[发明专利]一种混凝土改性再生骨料及其改性方法和其在水泥基透水材料中的应用

说明书

本发明涉及一种混凝土改性再生骨料及其改性方法和其在水泥基透水材料中的应用。所述混凝土改性再生骨料，是一种10 mbar以下负压状态存储的固液混合物；所述固液混合物组成为单级配再生骨料、粒径为80μm以下的再生骨料微粉、助剂和水；所述的再生骨料微粉在水溶液中的浓度为5‑20%；所述的助剂为聚丙烯酸铵、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠中的任意一种，助剂浓度0.01‑0.1%。所述混凝土改性再生骨料是将晶种内嵌于再生骨料表面多孔结构内，在初始水化阶段降低再生骨料‑水泥浆体界面间水化产物成核势垒，促进界面区域快速水化提高粘结性，减少再生骨料在后续水化过程中大量吸水导致水泥基透水材料性能降低。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种混凝土改性再生骨料及其改性方法和其在水泥基透水材料中的应用。

背景技术

我国建筑垃圾资源化再生利用目前尚处于探索阶段，建筑垃圾再生利用率仅为5％。传统的露天堆放或者填埋等建筑垃圾处理方式，不仅加重扬尘、污染环境，还占用大量土地资源，影响土壤植被。统计表明，建筑垃圾若以质量计，混凝土废弃物约占48.35％，将废弃混凝土经加工制备成混凝土用再生骨料，既可以解决废弃建筑垃圾的危害，又可以缓解目前混凝土行业砂石骨料短缺的现状，有望成为未来的重要发展方向。

水泥基透水材料包括透水混凝土和透水砖等产品，其连通多孔结构具有过滤净化、存蓄滞留雨水的作用，是“海绵城市”建设的重要组成部分之一。采用再生骨料制备水泥基透水材料也成为近年来研究的热点，然而由于再生骨料表面存在微细裂纹并黏附有大量硬化水泥浆体，导致利用其制备混凝土往往存在需水量高、界面粘结薄弱和干燥收缩大等缺点。水泥基透水材料中骨料间仅依靠一薄层浆体粘结，因此骨料-浆体之间的界面联结对于水泥基透水材料性能就显得尤为重要。

众多学者和工程人员对此开展了大量研究工作：ZL 201610333509.7公开了一种利用废弃混凝土制备的生态环保型透水混凝土，通过不同粒径再生骨料的组合，以及改性剂提高再生混凝土骨料、微粉和粒化铬铁渣粉的反应活性。ZL201210261716.8公开了一种改性再生骨料和再生骨料高性能混凝土，将再生骨料放入浓度为10-40wt％的纳米二氧化硅水胶体中浸泡，纳米二氧化硅可以与再生骨料中的氢氧化钙反应生成凝胶改善再生骨料物理性质和力学性能。

然而，单纯通过改性剂等方式提高再生混凝土中胶凝材料的反应程度，并不能强化骨料-浆体界面的薄弱缺陷；再生骨料从废弃后经破碎、筛分等步骤，其表面浆体中的氢氧化钙可能因碳化而反应殆尽，因此依赖纳米二氧化硅与氢氧化钙反应生成凝胶产物降低再生骨料表面孔隙率的方法并不可靠。

发明内容

本发明提供了一种混凝土改性再生骨料及其改性方法和其在水泥基透水材料中的应用。

本发明所述的混凝土改性再生骨料，是一种10mbar以下负压状态存储的固液混合物，所述固液混合物由单级配再生骨料浸没于80μm粒径以下的再生骨料微粉、助剂和水的混合物中制备而成，所述的再生骨料微粉在水溶液中的浓度为5-20％；所述的助剂为聚丙烯酸铵、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠中的一种，助剂浓度0.01-0.1％。

本发明无需额外使用再生骨料改性材料，通过再生骨料破碎、筛分过程中剥落的微细粉料加工制成具有超早强功能的晶种悬浮液，可在混凝土水化极早期迅速提高再生骨料表面孔隙中的浆体水化程度，减少再生骨料高吸水率导致的危害，增强水泥基透水材料早期力学性能和长期耐久性能。

所述混凝土再生骨料的改性方法为：废弃混凝土经破碎筛分制备得到单级配再生骨料和晶种悬浮液，经真空饱和晶种悬浮液浸泡并负压状态存储后获得所述改性再生骨料。

具体步骤如下：

(1)骨料破碎筛分：指经剔除杂质后的废弃混凝土采用破碎筛分设备，获取单级配再生骨料和粒径1mm以下细粉；

(2)取细粉进一步研磨筛分至80μm以下，并加水和助剂经超声分散配置成浓度5-20％晶种悬浮液，