CN111908817A - 磷酸镁水泥料改性再生粗骨料的制备方法及得到的改性再生粗骨料及其应用 - Google Patents

磷酸镁水泥料改性再生粗骨料的制备方法及得到的改性再生粗骨料及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种磷酸镁水泥料改性再生粗骨料的制备方法及得到的改性再生粗骨料及其应用。该方法包括步骤：1)将废弃混凝土破碎并筛分，得到粒径为5‑25mm的再生粗骨料；2)将得到的再生粗骨料放入水中浸泡至吸水饱和后滤出，得到浸泡后的再生粗骨料；3)将得到的浸泡后的再生粗骨料与磷酸镁水泥的干粉混合，搅拌至再生粗骨料的颗粒均匀裹上磷酸镁水泥的干粉，滤出，即得到磷酸镁水泥料改性再生粗骨料。本发明不仅能在再生粗骨料和新砂浆界面两侧形成拉扯，在界面上形成机械锚固力，显著的提升界面强度，达到提升再生混凝土整体强度目的，同时还简化了再生骨料改性处理的工艺，达到提升生产效率的目的。

Description

磷酸镁水泥料改性再生粗骨料的制备方法及得到的改性再生 粗骨料及其应用
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种磷酸镁水泥料改性再生粗骨料的制备方法及得到的改性再生粗骨料及其应用。
背景技术
随着建筑业的迅速发展，由建筑业产生的建筑垃圾也空前增加，除巨量的建筑垃圾处理费用相当惊人外，而由此引发的环境问题和社会公害也很多。我国建筑废弃物管理起步于20世纪80年代末，且现有的管理制度、政策、法律和法规都不够健全，由于配套管理政策的不完善，绝大部分建筑废弃混凝土未经任何处理，便被运往郊外或乡村，采用露天堆放或者简易填埋的方式进行处置。同时清运和堆放过程中遗撒、粉尘和灰砂飞扬等问题又造成了严重的环境污染。面对日益严峻的环境问题，日趋紧张的土地供给，日渐耗尽的矿产资源，废弃混凝土的产生无疑加剧了人、环境、资源之间的矛盾局面，影响了城市生态环境的协调发展。
对大量废混凝土进行循环再生利用即再生混凝土技术通常被认为是解决废混凝土问题最有效的措施。废弃混凝土经破碎筛分后成为再生粗骨料,再生粗骨料具有吸水率高,微裂纹多等缺陷,因此,要将再生粗骨料应用于再生混凝土的生产，需要将再生粗骨料改性预处理。
发明内容
本发明目的在于进一步优化再生粗骨料改性方法，提供一种对再生粗骨料上附着砂浆进行修补的同时，还可增强改性材料与旧砂浆界面粘结强度的再生粗骨料改性制备方法，进而提高再生粗骨料性能。一方面缓解了废弃混凝土对生态环境的威胁，将其作为绿色建筑材料推广应用；另一方面将再生粗骨料做到充分利用，进一步保护环境，做到绿色生产。
本发明所提供的技术方案如下：
一种磷酸镁水泥料改性再生粗骨料的制备方法，包括以下步骤：
1)将废弃混凝土破碎并筛分，得到粒径为5-25mm的再生粗骨料；
2)将步骤1)得到的再生粗骨料放入水中浸泡至吸水饱和后滤出，得到浸泡后的再生粗骨料；
3)将步骤2)得到的浸泡后的再生粗骨料与磷酸镁水泥的干粉混合，搅拌至再生粗骨料的颗粒均匀裹上磷酸镁水泥的干粉，滤出，即得到磷酸镁水泥料改性再生粗骨料。
磷酸镁水泥，又简称MPC，主要成分为重烧氧化镁、磷酸二氢铵，另掺加硼砂作为缓凝剂。
对于再生粗骨料的回收利用，如果不加以处理而直接和新拌砂浆混合，由于两种材料存在界面问题，导致得到的复合砂浆的性能无法达到使用要求。
现有的方法中，常见的方法为采用普通硅酸盐水泥来进行改性。采用普通硅酸盐水泥改性主要是起到修补再生粗骨料内的裂缝和孔洞的作用。这样处理虽然可以提高再生粗骨料和新拌砂浆的相容性，并一定程度的提高掺有再生粗骨料的新拌砂浆的性能，但是由于在再生粗骨料和新拌砂浆之间仍然基本无更多的粘合作用，导致再生混凝土的力学性能上，仍然极少能达到原废弃混凝土的设计强度。
基于上述技术方案，再生粗骨料经过水的充分浸泡后，MPC可以快速的渗透到再生粗骨料的旧砂浆里进行水化反应，完成对再生粗骨料的修复。而没有反应完全的MPC成分在新拌凝土的水环境中能够继续向着新砂浆侧反应，最后在再生粗骨料和新砂浆界面两侧形成拉扯，进而形成机械锚固，显著的提升了界面强度。
具体的，步骤2)中再生粗骨料在水中的浸泡时间不低于24h。
具体的，步骤2)得到的浸泡后的再生粗骨料较步骤1)得到的再生粗骨料增重4-13％。
具体的，步骤3)中，磷酸镁水泥的干粉的用量与经步骤2)浸泡后得到的再生粗骨料的增重的重量百分比为50-70％。
具体的，步骤3)中，磷酸镁水泥中的镁与磷的重量比为(1.8-2.2)：1。
具体的，步骤3)中，步骤2)得到的浸泡后的再生粗骨料与磷酸镁水泥的重量百分比为：(92-98)：(2.5-6)。
本发明还提供了磷酸镁水泥料改性再生粗骨料的制备方法得到的磷酸镁水泥料改性再生粗骨料。
本发明还提供了上述磷酸镁水泥料改性再生粗骨料的应用，作为混凝土骨料。
本发明所提供的磷酸镁水泥料改性再生粗骨料：表观密度提升0.4％-0.8％；堆积密度提升1.5％-1.8％；吸水率提升60％-75％；压碎指标提升20％-25％；混凝土坍落度或者混凝土工作性提升20％-24％，充分适合作为混凝土骨料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用的MPC对再生粗骨料进行改性处理，1)MPC在接触到再生粗骨料吸收的水后，会迅速产生反应，逐步向再生粗骨料测延伸，填充再生粗骨料上附着砂浆中的微裂缝；2)由于采用MPC干粉以及浸泡后的再生粗骨料，MPC与附着砂浆间的界面厚度较现有技术而言有着显著减小。从而再生粗骨料强度得到显著提高。该方法也比采用传统的水泥浆液改性方法流程简单，操作方便，可控性高。
附图说明
图1为本发明所提供的磷酸镁水泥料改性再生粗骨料的制备方法的流程图。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明提供一种磷酸镁水泥料改性再生粗骨料的制备方法，包括以下步骤：
1)将废弃混凝土经鄂式破碎机破碎并筛分得到的粒径为5-25mm的再生粗骨料；
2)将步骤1)中所得再生粗骨料放入水中浸泡24h后滤出，取其中4Kg测定吸水率；
3)将步骤2)中浸泡后的再生粗骨料倒入装有镁磷比为2：1的MPC的容器中，并搅拌以确保骨料均匀裹上MPC粉末，滤出即得到MPC改性再生粗骨料。
所述步骤1)中废弃混凝土需经初步破碎成小块混凝土块并去除明显杂物后，方可放入鄂式破碎机中进行破碎、筛分得到再生粗骨料。
所述步骤2)中浸泡再生粗骨料时，水面至少需高于再生粗骨料5mm。
所述步骤3)中采用的改性材料为MPC(磷酸镁水泥基材料)，MPC主要成分为重烧氧化镁、磷酸二氢铵，另掺加硼砂作为缓凝剂，其中镁磷比为2：1，MPC为粉末状，MPC总用量为再生粗骨料吸水量的3/5。
下面通过具体实施例对本发明做进一步阐述，应该说明的是，不得将以下实施例解释为对本发明内容的限制。
实施例1
1)将废弃混凝土经鄂式破碎机破碎并筛分得到的粒径为5-25mm的再生粗骨料；
2)将步骤1)中所得再生粗骨料放入水中浸泡24h后滤出，取其中4Kg测定吸水率(本实施例测得再生粗骨料吸水率为7.3％)；
3)将步骤2)中浸泡后的再生粗骨料倒入装有镁磷比为2：1的MPC的容器中(容器中各组分重量百分比为：再生粗骨料95.8％，MPC4.2％)，并搅拌以确保骨料均匀裹上MPC粉末，滤出即得到MPC改性再生粗骨料。
实施例2
1)将废弃混凝土经鄂式破碎机破碎并筛分得到的粒径为5-25mm的再生粗骨料；
2)将步骤1)中所得再生粗骨料放入水中浸泡24h后滤出，取其中4Kg测定吸水率(本实施例测得再生粗骨料吸水率为12.6％)；
3)将步骤2)中浸泡后的再生粗骨料倒入装有镁磷比为2：1的MPC的容器中(容器中各组分重量百分比为：再生粗骨料93.0％，MPC7.0％)，并搅拌以确保骨料均匀裹上MPC粉末，滤出即得到MPC改性再生粗骨料。
实施例3
1)将废弃混凝土经鄂式破碎机破碎并筛分得到的粒径为5-25mm的再生粗骨料；
2)将步骤1)中所得再生粗骨料放入水中浸泡24h后滤出，取其中4Kg测定吸水率(本实施例测得再生粗骨料吸水率为4.9％)；
3)将步骤2)中浸泡后的再生粗骨料倒入装有镁磷比为2：1的MPC的容器中(容器中各组分重量百分比为：再生粗骨料97.1％，MPC2.9％)，并搅拌以确保骨料均匀裹上MPC粉末，滤出即得到MPC改性再生粗骨料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种磷酸镁水泥料改性再生粗骨料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将废弃混凝土破碎并筛分，得到粒径为5-25mm的再生粗骨料；
2)将步骤1)得到的再生粗骨料放入水中浸泡至吸水饱和后滤出，得到浸泡后的再生粗骨料；
3)将步骤2)得到的浸泡后的再生粗骨料与磷酸镁水泥的干粉混合，搅拌至再生粗骨料的颗粒均匀裹上磷酸镁水泥的干粉，滤出，即得到磷酸镁水泥料改性再生粗骨料。
2.根据权利要求1所述的磷酸镁水泥料改性再生粗骨料的制备方法，其特征在于：步骤2)中再生粗骨料在水中的浸泡时间不低于24h。
3.根据权利要求2所述的磷酸镁水泥料改性再生粗骨料的制备方法，其特征在于：步骤2)得到的浸泡后的再生粗骨料较步骤1)得到的再生粗骨料增重4-13％。
4.根据权利要求3所述的磷酸镁水泥料改性再生粗骨料的制备方法，其特征在于：步骤3)中，磷酸镁水泥的干粉的用量与经步骤2)浸泡后得到的再生粗骨料的增重的重量百分比为50-70％。
5.根据权利要求4所述的磷酸镁水泥料改性再生粗骨料的制备方法，其特征在于：步骤3)中，步骤2)得到的浸泡后的再生粗骨料与磷酸镁水泥的干粉的重量百分比为：(92-98)：(2.5-6)。
6.根据权利要求1至5任一所述的磷酸镁水泥料改性再生粗骨料的制备方法，其特征在于：步骤3)中，磷酸镁水泥中的镁与磷的重量比为(1.8-2.2)：1。
7.一种根据权利要求1至6任一所述的磷酸镁水泥料改性再生粗骨料的制备方法得到的磷酸镁水泥料改性再生粗骨料。
8.一种根据权利要求7所述的磷酸镁水泥料改性再生粗骨料的应用，其特征在于：作为混凝土骨料。
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