專利名稱：一種多元低彈模混雜纖維增強再生混凝土制備方法
技術領域：
本發明屬于新型環保的綠色建筑材料領域，涉及復合增強再生混凝土的制備，特別涉及一種多元低彈模混雜纖維增強再生混凝土制備方法，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，并添加廢舊輪胎提取的尼龍纖維并加入聚丙烯三枝抗老化網狀纖維和改性聚丙烯TANK纖維，通過合理的配合比設計，制備多元混雜纖維增強再生混凝土。
背景技術：
隨著我國經濟建設高速發展和城市化進程的日益加快，由城中村改造等造成的建筑垃圾不僅對環境造成了嚴重的污染，而且要消耗大量的砂、石使得自然資源面臨逐漸枯竭。所以，為符合循環經濟戰略發展的要求，實現混凝土產業的可持續發展，再生混凝土的制備新技術成為廣泛關注的研究熱點。該技術不但能減少廢棄混凝土作為建筑垃圾帶來的環境危害，而且能節省大量的天然砂石資源，是目前循環經濟倡導下資源化再利用的具有良好經濟和環境效益的混凝土制備技術。然而再生粗骨料由于來源復雜、骨料品質劣化，由于再生混凝土中新砂漿與再生骨料之間、新老砂漿之間界面問題、孔結構稀疏、混凝土較大的離散性等諸多因素，影響了再生混凝土的研究與推廣。纖維由于具有良好的抗拉、阻裂增強、增韌的能力被用于普通混凝土中，若采用纖維來增強增韌性能改善再生混凝土的孔結構、強化界面過渡區使得再生混凝土的性能有所增強，該方法可作為制備性能增強再生混凝土的一種方法。伴隨汽車工業的發展大量的廢棄輪胎不斷產生，原始而簡單的露天堆放、焚燒銷毀等方法，不僅大量占用土地資源而且還造成極大的環境污染。廢舊輪胎的循環再利用則可以較好的解決資源浪費、環境污染和節約土地資源等一系列的環境問題，帶來一定的經濟效益和社會效益。所以，將廢舊輪胎和廢棄混凝土兩種廢棄物資源化循環再利用，將廢舊輪胎分離的再生纖維復合高分子合成纖維，制備一種新型的混雜纖維再生混凝土，就成為本發明主要研究的內容。

發明內容
本發明的目的在于，提供一種多元低彈模混雜纖維增強再生混凝土制備方法，該方法將廢棄混凝土經過破碎、清洗、篩分等處理，將制備的再生粗骨料部分應用于混凝土中，然后將由廢舊輪胎提取的尼龍再生纖維與兩種不同形狀和效能的聚丙烯纖維混合構成低彈模多元混雜再生纖維，并將其添加入再生混凝土中，從而制備一種新型的多元混雜再生纖維增強的再生混凝土。該方法經濟簡單，利用了混雜纖維中不同纖維的特點協同作用， 阻止再生混凝土中微觀和宏觀裂縫的產生與開展，起到增強/增韌的效果，為廢舊輪胎和廢棄混凝土的循環再利用提供了一種新的途徑。為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案
一種多元低彈模混雜纖維增強再生混凝土制備方法，其特征在于，該方法用破碎的廢舊混凝土作為混凝土的部分再生粗骨料，并添加廢舊輪胎提取的尼龍纖維以及改性聚丙烯粗TANK纖維和聚丙烯三枝抗老化網狀纖維，以改善再生混凝土的力學性能，具體制備按下列步驟進行步驟一，按照如下配比對再生混凝土進行配制，，每立方米混凝土中，以100份重量單位計，由以下物質組成32. 5R普通硅酸鹽水泥21份，細骨料(中砂)20份，天然碎石 (5-31. 5mm) :25份 35份，再生粗骨料(5-20mm) : 15份 25份，尼龍纖維0. 01份 O. 02 份，改性聚丙烯粗TANK纖維0. 01份 O. 02份，聚丙烯三枝抗老化網狀纖維0. 01份 O. 02份，水9份。步驟二，將廢舊混凝土采用顎式破碎機進行機械破碎并進行清洗、篩分，制得再生粗骨料，在此基礎上，依據《普通混凝土用砂、石質量及檢測方法標準》(JGJ52-2006)對再生粗骨料進行篩分析、含泥量及壓碎值指標等骨料性能進行試驗，使得再生粗骨料滿足連續級配、含泥量及壓碎值指標的要求。步驟三，對于細骨料顆粒級配，依據《普通混凝土用砂、石質量及檢測方法標準》 (JGJ52-2006)，細骨料顆粒級配宜優先選用II區砂，以滿足混凝土配制過程中對細骨料級配的要求。步驟四，按照按照配方量的重量份數，將細骨料和尼龍纖維、聚丙烯三枝抗老化網狀纖維和改性聚丙烯粗TANK纖維和32. 5R普通硅酸鹽水泥放入攪拌機，干混攪拌均勻，攪拌時間不少于120秒。步驟五，將天然碎石和再生粗骨料按照各自總重量百分比的70%加入上述干混料中，在攪拌機中干混攪拌90-120秒后加入配方中總水量的60%進行攪拌，混料攪拌時間不少于180秒。步驟六，將余下的部分天然碎石和再生粗骨料再次投入至攪拌機中，并將配方中余下總水量的40%再加入攪拌機進行攪拌，混料時間約2-3分鐘，直至混凝土拌合均勻，工作性能滿足混凝土的澆筑要求。本發明的優點I、選用由廢棄輪胎提取的尼龍纖維結合兩種聚丙烯纖維即聚丙烯三枝抗老化網狀纖維和改性聚丙烯粗TANK纖維，將這三種不同纖維混雜對再生混凝土性能進行改善，制備一種低彈模多元混雜再生纖維增強的再生混凝土。這種混凝土不僅使廢棄輪胎和廢舊混凝土都得到循環再利用，而且利用尼龍短纖維和聚丙烯三枝抗老化網狀纖維的橋接作用抑制再生混凝土中微觀裂縫的開展，利用改性聚丙烯粗TANK纖維阻止再生混凝土中宏觀裂縫的發展，使得這三種纖維得到充分共同作用而起到改善再生混凝土的物理力學性能。2、制作方法簡單，可以普遍滿足常用中、低標號混凝土的要求，并且能夠改善再生混凝土的性能，尤其是混凝土的抗折性能。此外，由于尼龍纖維和再生粗骨料來源于廢舊輪胎和廢棄混凝土，從廢棄物循環再利用以及節能、環保的角度均起到一定的經濟和社會效益，具有廣泛的應用推廣價值。


圖I是廢舊輪胎切割原料圖片；
圖2是廢棄輪胎分離的尼龍纖維圖片；圖3是截面為三角形的聚丙烯三枝抗老化網狀纖維圖片；圖4是聚丙烯三枝抗老化網狀纖維電鏡SEM掃描斷面；圖5是縱截面呈波浪形的改性聚丙烯粗TANK纖維；圖6是混凝土粗骨料顆粒連續級配曲線；圖7是混凝土細骨料顆粒級配曲線；圖8是低彈模多元混雜再生纖維增強再生混凝土的立方體、軸心抗壓強度變化趨勢直方圖；圖9是低彈模多元混雜再生纖維增強再生混凝土劈裂抗拉強度、抗折強度變化趨勢直方圖；圖10是低彈模多元混雜再生纖維增強再生混凝土強度歸一化對比直方圖；以下結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。
具體實施例方式本實施例制備的多元低彈模混雜纖維增強再生混凝土，每立方米混凝土中，以100 份重量單位計，由以下物質組成32. 5R普通硅酸鹽水泥21份，細骨料(中砂)20份，天然碎石(5-31. 5mm) :25份 35份，再生粗骨料(5_20mm) :15份 25份，尼龍纖維0. 01份 O. 02份，改性聚丙烯粗TANK纖維0. 01份 O. 02份，聚丙烯三枝抗老化網狀纖維0. 01 份 O. 02份，水9份。其中，尼龍纖維從廢棄的輪胎中提取，即先將廢棄輪胎破解(如圖 I)，然后從廢舊輪胎分離尼龍纖維(如圖2所示)，再加入兩種市售的低彈模聚丙烯纖維，即橫斷面為三角形的低彈模聚丙烯三枝抗老化網狀纖維(如圖3所示)和縱向截面呈波浪形的改性聚丙烯粗TANK纖維(如圖5所示)，將這三種纖維混雜組成低彈模多元混雜再生纖維，按照設計配比摻入再生混凝土中。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，經現場調查，拆除原結構的服役時間分別為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、篩分、清洗加工。粗骨料分別分為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 ;采用實驗室破碎的再生骨料為RA-I ;采用服役壽命15年的拆遷廢棄混凝土制備的再生骨料表示為RA-II，服役壽命40年的表示為 RA-III。以下是發明人給出的實施例。實施例I、對廢舊混凝土進行機械破碎、篩分、清洗等，制備的粗骨料顆粒級配應滿足《普通混凝土用砂、石質量及檢測方法標準》(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6可知，天然粗骨料NA、再生粗骨料RA-I、RA-II、 RA-III均滿足JGJ52-2006對粗骨料連續級配的要求。由顆粒級配累計曲線圖6確定出顆粒的相關粒徑d1(l、d3(l和d6(l，并求出不均勻系數
Ku = d60/d10和曲率系數& = €()/(^6()^1())。其中d1(l為小于某顆粒粒徑的顆粒質量累計百
分數為10%時對應的粒徑；d3(l為小于某顆粒粒徑的顆粒質量累計百分數為30%時對應的粒徑；d6(l為小于某顆粒粒徑的顆粒質量累計百分數為60%時對應的粒徑。
由JGJ52-2006中第3. 2. I條中表3. 2. 1_2可知，對于5-31. 5mm以內的粗骨料，經計算，不均勻系數Ku的范圍在(O. 37，O. 69)之間，而曲率系數K。范圍應在(O. 80，I. 53)之間。由表I可知各不同骨料的不均勻系數和曲率系數，均滿足JGJ52-2006對顆粒級配的要求，說明骨料級配良好。表I粗骨料不均勻系數及曲率系數
權利要求
1.一種多元低彈模混雜纖維增強再生混凝土制備方法，其特征在于，該方法用破碎的廢舊混凝土作為混凝土的部分再生粗骨料，并添加廢舊輪胎提取的尼龍纖維以及改性聚丙烯粗TANK纖維和聚丙烯三枝抗老化網狀纖維，以改善再生混凝土的力學性能，具體制備按下列步驟進行步驟一，按照如下配比對再生混凝土進行配制，每立方米混凝土中，以100份重量單位計，由以下物質組成32. 5R普通硅酸鹽水泥21份，細骨料20份，天然碎石25份 35 份，再生粗骨料15份 25份，尼龍纖維0. 01份 O. 02份，改性聚丙烯粗TANK纖維0. 01 份 O. 02份，聚丙烯三枝抗老化網狀纖維0. 01份 O. 02份，水9份；步驟二，將廢舊混凝土采用顎式破碎機進行機械破碎并進行清洗、篩分，制得再生粗骨料，在此基礎上，依據《普通混凝土用砂、石質量及檢測方法標準》(JGJ52-2006)對再生粗骨料進行篩分析、含泥量及壓碎值指標等骨料性能進行試驗，使得再生粗骨料滿足連續級配、 含泥量及壓碎值指標的要求；步驟三，對于細骨料顆粒級配，依據《普通混凝土用砂、石質量及檢測方法標準》 (JGJ52-2006)，細骨料顆粒級配宜優先選用II區砂，以滿足混凝土配制過程中對細骨料級配的要求；步驟四，按照按照配方量的重量份數，將細骨料和尼龍纖維、聚丙烯三枝抗老化網狀纖維和改性聚丙烯粗TANK纖維和32. 5R普通硅酸鹽水泥放入攪拌機，干混攪拌均勻，攪拌時間不少于120秒；步驟五，將天然碎石和再生粗骨料按照各自總重量的百分比的70%加入上述干混料中，在攪拌機中干混攪拌90-120秒后加入配方中總水量的60%進行攪拌，混料攪拌時間不少于180秒；步驟六，將余下的部分天然碎石和再生粗骨料再次投入至攪拌機中，并將配方中余下總水量的40%再加入攪拌機進行攪拌，混料時間約2-3分鐘，直至混凝土拌合均勻，工作性能滿足混凝土的澆筑要求。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述的天然碎石的粒度范圍為5mm 31. 5mm,所述的再生粗骨料的粒度范圍為5mm 20mm。
全文摘要
本發明公開了一種多元低彈模混雜纖維增強再生混凝土制備方法，該方法用破碎的廢舊混凝土作為混凝土的部分再生粗骨料，并添加廢舊輪胎提取的尼龍纖維以及改性聚丙烯粗TANK纖維和聚丙烯三枝抗老化網狀纖維，以改善再生混凝土的力學性能，每立方米混凝土中，以100份重量單位計，由以下物質組成32.5R普通硅酸鹽水泥21份，細骨料20份，天然碎石25份～35份，再生粗骨料15份～25份，尼龍纖維0.01份～0.02份，改性聚丙烯粗TANK纖維0.01份～0.02份，聚丙烯三枝抗老化網狀纖維0.01份～0.02份，水9份；該方法制備簡單，解決了建筑垃圾和“黑色污染”帶來的環境問題，具有廣闊的經濟推廣價值和社會效益。
文檔編號C04B18/30GK102584137SQ20121001408
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月17日 優先權日2012年1月17日
發明者丁怡潔, 張博, 朱軍強, 樊禹江, 王社良, 趙祥 申請人:西安建筑科技大學