CN115745447B - 废弃混凝土再生制备混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了废弃混凝土再生制备混凝土及其制备方法，属于混凝土技术领域。将废弃混凝土粉碎，浸泡在含有钙离子的碱性溶液中，微波加热，得到粗集料和细粉，粗集料与废砖粉混合煅烧，并经过碳酸化，表面聚多巴胺改性，与纳米偏高岭土混合，球磨，得到强化混合料，与水、氢氧化钙、正硅酸乙酯混合搅拌反应制得再生硅酸盐材料；细粉在微波加热条件下，与氢氧化钙和硅酸钠搅拌反应，得到活化细粉；将再生硅酸盐材料、活化细粉、化学外加剂、粉煤灰、矿渣粉、水泥、水混合均匀，得到废弃混凝土再生制备混凝土，具有较好的耐久性，收缩率低，吸水率小，以废弃混凝土、废弃墙体材料如废砖为原料，将大量的建筑废料进行回收利用，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及废弃混凝土再生制备混凝土及其制备方法。
背景技术
普通混凝土是以水泥、水、砂子以及粘合剂等为原料，按适当比例配合，经过均匀拌制，密实成型及养护硬化而成的人工建筑材料，混凝土在加工过程中所需的石子和砂子需要从自然界获取，但为了节约自然资源保护环境，从可持续发展长远角度来看，尽量减少砂石原料的开采，我们可以对已产生的废弃混凝土进行回收利用，已产生的废弃混凝土由于其占地空间较大，直接堆放会侵占土地，若直接将废弃混凝土填埋也造成资源的浪费，故可以通过将废弃混凝土进行二次回收利用，回收的骨料通过与水泥、粘合剂等原材料再次进行搅拌混合，可以得到新的混凝土。
目前，利用废弃混凝土块制作再生混凝土过程中存在以下难题：
a传统的废弃混凝土在回收再处理过程中，由于废弃混凝土内部可能存在钢筋、木材等结构，故在粉碎过程中需要对钢筋、木材等进行初级筛分处理，避免钢筋、木材等影响废弃混凝土的粉碎效果；
b传统的废弃混凝土在回收再处理过程中，由于混凝土硬度、强度等规格不同，故混凝土内部的石子等材料规格大小不一，当需要对不同规格的石子与水泥砂浆混合物进行破碎时，频繁更换破碎装置，成本较高，工艺过程较为复杂。
专利公布号CN111087188A公开了一种掺杂废弃混凝土块的混凝土加工工艺，包括有以下工艺步骤：S1、废弃混凝土块的预处理；S2、混凝土细块表面的分解处理；S3、粗骨料的制备；S4、胶凝材料的制备；S5、混凝土的制备。该掺杂废弃混凝土块的混凝土加工工艺的破碎过程中，废弃混凝土受到挤压、冲撞、研磨等外力的影响，使得废弃混凝土块内部产生大量裂纹，对废弃混凝土块的内部界面造成损伤和破坏，表现出粘接力下降、吸水率增加、抗压强度小的特点，进而影响成品混凝土的抗压强度和抗折强度。
发明内容
本发明的目的在于提出废弃混凝土再生制备混凝土及其制备方法，制得的再生混凝土的力学性能（抗压强度、抗折强度等）明显增强，由于普通混凝土，同时，具有较好的耐久性，收缩率低，吸水率小，同时，该再生混凝土以废弃混凝土、废弃墙体材料如废砖为原料，变废为宝，能够将大量的建筑废料进行回收利用，具有显著的社会经济效益，有广阔的应用前景。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种废弃混凝土再生制备混凝土的制备方法，将废弃混凝土粉碎后，浸泡在含有钙离子的碱性溶液中，微波加热处理，得到粗集料和细粉，其中，粗集料与废砖粉碎后的废砖粉混合煅烧，并经过碳酸化后，表面进行聚多巴胺改性，然后与纳米偏高岭土混合，球磨反应，得到强化混合料，与水、氢氧化钙、正硅酸乙酯混合搅拌反应形成凝胶，粉碎，干燥，制得再生硅酸盐材料；另一方面，细粉在微波加热条件下，与氢氧化钙和硅酸钠搅拌反应，得到活化细粉；将制得的再生硅酸盐材料、活化细粉、化学外加剂、粉煤灰、矿渣粉、水泥、水混合均匀，得到废弃混凝土再生制备混凝土。
作为本发明的进一步改进，包括以下步骤：
S1.预处理：将废弃混凝土经过破碎，去除钢筋、木材，然后进行粉碎，球磨，加入含有钙离子的碱性溶液中，微波加热搅拌处理，过滤，洗涤，干燥，过筛，得到粗集料和细粉；
S2.废砖的处理：将废砖压碎，干燥，球磨粉碎，得到废砖粉；
S3.煅烧：将步骤S1制得的粗集料与步骤S2制得的废砖粉混合，煅烧，得到混合料；
S4.细粉的活化：将步骤S1制得的细粉分散于水中，微波加热，加入氢氧化钙和硅酸钠，搅拌反应，得到活化细粉；
S5.碳酸化：将步骤S3制得的混合料置于高浓度二氧化碳中，调节混合料的含水量，加热碳酸化，得到碳酸化混合料；
S6.聚多巴胺改性：将步骤S5制得的碳酸化混合料分散于水中，加入多巴胺盐酸盐和催化剂，加热搅拌反应，得到聚多巴胺改性混合料；
S7.纳米偏高岭土强化：将步骤S6制得的聚多巴胺改性混合料与纳米偏高岭土混合，球磨反应，得到强化混合料；
S8.再生硅酸盐材料的制备：将步骤S7制得的强化混合料、水、氢氧化钠、氢氧化钙、正硅酸乙酯混合搅拌反应形成凝胶，干燥，粉碎，制得再生硅酸盐材料；
S9.化学外加剂的制备：将粘接剂、助磨剂、缓凝剂、早强剂、减水剂混合均匀，得到化学外加剂；
S10.废弃混凝土再生制备混凝土的制备：将步骤S8制得的再生硅酸盐材料、步骤S4制得的活化细粉、步骤S9制得的化学外加剂、粉煤灰、矿渣粉、水泥、水混合均匀，得到废弃混凝土再生制备混凝土。
作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述球磨的时间为1-2h，所述含有钙离子的碱性溶液中钙离子浓度为3-5wt%，碱性溶液的pH值为8-9，所述废弃混凝土和含有钙离子的碱性溶液的固液比为1:5-7g/mL，所述微波加热搅拌处理的微波功率为500-700W，加热至温度为50-60℃，处理时间为2-3h，所述过筛的筛网目数为80-100目；步骤S2中所述球磨粉碎的时间为30-50min；步骤S3中所述粗集料和废砖粉的质量比为10:3-5，所述煅烧温度为800-900℃，时间为2-3h。
作为本发明的进一步改进，步骤S4中所述微波加热中微波功率为1000-1200W，加热至60-70℃，所述细粉、氢氧化钙和硅酸钠的质量比为100:5-12:7-10，所述搅拌反应的时间为1-3h；步骤S5中所述高浓度二氧化碳中CO2浓度为99-100%，%为体积百分比，调节混合料的含水量为5-12%，碳酸化的温度为35-45℃，相对湿度为40-60%，碳酸化时间为3-5h。
作为本发明的进一步改进，步骤S6中所述碳酸化混合料、多巴胺盐酸盐和催化剂的质量比为10:12-17:0.5-1；所述催化剂为含有3-5%氯化钴的pH为5-6的Tris-HCl溶液，所述加热搅拌反应的温度为40-60℃，时间为2-4h；步骤S7中所述聚多巴胺改性混合料和纳米偏高岭土的质量比为100:17-20，所述球磨反应时间为3-5h。
作为本发明的进一步改进，步骤S8中所述强化混合料、水、氢氧化钠、氢氧化钙、正硅酸乙酯的质量比为50:60-70:5-7:3-5:5-10，所述搅拌反应的时间为1-2h；步骤S9中所述粘接剂、助磨剂、缓凝剂、早强剂、减水剂的质量比为3-5:0.5-1:1-2:0.5-1:1-2；步骤S10中所述再生硅酸盐材料、活化细粉、化学外加剂、粉煤灰、矿渣粉、水泥、水的质量比为90-110:50-60:20-30:5-7:10-15:30-40:10-20。
作为本发明的进一步改进，所述粘接剂选自环氧树脂胶粘剂、不饱和聚酯树脂胶粘剂、丙烯酸树脂胶粘剂、聚氨酯胶粘剂中的至少一种；所述助磨剂选自氧化铝、三乙醇胺、三异丙醇胺、乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇1000、聚乙二醇800、聚乙二醇600、醋酸钠、十二烷基苯、硫酸铝、氯化钙、硫酸钠中的至少一种；所述缓凝剂选自焦磷酸钠、硼砂、氟硅酸钠、柠檬酸及其盐、葡萄糖酸及其盐、水杨酸及其盐、丙三醇、丙二醇、葡萄糖、蔗糖、糖蜜中的至少一种；所述早强剂选自氯化钙、硫酸钠、三乙醇胺、三异丙醇胺、甲醇、乙醇中的至少一种；所述减水剂选自木质素磺酸钠盐减水剂、萘系减水剂、脂肪族减水剂、氨基高减水剂、聚羧酸减水剂中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述水泥为高贝利特硫铝酸盐水泥或硅酸盐水泥；所述矿渣粉的粒径在0.1-3mm之间的占比超过90%。
作为本发明的进一步改进，具体包括以下步骤：
S1.预处理：将废弃混凝土经过破碎，去除钢筋、木材，然后进行粉碎，在行星球磨机中球磨1-2h，加入含有3-5wt%的钙离子的pH值为8-9的溶液中，所述废弃混凝土和含有钙离子的碱性溶液的固液比为1:5-7g/mL，500-700W微波加热至50-60℃，搅拌处理2-3h，过滤，洗涤，干燥，过80-100目筛，得到细粉，筛余料为粗集料；
S2.废砖的处理：将废砖压碎，干燥，在行星球磨机中球磨粉碎30-50min，得到废砖粉；
S3.煅烧：将10重量份步骤S1制得的粗集料与3-5重量份步骤S2制得的废砖粉混合，800-900℃煅烧2-3h，冷却至室温，得到混合料；
S4.细粉的活化：将100重量份步骤S1制得的细粉分散于200重量份水中，1000-1200W微波加热至60-70℃，加入5-12重量份氢氧化钙和7-10重量份硅酸钠，搅拌反应1-3h，过滤，洗涤，干燥，得到活化细粉；
S5.碳酸化：将步骤S3制得的混合料置于99-100%的二氧化碳中，调节混合料的含水量为5-12%，加热碳酸化，碳酸化的温度为35-45℃，相对湿度为40-60%，碳酸化时间为3-5h，得到碳酸化混合料；
S6.聚多巴胺改性：将10重量份步骤S5制得的碳酸化混合料分散于100重量份水中，加入12-17重量份多巴胺盐酸盐和0.5-1重量份催化剂，加热至40-60℃，搅拌反应2-4h，得到聚多巴胺改性混合料；
所述催化剂为含有3-5%氯化钴的pH为5-6的Tris-HCl溶液；
S7.纳米偏高岭土强化：将100重量份步骤S6制得的聚多巴胺改性混合料与17-20重量份纳米偏高岭土混合，在行星球磨机中球磨反应3-5h，得到强化混合料；
S8.再生硅酸盐材料的制备：将50重量份步骤S7制得的强化混合料、60-70重量份水、5-7重量份氢氧化钠、3-5重量份氢氧化钙、5-10重量份正硅酸乙酯混合搅拌反应1-2h，形成凝胶，干燥，粉碎，制得再生硅酸盐材料；
S9.化学外加剂的制备：将3-5重量份粘接剂、0.5-1重量份助磨剂、1-2重量份缓凝剂、0.5-1重量份早强剂、1-2重量份减水剂混合均匀，得到化学外加剂；
S10.废弃混凝土再生制备混凝土的制备：将90-110重量份步骤S8制得的再生硅酸盐材料、50-60重量份步骤S4制得的活化细粉、20-30重量份步骤S9制得的化学外加剂、5-7重量份粉煤灰、10-15重量份矿渣粉、30-40重量份水泥、10-20重量份水混合均匀，得到废弃混凝土再生制备混凝土。
本发明进一步保护一种上述制备方法制得的废弃混凝土再生制备混凝土。
本发明具有如下有益效果：
本发明废弃混凝土经过破碎，去除杂质包括钢筋、木材，研磨后加入含有钙离子的碱性溶液中，微波加热搅拌处理，经研磨处理后暴露出更多反应界面，仍然具有一定水化活性或火山灰效应，可用作再生水泥、混凝土掺合。其中，包括Ca(OH)2、C-S-H和钙、镁、硅等组分可以继续与CO2进行反应，生成稳定的碳酸盐，在含有钙离子的碱性环境下，硅酸盐或铝硅酸盐玻璃体网络中的Si-O、Al-O键断开，内部结构重组，更易发生缩聚反应生成胶凝性物质，同时，引入大量的Ca2+，促进硅酸盐等胶凝性物质的生成，从而改善了再生混凝的强度。
将废砖粉和预处理后得到的粗集料混合煅烧，其中，废砖粉由废弃墙体材料中的粘土质烧结砖制备而成，从而使得废弃墙体材料也可以回收再利用，变废为宝，混合煅烧步骤可以使废弃混凝土中的石灰岩骨料、硬化水泥浆体热分解为CaO，为硅酸盐材料的制备提供钙质资源，能够充分利用建筑垃圾。
将混合料置于高浓度二氧化碳中进行碳酸化，经碳酸化再生后的骨料吸水率下降，表观密度上升，自身强度与界面过渡区的强度均有改善。由于混凝土自身水化是个长周期且缓慢的过程，其内部往往仍然有一定量未水化的熟料组分。因此，混凝土内部主要水化活性组分为硅酸三钙C3S和硅酸二钙C2S熟料，其水化产物为Ca(OH)2和C-S-H凝胶。将含水量合适的本发明制得的混合料暴露在具有高浓度的CO2气氛中时，CO2会与废弃混凝土骨料中尚未水化的硅-钙组分发生反应，包括以下反应：
Ca(OH)2 + CO2→CaCO3 + H2O
C-S-H + CO2→CaCO3 + SiO2·nH2O
3CaO·SiO2 + 3CO2 +nH2O→SiO2·nH2O +3CaCO3
通过碳酸化过程消耗活性组分并生成碳酸钙颗粒，生成物体积增加，并填充再生混凝土内部的孔隙从而提升材料的密实度，增强表面的硬度，完成旧砂浆表面的填充并增强颗粒/块体力学性能的效果。
进一步将制得的碳酸化混合料表面经过聚多巴胺改性，一方面表面聚合物改性能够改善界面胶结的属性、增强界面过渡区的力学性能，另一方面，聚多巴胺丰富的羟基、氨基和羧基等，能够促进碳酸化混合料孔隙部分与纳米偏高岭土的粘接，通过氢键结合能够稳定的将纳米偏高岭土固定在碳酸化混合料的孔隙及裂缝内。
一般废弃混凝土中存在3-4nm的孔隙，通过在聚多巴胺改性混合料中加入纳米偏高岭土，降低了总孔隙体积，内部孔隙的细化提高了再生混凝土的结构密实度，掺入纳米偏高岭土从而可以再生混凝土的强度，同时，还可以填充再生骨料本身的微孔和微裂纹，改善新旧砂浆的接触面，通过填充新砂浆内部的微孔，使再生混凝土的抗压强度超过普通混凝土。
将强化混合料在碱性环境下，加入氢氧化钙、正硅酸乙酯，能够促进混合料的钙化，并催化正硅酸乙酯的溶胶凝胶反应，促进凝胶的生成，经过干燥，粉碎后，得到从而能够得到再生硅酸盐凝胶材料，界面过渡区、孔隙结构等微观结构更加致密，从而具有较高的抗压强度、弹性模量和较低的徐变。
另一方面，将步骤S1制得的细粉经过氢氧化钙和硅酸钠活化激活，细粉能够在Ca2+的作用下，促进水解产生的SO4 2-与Al2O3发生反应形成钙矾石。在水存在条件下，活性SiO2、Al2O3与Ca(OH)2反应如下：
mCa(OH)2 + SiO2 +nH2O→mCaO·SiO2×nH2O
mCa(OH)2 + Al2O3 +nH2O→mCaO·Al2O3×nH2O
同时，Na2SiO3·9H2O 的水解可以提供碱性环境，发挥碱激发的效果，促进缩聚反应进行，同时SiO3 2-又能够促进C-S-H等胶凝性物质的生成，从而得到胶凝性物质，提高再生混凝土的抗压强度、抗折强度和耐久性。
将再生硅酸盐材料、活化细粉、化学外加剂、粉煤灰、矿渣粉、水泥、水混合得到的废弃混凝土再生制备混凝土，新旧混凝土混合，界面相容性高，制得的再生混凝土的力学性能（抗压强度、抗折强度等）明显增强，由于普通混凝土，同时，具有较好的耐久性，收缩率低，吸水率小，同时，该再生混凝土以废弃混凝土、废弃墙体材料如废砖为原料，变废为宝，能够将大量的建筑废料进行回收利用，具有显著的社会经济效益，有广阔的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中制得的混凝土的SEM图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
FDN-C聚羧酸减水剂购于山东光有生物科技有限公司。42.5硅酸盐水泥购于山铝水泥有限公司。粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，粉煤灰的平均粒度为0.045mm。2158环氧树脂胶粘剂购于3M公司。萘系粉剂减水剂购于沧州晨尧环保科技有限公司。NQ574水性丙烯酸树脂胶粘剂购于上海涂悦新材料科技有限公司。
废弃混凝土为强度等级为C40的废弃混凝土，化学组成如下表1：
表1
废砖为长沙某建材市场采购的粘土砖。
普通混凝土的制备方法：
化学外加剂的制备：将4重量份2158环氧树脂胶粘剂、0.7重量份三乙醇胺、1.5重量份柠檬酸钠、0.7重量份硫酸钠、1.5重量份FDN-C聚羧酸减水剂，500r/min混合20min，得到化学外加剂。
将25重量份化学外加剂、36重量份粉煤灰、27重量份矿渣粉、135重量份42.5硅酸盐水泥、15重量份水，500r/min混合30min，得到普通混凝土。
实施例1
本实施例提供一种废弃混凝土再生制备混凝土，制备方法具体包括以下步骤：
S1.预处理：将废弃混凝土经过破碎，去除钢筋、木材，然后进行粉碎，在行星球磨机中球磨1h，加入含有3wt%的钙离子的pH值为8的溶液中，所述废弃混凝土和含有钙离子的碱性溶液的固液比为1:5g/mL，500W微波加热至50℃，搅拌处理2h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，过80目筛，得到细粉，筛余料为粗集料；
S2.废砖的处理：将废砖压碎，110℃干燥2h，在行星球磨机中球磨粉碎30min，得到废砖粉；
S3.煅烧：将10重量份步骤S1制得的粗集料与3重量份步骤S2制得的废砖粉混合，800℃煅烧2h，冷却至室温，得到混合料；
S4.细粉的活化：将100重量份步骤S1制得的细粉分散于200重量份水中，1000W微波加热至60℃，加入5重量份氢氧化钙和7重量份硅酸钠，搅拌反应1h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，得到活化细粉；
S5.碳酸化：将步骤S3制得的混合料置于99%（%为体积百分比）的二氧化碳中，调节混合料的含水量为5%，加热碳酸化，碳酸化的温度为35℃，相对湿度为40%，碳酸化时间为3h，得到碳酸化混合料；
S6.聚多巴胺改性：将10重量份步骤S5制得的碳酸化混合料分散于100重量份水中，加入12重量份多巴胺盐酸盐和0.5重量份催化剂，加热至40℃，搅拌反应2h，得到聚多巴胺改性混合料；
所述催化剂为含有3%氯化钴的pH为5的Tris-HCl溶液；
S7.纳米偏高岭土强化：将100重量份步骤S6制得的聚多巴胺改性混合料与17重量份纳米偏高岭土混合，在行星球磨机中球磨反应3h，得到强化混合料；
S8.再生硅酸盐材料的制备：将50重量份步骤S7制得的强化混合料、60重量份水、5重量份氢氧化钠、3重量份氢氧化钙、5重量份正硅酸乙酯混合搅拌反应1h，形成凝胶，110℃干燥2h，粉碎，制得再生硅酸盐材料；
S9.化学外加剂的制备：将3重量份2158环氧树脂胶粘剂、0.5重量份氧化铝、1重量份焦磷酸钠、0.5重量份氯化钙、1重量份FDN-C聚羧酸减水剂，500r/min混合20min，得到化学外加剂；
S10.废弃混凝土再生制备混凝土的制备：将90重量份步骤S8制得的再生硅酸盐材料、50重量份步骤S4制得的活化细粉、20重量份步骤S9制得的化学外加剂、5重量份粉煤灰、10重量份矿渣粉、30重量份42.5硅酸盐水泥、10重量份水，500r/min混合30min，得到废弃混凝土再生制备混凝土。图1为本发明实施例1中制得的混凝土的SEM图。由图可知，再生硅酸盐材料-水泥石界面发育良好，再生硅酸盐材料表面比较粗糙，与水泥石之间的粘结更为牢靠。
实施例2
本实施例提供一种废弃混凝土再生制备混凝土，制备方法具体包括以下步骤：
S1.预处理：将废弃混凝土经过破碎，去除钢筋、木材，然后进行粉碎，在行星球磨机中球磨2h，加入含有5wt%的钙离子的pH值为9的溶液中，所述废弃混凝土和含有钙离子的碱性溶液的固液比为1:7g/mL，700W微波加热至60℃，搅拌处理3h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，过100目筛，得到细粉，筛余料为粗集料；
S2.废砖的处理：将废砖压碎，110℃干燥2h，在行星球磨机中球磨粉碎50min，得到废砖粉；
S3.煅烧：将10重量份步骤S1制得的粗集料与3-5重量份步骤S2制得的废砖粉混合，900℃煅烧3h，冷却至室温，得到混合料；
S4.细粉的活化：将100重量份步骤S1制得的细粉分散于200重量份水中，1200W微波加热至70℃，加入12重量份氢氧化钙和10重量份硅酸钠，搅拌反应1-3h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，得到活化细粉；
S5.碳酸化：将步骤S3制得的混合料置于100%（%为体积百分比）的二氧化碳中，调节混合料的含水量为12%，加热碳酸化，碳酸化的温度为45℃，相对湿度为60%，碳酸化时间为5h，得到碳酸化混合料；
S6.聚多巴胺改性：将10重量份步骤S5制得的碳酸化混合料分散于100重量份水中，加入17重量份多巴胺盐酸盐和1重量份催化剂，加热至60℃，搅拌反应4h，得到聚多巴胺改性混合料；
所述催化剂为含有5%氯化钴的pH为6的Tris-HCl溶液；
S7.纳米偏高岭土强化：将100重量份步骤S6制得的聚多巴胺改性混合料与20重量份纳米偏高岭土混合，在行星球磨机中球磨反应5h，得到强化混合料；
S8.再生硅酸盐材料的制备：将50重量份步骤S7制得的强化混合料、70重量份水、7重量份氢氧化钠、5重量份氢氧化钙、10重量份正硅酸乙酯混合搅拌反应2h，形成凝胶，110℃干燥2h，粉碎，制得再生硅酸盐材料；
S9.化学外加剂的制备：将5重量份NQ574水性丙烯酸树脂胶粘剂、1重量份硫酸铝、2重量份葡萄糖酸钠、1重量份三异丙醇胺、2重量份萘系粉剂减水剂，500r/min混合20min，得到化学外加剂；
S10.废弃混凝土再生制备混凝土的制备：将110重量份步骤S8制得的再生硅酸盐材料、60重量份步骤S4制得的活化细粉、30重量份步骤S9制得的化学外加剂、7重量份粉煤灰、15重量份矿渣粉、40重量份42.5硅酸盐水泥、20重量份水，500r/min混合30min，得到废弃混凝土再生制备混凝土。
实施例3
本实施例提供一种废弃混凝土再生制备混凝土，制备方法具体包括以下步骤：
S1.预处理：将废弃混凝土经过破碎，去除钢筋、木材，然后进行粉碎，在行星球磨机中球磨1.5h，加入含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液中，所述废弃混凝土和含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液的固液比为1:6g/mL，600W微波加热至55℃，搅拌处理2.5h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，过90目筛，得到细粉，筛余料为粗集料；
S2.废砖的处理：将废砖压碎，110℃干燥2h，在行星球磨机中球磨粉碎40min，得到废砖粉；
S3.煅烧：将10重量份步骤S1制得的粗集料与4重量份步骤S2制得的废砖粉混合，850℃煅烧2.5h，冷却至室温，得到混合料；
S4.细粉的活化：将100重量份步骤S1制得的细粉分散于200重量份水中，1100W微波加热至65℃，加入10重量份氢氧化钙和8.5重量份硅酸钠，搅拌反应2h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，得到活化细粉；
S5.碳酸化：将步骤S3制得的混合料置于99.5%（%为体积百分比）的二氧化碳中，调节混合料的含水量为7%，加热碳酸化，碳酸化的温度为40℃，相对湿度为50%，碳酸化时间为4h，得到碳酸化混合料；
S6.聚多巴胺改性：将10重量份步骤S5制得的碳酸化混合料分散于100重量份水中，加入15重量份多巴胺盐酸盐和0.7重量份催化剂，加热至50℃，搅拌反应3h，得到聚多巴胺改性混合料；
所述催化剂为含有4%氯化钴的pH为5.5的Tris-HCl溶液；
S7.纳米偏高岭土强化：将100重量份步骤S6制得的聚多巴胺改性混合料与17-20重量份纳米偏高岭土混合，在行星球磨机中球磨反应4h，得到强化混合料；
S8.再生硅酸盐材料的制备：将50重量份步骤S7制得的强化混合料、65重量份水、6重量份氢氧化钠、4重量份氢氧化钙、7重量份正硅酸乙酯混合搅拌反应1.5h，形成凝胶，110℃干燥2h，粉碎，制得再生硅酸盐材料；
S9.化学外加剂的制备：将4重量份2158环氧树脂胶粘剂、0.7重量份三乙醇胺、1.5重量份柠檬酸钠、0.7重量份硫酸钠、1.5重量份FDN-C聚羧酸减水剂，500r/min混合20min，得到化学外加剂；
S10.废弃混凝土再生制备混凝土的制备：将100重量份步骤S8制得的再生硅酸盐材料、55重量份步骤S4制得的活化细粉、25重量份步骤S9制得的化学外加剂、6重量份粉煤灰、12重量份矿渣粉、35重量份42.5硅酸盐水泥、15重量份水，500r/min混合30min，得到废弃混凝土再生制备混凝土。
对比例1
与实施例3相比，不同之处在于步骤S1中含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液替换为等量的水。
具体如下：
S1.预处理：将废弃混凝土经过破碎，去除钢筋、木材，然后进行粉碎，在行星球磨机中球磨1.5h，加入水中，所述废弃混凝土和水的固液比为1:6g/mL，600W微波加热至55℃，搅拌处理2.5h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，过90目筛，得到细粉，筛余料为粗集料。
对比例2
与实施例3相比，不同之处在于步骤S3中未添加废砖粉。
具体如下：
S1.预处理：将废弃混凝土经过破碎，去除钢筋、木材，然后进行粉碎，在行星球磨机中球磨1.5h，加入含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液中，所述废弃混凝土和含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液的固液比为1:6g/mL，600W微波加热至55℃，搅拌处理2.5h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，过90目筛，得到细粉，筛余料为粗集料；
S2.煅烧：将步骤S1制得的粗集料850℃煅烧2.5h，冷却至室温，得到煅烧料；
S3.细粉的活化：将100重量份步骤S1制得的细粉分散于200重量份水中，1100W微波加热至65℃，加入10重量份氢氧化钙和8.5重量份硅酸钠，搅拌反应2h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，得到活化细粉；
S4.碳酸化：将步骤S2制得的煅烧料置于99.5%（%为体积百分比）的二氧化碳中，调节混合料的含水量为7%，加热碳酸化，碳酸化的温度为40℃，相对湿度为50%，碳酸化时间为4h，得到碳酸化混合料；
S5.聚多巴胺改性：将10重量份步骤S4制得的碳酸化混合料分散于100重量份水中，加入15重量份多巴胺盐酸盐和0.7重量份催化剂，加热至50℃，搅拌反应3h，得到聚多巴胺改性混合料；
所述催化剂为含有4%氯化钴的pH为5.5的Tris-HCl溶液；
S6.纳米偏高岭土强化：将100重量份步骤S5制得的聚多巴胺改性混合料与17-20重量份纳米偏高岭土混合，在行星球磨机中球磨反应4h，得到强化混合料；
S7.再生硅酸盐材料的制备：将50重量份步骤S6制得的强化混合料、65重量份水、6重量份氢氧化钠、4重量份氢氧化钙、7重量份正硅酸乙酯混合搅拌反应1.5h，形成凝胶，110℃干燥2h，粉碎，制得再生硅酸盐材料；
S8.化学外加剂的制备：将4重量份2158环氧树脂胶粘剂、0.7重量份三乙醇胺、1.5重量份柠檬酸钠、0.7重量份硫酸钠、1.5重量份FDN-C聚羧酸减水剂，500r/min混合20min，得到化学外加剂；
S9.废弃混凝土再生制备混凝土的制备：将100重量份步骤S7制得的再生硅酸盐材料、55重量份步骤S3制得的活化细粉、25重量份步骤S8制得的化学外加剂、6重量份粉煤灰、12重量份矿渣粉、35重量份42.5硅酸盐水泥、15重量份水，500r/min混合30min，得到废弃混凝土再生制备混凝土。
对比例3
与实施例3相比，不同之处在于步骤S3为简单混合，未进行煅烧。
具体如下：
S3.混合：将10重量份步骤S1制得的粗集料与4重量份步骤S2制得的废砖粉混合，得到混合料。
对比例4
与实施例3相比，不同之处在于步骤S4中未添加氢氧化钙。
具体如下：
S4.细粉的活化：将100重量份步骤S1制得的细粉分散于200重量份水中，1100W微波加热至65℃，加入18.5重量份硅酸钠，搅拌反应2h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，得到活化细粉。
对比例5
与实施例3相比，不同之处在于步骤S4中未添加硅酸钠。
具体如下：
S4.细粉的活化：将100重量份步骤S1制得的细粉分散于200重量份水中，1100W微波加热至65℃，加入18.5重量份氢氧化钙，搅拌反应2h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，得到活化细粉。
对比例6
与实施例3相比，不同之处在于未进行步骤S4。
具体如下：
S1.预处理：将废弃混凝土经过破碎，去除钢筋、木材，然后进行粉碎，在行星球磨机中球磨1.5h，加入含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液中，所述废弃混凝土和含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液的固液比为1:6g/mL，600W微波加热至55℃，搅拌处理2.5h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，过90目筛，筛余料为粗集料；
S2.废砖的处理：将废砖压碎，110℃干燥2h，在行星球磨机中球磨粉碎40min，得到废砖粉；
S3.煅烧：将10重量份步骤S1制得的粗集料与4重量份步骤S2制得的废砖粉混合，850℃煅烧2.5h，冷却至室温，得到混合料；
S4.碳酸化：将步骤S3制得的混合料置于99.5%（%为体积百分比）的二氧化碳中，调节混合料的含水量为7%，加热碳酸化，碳酸化的温度为40℃，相对湿度为50%，碳酸化时间为4h，得到碳酸化混合料；
S5.聚多巴胺改性：将10重量份步骤S4制得的碳酸化混合料分散于100重量份水中，加入15重量份多巴胺盐酸盐和0.7重量份催化剂，加热至50℃，搅拌反应3h，得到聚多巴胺改性混合料；
所述催化剂为含有4%氯化钴的pH为5.5的Tris-HCl溶液；
S6.纳米偏高岭土强化：将100重量份步骤S5制得的聚多巴胺改性混合料与17-20重量份纳米偏高岭土混合，在行星球磨机中球磨反应4h，得到强化混合料；
S7.再生硅酸盐材料的制备：将50重量份步骤S6制得的强化混合料、65重量份水、6重量份氢氧化钠、4重量份氢氧化钙、7重量份正硅酸乙酯混合搅拌反应1.5h，形成凝胶，110℃干燥2h，粉碎，制得再生硅酸盐材料；
S8.化学外加剂的制备：将4重量份2158环氧树脂胶粘剂、0.7重量份三乙醇胺、1.5重量份柠檬酸钠、0.7重量份硫酸钠、1.5重量份FDN-C聚羧酸减水剂，500r/min混合20min，得到化学外加剂；
S9.废弃混凝土再生制备混凝土的制备：将155重量份步骤S7制得的再生硅酸盐材料、25重量份步骤S9制得的化学外加剂、6重量份粉煤灰、12重量份矿渣粉、35重量份42.5硅酸盐水泥、15重量份水，500r/min混合30min，得到废弃混凝土再生制备混凝土。
对比例7
与实施例3相比，不同之处在于未进行步骤S5。
具体如下：
S1.预处理：将废弃混凝土经过破碎，去除钢筋、木材，然后进行粉碎，在行星球磨机中球磨1.5h，加入含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液中，所述废弃混凝土和含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液的固液比为1:6g/mL，600W微波加热至55℃，搅拌处理2.5h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，过90目筛，得到细粉，筛余料为粗集料；
S2.废砖的处理：将废砖压碎，110℃干燥2h，在行星球磨机中球磨粉碎40min，得到废砖粉；
S3.煅烧：将10重量份步骤S1制得的粗集料与4重量份步骤S2制得的废砖粉混合，850℃煅烧2.5h，冷却至室温，得到混合料；
S4.细粉的活化：将100重量份步骤S1制得的细粉分散于200重量份水中，1100W微波加热至65℃，加入10重量份氢氧化钙和8.5重量份硅酸钠，搅拌反应2h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，得到活化细粉；
S5.聚多巴胺改性：将10重量份步骤S3制得的混合料分散于100重量份水中，加入15重量份多巴胺盐酸盐和0.7重量份催化剂，加热至50℃，搅拌反应3h，得到聚多巴胺改性混合料；
所述催化剂为含有4%氯化钴的pH为5.5的Tris-HCl溶液；
S6.纳米偏高岭土强化：将100重量份步骤S5制得的聚多巴胺改性混合料与17-20重量份纳米偏高岭土混合，在行星球磨机中球磨反应4h，得到强化混合料；
S7.再生硅酸盐材料的制备：将50重量份步骤S6制得的强化混合料、65重量份水、6重量份氢氧化钠、4重量份氢氧化钙、7重量份正硅酸乙酯混合搅拌反应1.5h，形成凝胶，110℃干燥2h，粉碎，制得再生硅酸盐材料；
S8.化学外加剂的制备：将4重量份2158环氧树脂胶粘剂、0.7重量份三乙醇胺、1.5重量份柠檬酸钠、0.7重量份硫酸钠、1.5重量份FDN-C聚羧酸减水剂，500r/min混合20min，得到化学外加剂；
S9.废弃混凝土再生制备混凝土的制备：将100重量份步骤S7制得的再生硅酸盐材料、55重量份步骤S4制得的活化细粉、25重量份步骤S8制得的化学外加剂、6重量份粉煤灰、12重量份矿渣粉、35重量份42.5硅酸盐水泥、15重量份水，500r/min混合30min，得到废弃混凝土再生制备混凝土
对比例8
与实施例3相比，不同之处在于未进行步骤S6。
具体如下：
S1.预处理：将废弃混凝土经过破碎，去除钢筋、木材，然后进行粉碎，在行星球磨机中球磨1.5h，加入含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液中，所述废弃混凝土和含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液的固液比为1:6g/mL，600W微波加热至55℃，搅拌处理2.5h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，过90目筛，得到细粉，筛余料为粗集料；
S2.废砖的处理：将废砖压碎，110℃干燥2h，在行星球磨机中球磨粉碎40min，得到废砖粉；
S3.煅烧：将10重量份步骤S1制得的粗集料与4重量份步骤S2制得的废砖粉混合，850℃煅烧2.5h，冷却至室温，得到混合料；
S4.细粉的活化：将100重量份步骤S1制得的细粉分散于200重量份水中，1100W微波加热至65℃，加入10重量份氢氧化钙和8.5重量份硅酸钠，搅拌反应2h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，得到活化细粉；
S5.碳酸化：将步骤S3制得的混合料置于99.5%（%为体积百分比）的二氧化碳中，调节混合料的含水量为7%，加热碳酸化，碳酸化的温度为40℃，相对湿度为50%，碳酸化时间为4h，得到碳酸化混合料；
S6.纳米偏高岭土强化：将100重量份步骤S5制得的碳酸化混合料与17-20重量份纳米偏高岭土混合，在行星球磨机中球磨反应4h，得到强化混合料；
S7.再生硅酸盐材料的制备：将50重量份步骤S6制得的强化混合料、65重量份水、6重量份氢氧化钠、4重量份氢氧化钙、7重量份正硅酸乙酯混合搅拌反应1.5h，形成凝胶，110℃干燥2h，粉碎，制得再生硅酸盐材料；
S8.化学外加剂的制备：将4重量份2158环氧树脂胶粘剂、0.7重量份三乙醇胺、1.5重量份柠檬酸钠、0.7重量份硫酸钠、1.5重量份FDN-C聚羧酸减水剂，500r/min混合20min，得到化学外加剂；
S9.废弃混凝土再生制备混凝土的制备：将100重量份步骤S7制得的再生硅酸盐材料、55重量份步骤S4制得的活化细粉、25重量份步骤S8制得的化学外加剂、6重量份粉煤灰、12重量份矿渣粉、35重量份42.5硅酸盐水泥、15重量份水，500r/min混合30min，得到废弃混凝土再生制备混凝土。
对比例9
与实施例3相比，不同之处在于未进行步骤S7。
具体如下：
S1.预处理：将废弃混凝土经过破碎，去除钢筋、木材，然后进行粉碎，在行星球磨机中球磨1.5h，加入含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液中，所述废弃混凝土和含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液的固液比为1:6g/mL，600W微波加热至55℃，搅拌处理2.5h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，过90目筛，得到细粉，筛余料为粗集料；
S2.废砖的处理：将废砖压碎，110℃干燥2h，在行星球磨机中球磨粉碎40min，得到废砖粉；
S3.煅烧：将10重量份步骤S1制得的粗集料与4重量份步骤S2制得的废砖粉混合，850℃煅烧2.5h，冷却至室温，得到混合料；
S4.细粉的活化：将100重量份步骤S1制得的细粉分散于200重量份水中，1100W微波加热至65℃，加入10重量份氢氧化钙和8.5重量份硅酸钠，搅拌反应2h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，得到活化细粉；
S5.碳酸化：将步骤S3制得的混合料置于99.5%（%为体积百分比）的二氧化碳中，调节混合料的含水量为7%，加热碳酸化，碳酸化的温度为40℃，相对湿度为50%，碳酸化时间为4h，得到碳酸化混合料；
S6.聚多巴胺改性：将10重量份步骤S5制得的碳酸化混合料分散于100重量份水中，加入15重量份多巴胺盐酸盐和0.7重量份催化剂，加热至50℃，搅拌反应3h，得到聚多巴胺改性混合料；
所述催化剂为含有4%氯化钴的pH为5.5的Tris-HCl溶液；
S7.再生硅酸盐材料的制备：将50重量份步骤S6制得的聚多巴胺改性混合料、65重量份水、6重量份氢氧化钠、4重量份氢氧化钙、7重量份正硅酸乙酯混合搅拌反应1.5h，形成凝胶，110℃干燥2h，粉碎，制得再生硅酸盐材料；
S8.化学外加剂的制备：将4重量份2158环氧树脂胶粘剂、0.7重量份三乙醇胺、1.5重量份柠檬酸钠、0.7重量份硫酸钠、1.5重量份FDN-C聚羧酸减水剂，500r/min混合20min，得到化学外加剂；
S9.废弃混凝土再生制备混凝土的制备：将100重量份步骤S7制得的再生硅酸盐材料、55重量份步骤S4制得的活化细粉、25重量份步骤S8制得的化学外加剂、6重量份粉煤灰、12重量份矿渣粉、35重量份42.5硅酸盐水泥、15重量份水，500r/min混合30min，得到废弃混凝土再生制备混凝土。
对比例10
与实施例3相比，不同之处在于未进行步骤S8。
具体如下：
S1.预处理：将废弃混凝土经过破碎，去除钢筋、木材，然后进行粉碎，在行星球磨机中球磨1.5h，加入含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液中，所述废弃混凝土和含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液的固液比为1:6g/mL，600W微波加热至55℃，搅拌处理2.5h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，过90目筛，得到细粉，筛余料为粗集料；
S2.废砖的处理：将废砖压碎，110℃干燥2h，在行星球磨机中球磨粉碎40min，得到废砖粉；
S3.煅烧：将10重量份步骤S1制得的粗集料与4重量份步骤S2制得的废砖粉混合，850℃煅烧2.5h，冷却至室温，得到混合料；
S4.细粉的活化：将100重量份步骤S1制得的细粉分散于200重量份水中，1100W微波加热至65℃，加入10重量份氢氧化钙和8.5重量份硅酸钠，搅拌反应2h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，得到活化细粉；
S5.碳酸化：将步骤S3制得的混合料置于99.5%（%为体积百分比）的二氧化碳中，调节混合料的含水量为7%，加热碳酸化，碳酸化的温度为40℃，相对湿度为50%，碳酸化时间为4h，得到碳酸化混合料；
S6.聚多巴胺改性：将10重量份步骤S5制得的碳酸化混合料分散于100重量份水中，加入15重量份多巴胺盐酸盐和0.7重量份催化剂，加热至50℃，搅拌反应3h，得到聚多巴胺改性混合料；
所述催化剂为含有4%氯化钴的pH为5.5的Tris-HCl溶液；
S7.纳米偏高岭土强化：将100重量份步骤S6制得的聚多巴胺改性混合料与17-20重量份纳米偏高岭土混合，在行星球磨机中球磨反应4h，得到强化混合料；
S8.化学外加剂的制备：将4重量份2158环氧树脂胶粘剂、0.7重量份三乙醇胺、1.5重量份柠檬酸钠、0.7重量份硫酸钠、1.5重量份FDN-C聚羧酸减水剂，500r/min混合20min，得到化学外加剂；
S9.废弃混凝土再生制备混凝土的制备：将100重量份步骤S7制得的强化混合料、55重量份步骤S4制得的活化细粉、25重量份步骤S9制得的化学外加剂、6重量份粉煤灰、12重量份矿渣粉、35重量份42.5硅酸盐水泥、15重量份水，500r/min混合30min，得到废弃混凝土再生制备混凝土。
对比例11
与实施例3相比，不同之处在于步骤S10中未添加化学外加剂。
具体如下：
S1.预处理：将废弃混凝土经过破碎，去除钢筋、木材，然后进行粉碎，在行星球磨机中球磨1.5h，加入含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液中，所述废弃混凝土和含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液的固液比为1:6g/mL，600W微波加热至55℃，搅拌处理2.5h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，过90目筛，得到细粉，筛余料为粗集料；
S2.废砖的处理：将废砖压碎，110℃干燥2h，在行星球磨机中球磨粉碎40min，得到废砖粉；
S3.煅烧：将10重量份步骤S1制得的粗集料与4重量份步骤S2制得的废砖粉混合，850℃煅烧2.5h，冷却至室温，得到混合料；
S4.细粉的活化：将100重量份步骤S1制得的细粉分散于200重量份水中，1100W微波加热至65℃，加入10重量份氢氧化钙和8.5重量份硅酸钠，搅拌反应2h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，得到活化细粉；
S5.碳酸化：将步骤S3制得的混合料置于99.5%（%为体积百分比）的二氧化碳中，调节混合料的含水量为7%，加热碳酸化，碳酸化的温度为40℃，相对湿度为50%，碳酸化时间为4h，得到碳酸化混合料；
S6.聚多巴胺改性：将10重量份步骤S5制得的碳酸化混合料分散于100重量份水中，加入15重量份多巴胺盐酸盐和0.7重量份催化剂，加热至50℃，搅拌反应3h，得到聚多巴胺改性混合料；
所述催化剂为含有4%氯化钴的pH为5.5的Tris-HCl溶液；
S7.纳米偏高岭土强化：将100重量份步骤S6制得的聚多巴胺改性混合料与17-20重量份纳米偏高岭土混合，在行星球磨机中球磨反应4h，得到强化混合料；
S8.再生硅酸盐材料的制备：将50重量份步骤S7制得的强化混合料、65重量份水、6重量份氢氧化钠、4重量份氢氧化钙、7重量份正硅酸乙酯混合搅拌反应1.5h，形成凝胶，110℃干燥2h，粉碎，制得再生硅酸盐材料；
S9.废弃混凝土再生制备混凝土的制备：将100重量份步骤S8制得的再生硅酸盐材料、80重量份步骤S4制得的活化细粉、6重量份粉煤灰、12重量份矿渣粉、35重量份42.5硅酸盐水泥、15重量份水，500r/min混合30min，得到废弃混凝土再生制备混凝土。
对比例12
与实施例3相比，不同之处在于步骤S10中未添加再生硅酸盐材料。
具体如下：
S1.预处理：将废弃混凝土经过破碎，去除钢筋、木材，然后进行粉碎，在行星球磨机中球磨1.5h，加入含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液中，所述废弃混凝土和含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液的固液比为1:6g/mL，600W微波加热至55℃，搅拌处理2.5h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，过90目筛，得到细粉，筛余料为粗集料；
S2.细粉的活化：将100重量份步骤S1制得的细粉分散于200重量份水中，1100W微波加热至65℃，加入10重量份氢氧化钙和8.5重量份硅酸钠，搅拌反应2h，过滤，清水洗涤，110℃干燥2h，得到活化细粉；
S3.化学外加剂的制备：将4重量份2158环氧树脂胶粘剂、0.7重量份三乙醇胺、1.5重量份柠檬酸钠、0.7重量份硫酸钠、1.5重量份FDN-C聚羧酸减水剂，500r/min混合20min，得到化学外加剂；
S4.废弃混凝土再生制备混凝土的制备：将155重量份步骤S2制得的活化细粉、25重量份步骤S3制得的化学外加剂、6重量份粉煤灰、12重量份矿渣粉、35重量份42.5硅酸盐水泥、15重量份水，500r/min混合30min，得到废弃混凝土再生制备混凝土。
测试例1
将本发明实施例1-3和对比例1-12制得的废弃混凝土再生制备混凝土和普通混凝土进行力学性能测试。
依据GB/T50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》，对对28d龄期再生混凝土试样进行抗压强度、抗折强度的检测。
结果见表2。
表2
由上表可知，本发明实施例1-3制得的废弃混凝土再生制备混凝土具有较高的抗压强度、抗折强度，明显优于普通混凝土。
测试例2
将本发明实施例1-3和对比例1-12制得的废弃混凝土再生制备混凝土和普通混凝土进行性能测试。
结果见表3。
表3
由上表可知，本发明实施例1-3制得的废弃混凝土再生制备混凝土在2h后坍落度变化不明显，扩展度有一定的增加。
测试例3 抗冻融试验
将本发明实施例1-3和对比例1-12制得的废弃混凝土再生制备混凝土进行抗冻融试验。
按照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GBT 50028-2009)进行快速冻融试验。混凝土在标准养护条件下养护24d后，将混凝土浸泡在水中(温度(20±2)℃)4d，取混凝土试块放入冻融机28d，冻融循环100次后，测定质量损失率（%）和相对动弹性模量（%）。
结果见表4。
表4
由上表可知，在冻融循环100次后，本发明实施例1-3制得的废弃混凝土再生制备混凝土具有较好的抗冻融性能。
测试例4 耐硫酸钠侵蚀试验
将本发明实施例1-3和对比例1-12制得的废弃混凝土再生制备混凝土进行耐硫酸钠侵蚀试验。
每个实施例取24块废弃混凝土再生制备混凝土试块同时放置在NELD-LSC 全自动硫酸盐干湿循环机中，其中每组各固定4块为测量线膨胀率的专用试块，另外的20个试块用于测试混凝土抗压强度变化，将各组试块试验数据取平均后即为最终的试验结果。
全自动硫酸盐干湿循环机中腐蚀溶液为7%浓度的硫酸钠，干湿循环周期为24h，其中浸泡16h，烘干冷却8h，干湿循环80次。
结果见表5。
表5
由上表可知，本发明实施例1-3制得的废弃混凝土再生制备混凝土具有较好的耐硫酸钠侵蚀性能。
对比例1与实施例3相比，不同之处在于步骤S1中含有4wt%的钙离子的pH值为8.5的溶液替换为等量的水，其力学性能下降，坍落度和扩展度下降。本发明废弃混凝土经过破碎，去除杂质包括钢筋、木材，研磨后加入含有钙离子的碱性溶液中，微波加热搅拌处理，经研磨处理后暴露出更多反应界面，仍然具有一定水化活性或火山灰效应，可用作再生水泥、混凝土掺合。其中，包括Ca(OH)2、C-S-H和钙、镁、硅等组分可以继续与CO2进行反应，生成稳定的碳酸盐，在含有钙离子的碱性环境下，硅酸盐或铝硅酸盐玻璃体网络中的Si-O、Al-O键断开，内部结构重组，更易发生缩聚反应生成胶凝性物质，同时，引入大量的Ca2+，促进硅酸盐等胶凝性物质的生成，从而改善了再生混凝的强度。
对比例2与实施例3相比，不同之处在于步骤S3中未添加废砖粉。对比例3与实施例3相比，不同之处在于步骤S3为简单混合，未进行煅烧，其力学性能下降，2h的坍落度和扩展度下降。将废砖粉和预处理后得到的粗集料混合煅烧，其中，废砖粉由废弃墙体材料中的粘土质烧结砖制备而成，从而使得废弃墙体材料也可以回收再利用，变废为宝，混合煅烧步骤可以使废弃混凝土中的石灰岩骨料、硬化水泥浆体热分解为CaO，为硅酸盐材料的制备提供钙质资源，能够充分利用建筑垃圾。
对比例4、5与实施例3相比，不同之处在于步骤S4中未添加氢氧化钙或硅酸钠，其力学性能下降，抗冻融性和耐硫酸钠侵蚀性能下降。对比例6与实施例3相比，不同之处在于未进行步骤S4。将步骤S1制得的细粉经过氢氧化钙和硅酸钠活化激活，细粉能够在Ca2+的作用下，促进水解产生的SO4 2-与Al2O3发生反应形成钙矾石。同时，Na2SiO3·9H2O 的水解可以提供碱性环境，发挥碱激发的效果，促进缩聚反应进行，同时SiO3 2-又能够促进C-S-H等胶凝性物质的生成，从而得到胶凝性物质，提高再生混凝土的抗压强度、抗折强度和耐久性
对比例7与实施例3相比，不同之处在于未进行步骤S5，其力学性能明显下降，抗冻融性和耐硫酸钠侵蚀性能下降。将混合料置于高浓度二氧化碳中进行碳酸化，经碳酸化再生后的骨料吸水率下降，表观密度上升，自身强度与界面过渡区的强度均有改善。由于混凝土自身水化是个长周期且缓慢的过程，其内部往往仍然有一定量未水化的熟料组分。因此，混凝土内部主要水化活性组分为硅酸三钙C3S和硅酸二钙C2S熟料，其水化产物为Ca(OH)2和C-S-H凝胶。通过碳酸化过程消耗活性组分并生成碳酸钙颗粒，生成物体积增加，并填充再生混凝土内部的孔隙从而提升材料的密实度，增强表面的硬度，完成旧砂浆表面的填充并增强颗粒/块体力学性能的效果。
对比例8与实施例3相比，不同之处在于未进行步骤S6，其力学性能下降。将制得的碳酸化混合料表面经过聚多巴胺改性，一方面表面聚合物改性能够改善界面胶结的属性、增强界面过渡区的力学性能，另一方面，聚多巴胺丰富的羟基、氨基和羧基等，能够促进碳酸化混合料孔隙部分与纳米偏高岭土的粘接，通过氢键结合能够稳定的将纳米偏高岭土固定在碳酸化混合料的孔隙及裂缝内。
对比例9与实施例3相比，不同之处在于未进行步骤S7，其力学性能下降，抗冻融性和耐硫酸钠侵蚀性能下降。一般废弃混凝土中存在3.5-4nm的孔隙，通过在聚多巴胺改性混合料中加入纳米偏高岭土，降低了总孔隙体积，内部孔隙的细化提高了再生混凝土的结构密实度，掺入纳米偏高岭土从而可以再生混凝土的强度，同时，还可以填充再生骨料本身的微孔和微裂纹，改善新旧砂浆的接触面，通过填充新砂浆内部的微孔，使再生混凝土的抗压强度超过普通混凝土。
对比例10与实施例3相比，不同之处在于未进行步骤S8，其力学性能下降，坍落度和扩展度下降，抗冻融性和耐硫酸钠侵蚀性能下降。将强化混合料在碱性环境下，加入氢氧化钙、正硅酸乙酯，能够促进混合料的钙化，并催化正硅酸乙酯的溶胶凝胶反应，促进凝胶的生成，经过干燥，粉碎后，得到从而能够得到再生硅酸盐凝胶材料，界面过渡区、孔隙结构等微观结构更加致密，从而具有较高的抗压强度、弹性模量和较低的徐变。
对比例11与实施例3相比，不同之处在于步骤S10中未添加化学外加剂，各项性能稍有下降，可见在合适的外加剂的作用下，能明显改善再生混凝的综合性能。
对比例12与实施例3相比，不同之处在于步骤S10中未添加再生硅酸盐材料，其力学性能明显下降，坍落度和扩展度明显下降，抗冻融性和耐硫酸钠侵蚀性能明显下降。将再生硅酸盐材料、活化细粉、化学外加剂、粉煤灰、矿渣粉、水泥、水混合得到的废弃混凝土再生制备混凝土，新旧混凝土混合，界面相容性高，制得的再生混凝土的力学性能（抗压强度、抗折强度等）明显增强，由于普通混凝土，同时，具有较好的耐久性，收缩率低，吸水率小，同时，该再生混凝土以废弃混凝土、废弃墙体材料如废砖为原料，变废为宝，能够将大量的建筑废料进行回收利用，具有显著的社会经济效益，有广阔的应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (2)
1.一种废弃混凝土再生制备混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.预处理：将废弃混凝土经过破碎，去除钢筋、木材，然后进行粉碎，在行星球磨机中球磨1-2h，加入含有3-5wt％的钙离子的pH值为8-9的溶液中，所述废弃混凝土和含有钙离子的碱性溶液的固液比为1:5-7g/mL，500-700W微波加热至50-60℃，搅拌处理2-3h，过滤，洗涤，干燥，过80-100目筛，得到细粉，筛余料为粗集料；
S2.废砖的处理：将废砖压碎，干燥，在行星球磨机中球磨粉碎30-50min，得到废砖粉；
S3.煅烧：将10重量份步骤S1制得的粗集料与3-5重量份步骤S2制得的废砖粉混合，800-900℃煅烧2-3h，冷却至室温，得到混合料；
S4.细粉的活化：将100重量份步骤S1制得的细粉分散于200重量份水中，1000-1200W微波加热至60-70℃，加入5-12重量份氢氧化钙和7-10重量份硅酸钠，搅拌反应1-3h，过滤，洗涤，干燥，得到活化细粉；
S5.碳酸化：将步骤S3制得的混合料置于99-100％的二氧化碳中，调节混合料的含水量为5-12％，加热碳酸化，碳酸化的温度为35-45℃，相对湿度为40-60％，碳酸化时间为3-5h，得到碳酸化混合料；
S6.聚多巴胺改性：将10重量份步骤S5制得的碳酸化混合料分散于100重量份水中，加入12-17重量份多巴胺盐酸盐和0.5-1重量份催化剂，加热至40-60℃，搅拌反应2-4h，得到聚多巴胺改性混合料；
所述催化剂为含有3-5％氯化钴的pH为5-6的Tris-HCl溶液；
S7.纳米偏高岭土强化：将100重量份步骤S6制得的聚多巴胺改性混合料与17-20重量份纳米偏高岭土混合，在行星球磨机中球磨反应3-5h，得到强化混合料；
S8.再生硅酸盐材料的制备：将50重量份步骤S7制得的强化混合料、60-70重量份水、5-7重量份氢氧化钠、3-5重量份氢氧化钙、5-10重量份正硅酸乙酯混合搅拌反应1-2h，形成凝胶，干燥，粉碎，制得再生硅酸盐材料；
S9.化学外加剂的制备：将3-5重量份粘接剂、0.5-1重量份助磨剂、1-2重量份缓凝剂、0.5-1重量份早强剂、1-2重量份减水剂混合均匀，得到化学外加剂；
S10.废弃混凝土再生制备混凝土的制备：将90-110重量份步骤S8制得的再生硅酸盐材料、50-60重量份步骤S4制得的活化细粉、20-30重量份步骤S9制得的化学外加剂、5-7重量份粉煤灰、10-15重量份矿渣粉、30-40重量份水泥、10-20重量份水混合均匀，得到废弃混凝土再生制备混凝土。
2.一种如权利要求1所述的制备方法制得的废弃混凝土再生制备混凝土。
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