[发明专利]一种抗渗再生混凝土及其制备方法

说明书

本发明提供了一种抗渗再生混凝土，原料中的碳纤维通过二苯基甲烷二异氰酸酯和纳米二氧化硅对碳纤维进行表面处理，改善其在混凝土制备过程中的分散性，与钢纤维配合作为混合纤维使用，能够提高再生混凝土的力学性能和抗渗性能。本发明还提供了所述混凝土的制备方法。

技术领域

本发明涉及一种抗渗再生混凝土，以及所述混凝土的制备方法。

背景技术

随着城市建筑业的不断发展，混凝土材料的消耗量越来越大，随之而来产生的废旧混凝土数量巨大。将废旧混凝土作为再生骨料开发利用，一方面解决了大量废弃混凝土处理困难以及由此造成的生态环境日益恶化等问题；另一方面可以减少建筑业对天然骨料的消耗，从而减少对天然砂石的开采，解决天然骨料日益匮乏和开采对生态环境的破坏问题，保护了人类的生存环境，符合可持续发展的要求。但是，目前将废旧混凝土作为再生骨料应用于新混凝土的制备，其内部的缺陷会影响再生骨料混凝土的力学性能和综合性能。

因此，需要提供一种能够有效利用废旧混凝土作为原料，且具有良好性能的混凝土，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明提供了一种抗渗再生混凝土，原料中的碳纤维通过二苯基甲烷二异氰酸酯和纳米二氧化硅对碳纤维进行表面处理，改善其在混凝土制备过程中的分散性，与钢纤维配合作为混合纤维使用，能够提高再生混凝土的力学性能和抗渗性能。本发明还提供了所述混凝土的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种抗渗再生混凝土，原料包括水泥、再生粗骨料、细骨料、减水剂、混合纤维和水；

其中，所述混合纤维包含钢纤维和改性碳纤维；

所述改性碳纤维的制备方法为：

步骤一，在反应器中加入二苯基甲烷二异氰酸酯和有机溶剂，分散均匀后加入催化剂和经强酸处理的碳纤维，开启搅拌，控制反应器温度在40～50℃反应5～6小时，出料，经洗涤、干燥得到中间产物；

步骤二，将1,4-二氧六环和纳米二氧化硅加入反应器，分散均匀后加入所述中间产物和三乙胺，开启搅拌，控制反应器温度在40～50℃反应20～25小时，出料，经洗涤、干燥得到所述改性碳纤维。

所述经强酸处理的碳纤维指的是经过浓硫酸或浓硝酸等强酸处理的碳纤维，目的是使碳纤维表面添加上活性基团，如羟基、羧基等。其获取途径可以从商业采购获得，或通过本领域常用方法获得。在本发明的一个优选实例中，所述经强酸处理的碳纤维的制备方法为：将碳纤维用丙酮进行洗涤、干燥后加入反应器，然后加入浓硝酸，控制反应器温度在80℃下反应3小时，反应结束后用去离子水洗涤、干燥，得到所述经强酸处理的碳纤维。

所述再生粗骨料为废旧混凝土经回收后得到的粗骨料。其中，用于所述再生粗骨料的废旧混凝土可以通过商业采购的方式获得，且需要经过破碎并除去杂质，达到可以作为粗骨料的尺寸。此外，废旧混凝土是否经过化学处理、表面打磨等，不影响本发明技术方案对于再生粗骨料制备的混凝土各方面性能的提升作用。

本发明通过添加高性能碳纤维的方法来提高再生混凝土的各项性能。但是，直接添加碳纤维会面临碳纤维容易团聚和与混凝土中其他组分结合性不足的问题，不容易发挥碳纤维的优势。因此，本发明选择所述经强酸处理的碳纤维，利用其表面带有的羟基基团与二苯基甲烷二异氰酸酯反应，使碳纤维表面包覆一层具有异氰酸酯基团的聚合物，再利用纳米二氧化硅表面的硅羟基与异氰酸酯基团反应，得到杂化改性碳纤维。经过改性的碳纤维表面具有空间结构合适的基团，后期制备混凝土的步骤中，与钢纤维配合使用，能够提高再生混凝土的力学性能和抗渗性能，使得利用再生粗骨料制备的混凝土达到能够实际应用的水平。

所述改性碳纤维的制备方法步骤一中，以下列各组分之间的相对质量份计：

所述二苯基甲烷二异氰酸酯的用量为10质量份；