[发明专利]海绵城市高强高韧性再生骨料混凝土及其制备方法

摘要

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种海绵城市高强高韧性再生骨料混凝土及其制备方法。该混凝土按重量份计，包括以下原料水泥320‑360份、锂渣粉40‑80份、硅灰20‑40份、再生粗骨料700‑900份、天然粗骨料500‑400份、超细微珠20‑30份、减水剂3‑4份、水100‑120份、聚丙烯酸酯10‑20份、胶黏剂10‑20份，增韧材料20‑30份、三乙醇胺1‑1.2份、葡萄糖酸钠0.05‑0.1份。增韧材料可以在混凝土中充分分散，有效发挥材料协同增韧的效果，赋予混凝土整体具有良好的韧性、各向同性和抗疲劳性。

主权项

一种海绵城市高强高韧性再生骨料混凝土，其特征在于：按重量份计，包括以下原料：水泥320‑360份、锂渣粉40‑80份、硅灰20‑40份、再生粗骨料700‑900份、天然粗骨料500‑400份、超细微珠20‑30份、减水剂3‑4份、水100‑120份、聚丙烯酸酯10‑20份、胶黏剂10‑20份，增韧材料20‑30份、三乙醇胺1‑1.2份、葡萄糖酸钠0.05‑0.1份；所述胶黏剂为聚乙酸乙烯酯；所述增韧材料按重量份计，包括以下原料：改性二氧化硅纳米管1.2‑1.8份、苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物22‑28份、活化木粉纤维46‑50份、硅烷偶联剂3.5‑5份、增溶剂3.0‑3.5份、填料4‑6份和水180‑220份；所述增溶剂为马来酸酐接枝共聚物；所述填料为针状硅灰石，粒径为1‑25μm；所述改性二氧化硅纳米管的制备方法为：（1）在两个相同的5 L尼龙罐中各装入30颗直径为10 mm的不锈钢球和45颗直径为5 mm的不锈钢球，然后分别加入0.9 kg二氧化硅纳米管，再分别滴加90 mL无水乙醇，并用尼龙盖密封；将两个球磨罐对称地放入球磨机中，在转速为400 rpm、且每30分钟自动转换旋转方向的条件下球磨处理48 h；（2）取步骤（1）处理后的二氧化硅纳米管加入到pH为8、20wt%吐温20水溶液中超声18 h，过滤，用水洗净后，于55‑57℃下真空干燥15 h；（3）取步骤（2）处理后的二氧化硅纳米管在40L、35wt%氢氧化钠水溶液中搅拌48小时，过滤，将粉末用纯水洗净后，于58‑60℃下真空干燥18 h；（4）取步骤（3）处理后的二氧化硅纳米管在35L、20wt%双氧水中搅拌72小时，过滤，将粉末用纯水洗净后，于50‑52℃下真空干燥48 h，得到1.52‑1.60 kg表面带羟基的二氧化硅纳米管；（5）取步骤（4）制备的表面带羟基的二氧化硅纳米管1.5 kg，加入到40 L二氯甲烷中，在氮气保护下室温超声处理3 h后，加入110 mL三氟化硼‑乙醚络合物并室温搅拌3 h；再在‑13~‑15℃、搅拌条件下，缓慢滴加570 mL 3‑甲基‑3‑羟甲基氧杂环丁烷，控制滴加时间为6h；滴加完毕后于‑11~‑13℃继续搅拌1 h；然后加入550 mL无水甲醇，按5500‑6000rpm的转速离心处理20‑25 min，分离回收溶剂，粉末经无水甲醇洗净并在室温下真空干燥24 h后，得到1.77‑1.86 kg改性二氧化硅纳米管；所述活化木粉纤维的制备方法为：室温下，将木粉纤维45 kg，在136 L、浓度为20wt% 的氢氧化钠水溶液中搅拌36小时后过滤，将木粉纤维用水洗至中性；然后，将木粉纤维在90 L浓度为18 wt % 的过氧化氢水溶液中搅拌30小时，过滤并用水洗净；再将木粉纤维加入到pH为8、浓度为25 wt%的吐温20的水溶液中超声3 h、搅拌18小时后过滤，用水洗净后，于60‑62℃下真空干燥24 h后待用；所述增韧材料的制备方法为：（1）选取改性二氧化硅纳米管、苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物、活化木粉纤维、硅烷偶联剂、增溶剂、填料和水备用；（2）在室温下将硅烷偶联剂加入水中，搅拌至完全溶解，制得硅烷偶联剂水溶液；然后取改性二氧化硅纳米管和活化木粉纤维加入到硅烷偶联剂水溶液中，超声3 h后，搅拌5 h，再升温至59‑61℃搅拌36 h，过滤，将粉末按500rpm的转速离心处理35 min，再将粉末在53‑55℃下真空干燥30小时待用；（3）将填料、苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物和步骤（2）制好的粉末装入高速混合机中，在350‑400rpm转速下分散3‑4 h后，升温至105‑110℃，再加入增溶剂，在530‑600rpm转速下分散18‑22 min后，放入冷混锅中冷却，待温度降到48‑50℃时放料，得到初混料；（4）将步骤（3）制备好的初混料置于温度为175‑190℃、转速为70‑85rpm 的双螺杆挤出机中混炼1‑1.5 h后挤出，得到混炼料；（5）将步骤（4）制备好的混炼料粉碎处理，即得到粒度为90‑200目的增韧复合材料。