致力于開發一種能夠利用玉米芯殘渣且具有抗裂縫功能的再生混凝土材料及其制備工藝。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種能夠利用玉米芯殘渣且具有抗裂縫功能的再生混凝土材料及其制備工藝。
2、為實現前述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案包括：一種具有抗裂縫功能的再生混凝土材料，按重量份數算，包括再生粗骨料300～400份、再生細骨料200～300份、水泥150～200份、粉煤灰50～80份、硅灰20～30份、減水劑3～5份、玉米芯殘渣150～200份、硅酸鈉0.1～0.2份、抗裂纖維5～10份、納米二氧化硅5～10份、有機硅烷偶聯劑2～5份、橡膠乳液8～12份和水100～150份；其中所述再生粗骨料由玉米芯殘渣和硅酸鈉先進行預處理，然后再與剩下的原料進行混合，所述預處理的方法步驟為對玉米芯殘渣進行持續研磨成流體狀，而后將其導入再生粗骨料中，將溫度逐步提升至90～120℃，此過程持續11～30s，而后加入濃度為20～40mmol/l的硅酸鈉，調整溫度在70～80℃，保持20～30min，得到預處理后的再生粗骨料。
3、此預處理過程能夠較好的將玉米芯殘渣進行粉碎及分散，使得玉米芯殘渣內各成分能在第一時間吸附在再生粗骨料上；然后再由硅酸鈉進行進一步的修飾處理，硅酸鈉溶液會與再生粗骨料表面的氫氧化鈣反應，生成硅酸鈣凝膠，填充骨料表面的孔隙和裂縫，提高骨料的密實度和強度，以此達到所需的效果。
4、進一步的，所述玉米芯殘渣中的纖維素、半纖維素和木質素的重量比為20～30：10～20：40～50，由于木質素是占到玉米芯殘渣的大部分比例，所以其制成的混凝土結構較為堅硬，提高抗裂能力。
5、再生粗骨料和再生細骨料作為混凝土的骨架結構，提供了基本的強度支撐。
6、水泥作為膠凝材料，將骨料粘結在一起。
7、粉煤灰和硅灰作為礦物摻合料，能夠填充在骨料之間的空隙中，提高混凝土的密實度，減少孔隙率，進而提高混凝土的強度和抗裂性能。
8、減水劑能夠減少混凝土中的用水量，在保證混凝土工作性能的前提下，降低水灰比，提高混凝土的強度和耐久性，同時也有助于減少裂縫的產生。
9、抗裂纖維在混凝土中形成三維網絡結構，當混凝土受到外力作用時，纖維能夠承擔一部分應力，阻止裂縫的擴展，從而顯著提高混凝土的抗裂性能。
10、納米二氧化硅可以填充混凝土中的微小孔隙，增強混凝土的強度；有機硅烷偶聯劑能夠提高各組分之間的粘結力；橡膠乳液則具有良好的柔韌性和抗裂性能，三者協同作用，進一步提高混凝土的抗裂性能。
11、進一步的，所述抗裂纖維為聚丙烯纖維、玄武巖纖維、鋼纖維和聚乙烯醇纖維中的一種或多種的組合。
12、進一步的，所述減水劑為萘系減水劑、聚羧酸系減水劑、氨基羧酸系減水劑和三聚氰胺系減水劑中的一種。
13、進一步的，所述水泥為低水化熱的礦渣水泥和/或粉煤灰水泥。本專利技術選用低水化熱的礦渣水泥和/或粉煤灰水泥，可減少混凝土在水化過程中因溫度變化產生的裂縫。
14、進一步的，所述再生粗骨料和再生細骨料由廢棄混凝土經破碎、篩分處理得到，其粒徑分別為5～25mm和0.15～5mm。
15、進一步的，按重量份數算，包括再生粗骨料300份、再生細骨料300份、水泥200份、粉煤灰50份、硅灰30份、減水劑5份、玉米芯殘渣200份、硅酸鈉0.1份、抗裂纖維10份和水150份。
16、進一步的，按重量份數算，包括再生粗骨料400份、再生細骨料200份、水泥150份、粉煤灰80份、硅灰20份、減水劑3份、玉米芯殘渣150份、硅酸鈉0.2份、抗裂纖維5份和水100份。
17、本專利技術還提供一種具有抗裂縫功能的再生混凝土材料的制備工藝，包括以下步驟：
18、(1)對玉米芯殘渣進行持續研磨成流體狀，而后將其導入再生粗骨料中，將溫度逐步提升至90～120℃，此過程持續11～30s，而后加入濃度為20～40mmol/l的硅酸鈉，調整溫度在70～80℃，保持20～30min，得到預處理后的再生粗骨料；
19、(2)將預處理后的再生粗骨料與再生細骨料混合，而后加入總量1/2的水，攪拌浸泡40～60s后，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種具有抗裂縫功能的再生混凝土材料，其特征在于：按重量份數算，包括再生粗骨料300～400份、再生細骨料200～300份、水泥150～200份、粉煤灰50～80份、硅灰20～30份、減水劑3～5份、玉米芯殘渣150～200份、硅酸鈉0.1～0.2份、抗裂纖維5～10份、納米二氧化硅5～10份、有機硅烷偶聯劑2～5份、橡膠乳液8～12份和水100～150份；其中所述再生粗骨料由玉米芯殘渣和硅酸鈉先進行預處理，然后再與剩下的原料進行混合，所述預處理的方法步驟為對玉米芯殘渣進行持續研磨成流體狀，而后將其導入再生粗骨料中，將溫度逐步提升至90～120℃，此過程持續11～30s，而后加入濃度為20～40mmol/L的硅酸鈉，調整溫度在70～80℃，保持20～30min，得到預處理后的再生粗骨料。
2.根據權利要求1所述的具有抗裂縫功能的再生混凝土材料，其特征在于：所述玉米芯殘渣中的纖維素、半纖維素和木質素的重量比為20～30：10～20：40～50。
3.根據權利要求1所述的具有抗裂縫功能的再生混凝土材料，其特征在于：所述抗裂纖維為聚丙烯纖維、玄武巖纖維、鋼纖維
4.根據權利要求1所述的具有抗裂縫功能的再生混凝土材料，其特征在于：所述減水劑為萘系減水劑、聚羧酸系減水劑、氨基羧酸系減水劑和三聚氰胺系減水劑中的一種。
5.根據權利要求1所述的具有抗裂縫功能的再生混凝土材料，其特征在于：所述水泥為低水化熱的礦渣水泥和/或粉煤灰水泥。
6.根據權利要求1所述的具有抗裂縫功能的再生混凝土材料，其特征在于：所述再生粗骨料和再生細骨料由廢棄混凝土經破碎、篩分處理得到，其粒徑分別為5～25mm和0.15～5mm。
7.根據權利要求1所述的具有抗裂縫功能的再生混凝土材料，其特征在于：所述納米二氧化硅、有機硅烷偶聯劑和橡膠乳液組成的混合物，其重量比為2～4：1～2：3～5。
8.根據權利要求1所述的具有抗裂縫功能的再生混凝土材料，其特征在于：按重量份數算，包括再生粗骨料400份、再生細骨料200份、水泥150份、粉煤灰80份、硅灰20份、減水劑3份、玉米芯殘渣150份、硅酸鈉0.2份、抗裂纖維5份、納米二氧化硅6份、有機硅烷偶聯劑2份、橡膠乳液10份和水100份。
9.一種具有抗裂縫功能的再生混凝土材料的制備工藝，其特征在于：包括以下步驟：
10.根據權利要求9所述的具有抗裂縫功能的再生混凝土材料的制備工藝，其特征在于：在步驟(1)中，對玉米芯殘渣進行持續研磨成流體狀，而后將其導入再生粗骨料中，將溫度逐步提升至110℃，此過程持續30s，而后加入濃度為35mmol/L的硅酸鈉，調整溫度在80℃，保持30min，得到預處理后的再生粗骨料。
...【技術特征摘要】
1.一種具有抗裂縫功能的再生混凝土材料，其特征在于：按重量份數算，包括再生粗骨料300～400份、再生細骨料200～300份、水泥150～200份、粉煤灰50～80份、硅灰20～30份、減水劑3～5份、玉米芯殘渣150～200份、硅酸鈉0.1～0.2份、抗裂纖維5～10份、納米二氧化硅5～10份、有機硅烷偶聯劑2～5份、橡膠乳液8～12份和水100～150份；其中所述再生粗骨料由玉米芯殘渣和硅酸鈉先進行預處理，然后再與剩下的原料進行混合，所述預處理的方法步驟為對玉米芯殘渣進行持續研磨成流體狀，而后將其導入再生粗骨料中，將溫度逐步提升至90～120℃，此過程持續11～30s，而后加入濃度為20～40mmol/l的硅酸鈉，調整溫度在70～80℃，保持20～30min，得到預處理后的再生粗骨料。
2.根據權利要求1所述的具有抗裂縫功能的再生混凝土材料，其特征在于：所述玉米芯殘渣中的纖維素、半纖維素和木質素的重量比為20～30：10～20：40～50。
3.根據權利要求1所述的具有抗裂縫功能的再生混凝土材料，其特征在于：所述抗裂纖維為聚丙烯纖維、玄武巖纖維、鋼纖維和聚乙烯醇纖維中的一種或多種的組合。
4.根據權利要求1所述的具有抗裂縫功能的再生混凝土材料，其特征在于：所述減水劑為萘系減水劑、聚羧酸系減水劑、氨基羧酸系減水劑和三聚氰胺系減水劑中的一種。<...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉娟，王耀，縱崗，韓雪濤，
申請(專利權)人：鹽城工業職業技術學院，
類型：發明
國別省市：
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