CN110759661A - 一种再生骨料混凝土和易性耐久性改良添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明一种再生骨料混凝土施工性耐久性改良添加剂，属建筑材料技术领域，包括硅酸锂、微硅粉、复合引气剂、增稠润滑剂、聚羧酸减水剂、缓凝剂，其中：硅酸锂：聚羧酸减水剂混合溶液＝0.001‑0.08；普通引气剂：纳米引气剂＝0.1‑5；各添加剂占混合溶液的重量百分比分别为：微硅粉：0.25‑1.5；复合引气剂：0.001‑0.005；增稠润滑剂：0.001‑0.003；缓凝剂：0.001‑0.05。本发明用于混凝土工程中，能大幅提高混凝土施工性、稳定性及耐久性能。本发明适用于钢筋混凝土结构、混凝土结构及构筑物。使用本发明能大幅降低混凝土的粘度，提高混凝土流速与扩展度、抗裂性、施工性以及工作稳定性。

Description

一种再生骨料混凝土和易性耐久性改良添加剂

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，特别是涉及一种再生骨料混凝土和易性耐久性改良添加剂。

背景技术

2020年我国建筑废弃物的产量将达到惊人的39.66亿吨。建筑废弃物产量大幅度增加的同时，却面临着天然骨料资源紧张、价格上涨等问题。废弃混凝土的再生利用是解决上述难题的最有效举措。我国在10多年前便开始了再生骨料混凝土的研究与应用。但由于政策、成本、原材稳定性，特别是再生骨料混凝土耐久性等问题，都给再生骨料混凝土设置了诸多障碍，多年来一直没有大规模地应用。

在实际生产中的再生骨料因其来源不稳定，质量不均匀，本身的随机性能和变异性较大，经过破碎处理生产的再生骨料含有30％左右的硬化水泥砂浆，这些水泥砂浆大多数独立成块，少量附着在天然骨料的表面，同时由于在破碎的过程中，由于破碎机械使商品混凝土受到挤压、冲撞、研磨等外力的影响，造成损伤积累使骨料内部存在大量的微裂纹，使得基体混凝土块中骨料和水泥浆体的原始界面受到影响和破坏，粘结力下降。相对于天然骨料吸水率高，吸水速度快，表观密度、堆积密度小，压碎指标大等特点。

由于上述问题造成再生混凝土的抗渗性、抗碳化性、抗硫酸盐侵蚀性、抗氯离子渗透性、耐磨性、抗裂性等方面均有不同程度地下降。将其用于工程中往往很难满足工程质量要求。

研究还表明，采用再生粗骨料时，混凝土塌落度损失较快，用水量需增加5-15％左右，但由于原材料的变异性，造成本就状态敏感的聚羧酸体系的混凝土比普通混凝土更难以控制。

为此，若要大规模推广再生混凝土，并保证再生混凝土的良好的施工性与后期服役能力，需通过外加剂进一步提高混凝土体系施工稳定性与后期耐久性。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的在于利用硅酸锂增强新水泥基材料与再生骨料之间的渗透性与粘结力,提供一种再生骨料混凝土和易性耐久性改良添加剂。通过各个添加剂复合作用更提高了混凝土的施工稳定性，从而保证了再生混凝土的均质与稳定，耐久性进一步提高，且施工稳定、适用性强。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种再生骨料混凝土施工性耐久性改良添加剂，包括硅酸锂、微硅粉、复合引气剂、增稠润滑剂、聚羧酸减水剂、缓凝剂，所述硅酸锂、聚羧酸减水剂为无色透明液体，所述复合引气剂包括微米引气剂和纳米引气剂，所述微硅粉、复合引气剂、增稠润滑剂为粉状颗粒；各组分的重量配比分别为：

(1)硅酸锂：聚羧酸减水剂＝0.001-0.08；

(2)微米引气剂：纳米引气剂＝0.1-5；

(3)微硅粉：聚羧酸减水剂：0.25-2；

(4)各功能添加剂占全部混合溶液的重量百分比分别为：

复合引气剂：0.1-0.5；

增稠润滑剂：0.1-0.3；

缓凝剂：0.1-5。

优选地，所述各组分的重量配比为：

(1)硅酸锂：聚羧酸减水剂混合溶液＝0.002-0.06；

(2)微米引气剂：纳米引气剂＝0.5-4；

(3)微硅粉：聚羧酸减水剂：0.3-1.5；

(4)各功能添加剂占水的重量百分比分别为：

复合引气剂：0.2-0.4；

增稠润滑剂：0.1-0.2；

缓凝剂：1-3。

优选地，所述微米引气剂为松香树脂、烷基和烷基芳烃磺酸盐类、三萜皂类中的一种。

优选地，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、白糖(红糖)和硼砂的一种。

优选地，所述复合引气剂由微米引气剂和纳米引气剂组成，其中微米引气剂用量以保证混凝土中含气量在3％-4％之间，纳米引气剂为高分子纳米引气剂，引入大量有益气泡，增加1-2％的含气量。

一种再生骨料混凝土和易性耐久性改良添加剂使用方法，将所述混合溶液与功能添加剂充分搅拌后加入水泥混凝土、砂浆或者水泥净浆中搅拌均匀。

本发明的有益效果为：

1.本发明利用硅酸锂增强新水泥基材料与再生骨料之间的渗透性与粘结力。通过复合引气剂，引入大量微小的气泡，通过聚羧酸减水剂、微硅粉、增稠润滑剂对水溶液进行增稠的同时，提高水泥基体的流速。通过缓凝剂保证施工时间。各个添加剂具有各自性能的特点外，其复合作用更提高了混凝土的施工稳定性，从而保证了再生混凝土的均质与稳定，耐久性进一步提高。

2.本发明中，复合引气剂由普通引气剂和高分子聚合物引气剂组成，普通引气剂引入毫米、微米级气泡；高分子聚合物引气剂引入微米和纳米级气泡。普通引气剂作用为引入足够量的气体；高分子聚合物引气剂引入大量极其微小的气泡，微气泡极其稳定，在混凝土中发挥了滚珠的作用，提高了混凝土的塌落度和流动速度。同时，在混凝土服役期大量气室阻止了水及有害物质的侵入，提高了混凝土的耐久性。

3.本发明作为再生骨料混凝土和易性改良添加剂，可大幅提高再生骨料混凝土的粘聚性、保水性和流动度，克服了粘度和流速的矛盾，从而具备良好施工性及施工稳定性，提高了施工速度，减少了二次废料率，免去工人现场二次加水，保证了工程质量。

4.本发明材料可大幅提高混凝土的耐久性，使其服役寿命满足设计服役期，进一步减少维护成本，避免了二次污染，进一步节能减排。具有减水、增稠、引气、降粘、缓凝等特点，且施工稳定、适用性强。并具有一定经济效益和社会效益。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细描述。

普通引气剂为松香树脂、烷基和烷基芳烃磺酸盐类、三萜皂类中的一种或几种。

缓凝剂为葡萄糖酸钠、白糖(红糖)和硼砂的一种或几种复合。一方面能延缓混凝土的凝结时间，对后期强度有所提高；另一方面，葡萄糖酸钠具有降粘作用，白糖(红糖)和硼砂具有一定的增稠保水性能，可根据实际需要选择性添加，以对混凝土状态进行适度调节。

少量微硅粉填充水泥颗粒间的缝隙，一方面将其中的自由水释放出来，提高了混凝土的流动性，另一方面微硅粉比表面积大，吸附了大量的自由水，使得水泥基体系变粘，施工稳定性得以提高。另一方面，硅灰的加入，调节了胶凝材料的微级配，减少了新水泥基与再生骨料界面过渡区缺陷，从而提高水泥基材料的力学性能，如粘结力、抗压、抗折强度等，其他耐久性能相应提高。

增稠润滑剂为合成的高分子聚合物，不同于传统的纤维素、温轮胶、黄原胶类增稠产品相比。其作用为增稠和润滑双重作用。高分子长链结构与混凝土拌和水结合，水溶液变粘稠，但其润滑性减少了水泥颗粒之间的摩擦力，补偿了对混凝土流动性损失的影响。

增稠润滑剂、微硅粉与纳米引气剂复合使用，混凝土密实度更佳。良好的粘聚性和保水性解决了聚羧酸减水剂水敏感、掺量敏感的缺陷，在再生骨料不稳定的条件下，很好地保证了混凝土状态的稳定性。另外，稳定的水泥基体系中，气泡更微小、均质、稳定，大大提高了再生混凝土的各方面耐久性能。

实施例1：C25经济型再生混凝土系列。将聚羧酸减水剂(液体，20％含固)3kg，硅酸锂6g，复合引气剂(粉体100％含固)3.2g(其中微米引气剂为松香引气剂2.5g，纳米引气剂0.7g)，增稠润滑剂3.5g，白糖5g经1000转高速搅拌器搅拌3分钟，均匀后形成混合溶液，在使用前将该混合溶液与0.75kg微硅粉混合均匀后，再与300kg42.5普通硅酸盐水泥，700kg河砂，1200kg 5-37.5mm连续级配石灰岩，水150kg，经强制搅拌机搅拌均匀形成混凝土。得到混凝土初始塌落度大于180mm，含气量4％，混凝土单边盐冻次数大于60次。

实施例2：C30施工高稳定型再生混凝土系列。将聚羧酸减水剂(液体，20％含固)3.8kg，硅酸锂7.2g，复合引气剂(粉体100％含固)7.2g(其中微米引气剂为松香引气剂5.4g，纳米引气剂1.8g)，增稠润滑剂7.2g，白糖60g经1000转高速搅拌器搅拌3分钟，搅拌均匀后，在使用前将该混合溶液与2.8kg微硅粉混合均匀后，将该混合溶液与380kg42.5普通硅酸盐水泥，720kg河砂，1180kg 5-37.5mm连续级配石灰岩，水152kg，经强制搅拌机搅拌均匀。混凝土初始塌落度大于200mm，含气量4.5％，混凝土单边盐冻次数大于60次。

实施例3：C30高耐久型再生混凝土系列。将聚羧酸减水剂(液体，20％含固)4.56kg，硅酸锂180g，复合引气剂(粉体100％含固)7.2g(其中松香引气剂1.8g，纳米引气剂5.4g)，增稠润滑剂12.0g，葡萄糖酸钠40g经1000转高速搅拌器搅拌3分钟，搅拌均匀后，在使用前将该混合溶液与4.6kg微硅粉混合均匀后，将该混合溶液与380kg42.5普通硅酸盐水泥，720kg河砂，1180kg 5-37.5mm连续级配石灰岩，水133kg，经强制搅拌机搅拌均匀。混凝土初始塌落度大于180mm，含气量4.5％，混凝土单边盐冻次数大于80次。

实施例4：C40自密实再生混凝土系列。将聚羧酸减水剂(液体，20％含固)5.52kg，硅酸锂330g，复合引气剂(粉体100％含固)9.2g(其中微米引气剂为松香引气剂4.6g，纳米引气剂4.6g)，增稠润滑剂9.2g，葡萄糖酸钠110g经1000转高速搅拌器搅拌3分钟，搅拌均匀后，在使用前将该混合溶液与6.9kg微硅粉混合均匀后，将该混合溶液与377kg4.25普通硅酸盐水泥，粉煤灰83kg,776kg河砂，1164kg 5-16mm连续级配石灰岩，水180kg，经强制搅拌机搅拌均匀。混凝土初始塌落度大于230mm，含气量4.8％，混凝土单边盐冻次数大于100次。

实施例5：C50高性能再生混凝土系列。将聚羧酸减水剂(液体，20％含固)5.76kg，硅酸锂440g，复合引气剂(粉体100％含固)10g(其中微米引气剂为松香引气剂1g，纳米引气剂9g)，增稠润滑剂19.5g，葡萄糖酸钠280g经1000转高速搅拌器搅拌3分钟，搅拌均匀后，在使用前将该混合溶液与11.5kg微硅粉混合均匀后，将该混合溶液与360kg 52.5硅酸盐水泥，I级粉煤灰86kg,S95矿粉58kg，720kg河砂，1180kg 5-25mm连续级配石灰岩，水168kg，经强制搅拌机搅拌均匀。混凝土初始塌落度大于180mm，含气量4.5％，混凝土单边盐冻次数大于100次。

Claims (6)

1.一种再生骨料混凝土施工性耐久性改良添加剂，其特征在于：包括硅酸锂、微硅粉、复合引气剂、增稠润滑剂、聚羧酸减水剂、缓凝剂，所述硅酸锂、聚羧酸减水剂为无色透明液体，所述复合引气剂包括微米引气剂和纳米引气剂，所述微硅粉、复合引气剂、增稠润滑剂为粉状颗粒；各组分的重量配比分别为：

(1)硅酸锂：聚羧酸减水剂＝0.001-0.08；

(2)微米引气剂：纳米引气剂＝0.1-5；

(3)微硅粉：聚羧酸减水剂：0.25-2；

(4)各功能添加剂占全部混合溶液的重量百分比分别为：

复合引气剂：0.1-0.5；

增稠润滑剂：0.1-0.3；

缓凝剂：0.1-5。

2.根据权利要求1所述再生骨料混凝土施工性耐久性改良添加剂，其特征在于：所述各组分的重量配比为：

(1)硅酸锂：聚羧酸减水剂混合溶液＝0.002-0.06；

(2)微米引气剂：纳米引气剂＝0.5-4；

(3)微硅粉：聚羧酸减水剂：0.3-1.5；

(4)各功能添加剂占水的重量百分比分别为：

复合引气剂：0.2-0.4；

增稠润滑剂：0.1-0.2；

缓凝剂：1-3。

3.根据权利要求1或2所述再生骨料混凝土施工性耐久性改良添加剂，其特征在于：所述微米引气剂为松香树脂、烷基和烷基芳烃磺酸盐类、三萜皂类中的一种。

4.根据权利要求1或2所述再生骨料混凝土施工性耐久性改良添加剂，其特征在于：所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、白糖(红糖)和硼砂的一种。

5.根据权利要求1或2所述再生骨料混凝土施工性耐久性改良添加剂，其特征在于：所述复合引气剂由微米引气剂和纳米引气剂组成，其中微米引气剂用量以保证混凝土中含气量在3％-4％之间，纳米引气剂为高分子纳米引气剂，引入大量有益气泡，增加1-2％的含气量。

6.如权利要求1或2所述的一种再生骨料混凝土和易性耐久性改良添加剂使用方法，其特征在于：将所述混合溶液与功能添加剂充分搅拌后加入水泥混凝土、砂浆或者水泥净浆中搅拌均匀。