[发明专利]再生粗集料改性剂，及其原料组合物、制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种再生粗集料改性剂，及其原料组合物、制备方法和应用。纳米粉包括如下重量份数的各组分：600份中位粒径为5~20nm的碳酸钙、100~200份中位粒径为100~200nm的二氧化硅和100~200份中位粒径为200~500nm的氮化硅。本发明制得的再生粗集料改性剂中采用特定配方和梯度粒径的纳米粉，纳米粉与砂浆的空隙尺度匹配度高，使其能够尽可能填充再生粗集料空隙，可使改性后再生粗集料的吸水率下降到2%以下；同时，通过选取特定种类的复合分散剂可大大提高纳米粉在水中的分散性能；采用本发明再生粗集料改性剂制得的再生混凝土在浇筑时的坍落度满足工程要求。

技术领域

本发明属于混凝土技术领域，尤其涉及一种再生粗集料改性剂，及其原料组合物、制备方法和应用。

背景技术

再生粗集料吸水率是原生粗集料吸水率的数倍，以24h吸水率为例，原生粗集料的吸水率一般小于1%，而再生粗集料吸水率一般在4%~8%之间，会导致混凝土坍落度损失过大无法施工。为了降低再生粗集料的吸水率，国内外采用堵孔法对再生粗集料改性剂进行研究，涉及的材料有纳米SiO₂、纳米CaCO₃、纳米CaHCO₃等，将纳米粉拌和成溶液，再生粗集料吸水携带纳米颗粒进入砂浆内部堵塞孔隙，纳米颗粒进入孔隙后，与残留碱溶液反应生成碳酸盐进一步堵塞孔隙，从而降低再生集料吸水率，但普遍仍然处于研究阶段。堵孔材料粒度与再生粗集料附着砂浆的孔隙尺度不匹配，无法充分进入砂浆内部孔隙。目前，现有堵孔材料无法将吸水率为6%的再生粗集料的吸水率下降至3%，而且堵孔材料中纳米粉的比表面积大、分散困难、不溶于水，拌和成液体容易团聚或沉淀，纳米粉堵孔改性方法规模化应用的局限性较大。

因此，本领域亟需研发一种可填充再生粗集料空隙的再生粗集料改性剂，使改性后的再生粗集料的吸水率大大降低，可满足施工要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中再生粗集料改性剂的粒度与再生集料附着砂浆的空隙尺度不匹配，无法充分进入砂浆内部空隙；再生粗集料改性剂中纳米粉的比表面积大，分散困难，不溶于水，在水中容易团聚或沉淀等缺陷，而提供一种再生粗集料改性剂，及其原料组合物、制备方法和应用。本发明制得的再生粗集料改性剂中采用特定配方和梯度粒径的纳米粉，纳米粉与砂浆的空隙尺度匹配度高，使其能够尽可能填充再生粗集料空隙，可使改性后再生粗集料的吸水率下降到2%以下；同时，通过选取特定种类的复合分散剂可大大提高纳米粉在水中的分散性能；采用本发明制得的再生粗集料改性剂制备再生混凝土时，再生混凝土坍落度损失量与由原生碎石制得的混凝土的坍落度损失量接近，再生混凝土在浇筑时的坍落度满足工程要求。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

本发明提供一种纳米粉，其包括如下重量份数的各组分：600份中位粒径为5~20nm的碳酸钙、100~200份中位粒径为100~200nm的二氧化硅和100~200份中位粒径为200~500nm的氮化硅。

一些实施例中，所述碳酸钙的中位粒径较佳地为7~13nm，更佳地为10nm。

一些实施例中，所述二氧化硅的中位粒径较佳地为120~180nm，更佳地为150nm。

一些实施例中，所述氮化硅的中位粒径较佳地为470~500nm。

一些实施例中，所述二氧化硅的重量份数较佳地为150~200份。

一些实施例中，所述氮化硅的重量份数较佳地为150~200份。

本发明提供一种再生粗集料改性剂的原料组合物，其包括分散剂和如上所述的纳米粉；

其中，所述分散剂包括十二烷基磺酸盐、聚丙烯酸盐和聚山梨酯-80；以所述碳酸钙的重量份数为600份计，所述十二烷基磺酸盐的重量份数为950~1500份，所述聚丙烯酸盐的重量份数为220~280份，所述聚山梨酯-80的重量份数为60~105份。