一種再生骨料定向微鋼纖維混凝土板材的制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種再生骨料定向微鋼纖維混凝土板材的制備方法，屬于混凝土制備領域。
【背景技術】
[0002]在許多國家和地區，建筑垃圾的堆放已經造成嚴重的社會、經濟和生態問題，解決這一問題的最有效途徑之一是制備再生混凝土。廢棄混凝土在解體、破碎的過程中其內部可產生大量微裂縫，造成所制備的再生集料孔隙率高，吸水性大，強度低。同時，再生混凝土具有的獨特雙層界面過渡區結構，造成再生混凝土的應用只能局限于鋪墊路基和基礎回填等低級領域。
[0003]鋼纖維混凝土是在普通混凝土中摻入適量的鋼纖維而澆筑形成的一種新型混凝土復合材料，與普通混凝土相比，鋼纖維混凝土的力學性能明顯提高，其抗拉強度一般可提高2倍左右，抗沖擊強度的提高更為明顯。上世紀初期，美國學者通過研究在普通混凝土中摻入鋼纖維后，強度和穩定性得以提高。此后，美、英、法、德等國相繼發布了鋼纖維混凝土專利，鋼纖維混凝土的研究得到了飛速地發展且在建筑結構、橋梁工程、鐵路隧道、地下工程及軍事工程等方面得到了廣泛應用。
[0004]鋼纖維混凝土具有顯著的經濟技術效益，可降低配筋率，減少混凝土用量，縮短施工周期及提供工程質量等。然而由于目前工程的需要，對混凝土強度的要求越來越高，目前工程上應用的鋼纖維混凝土的鋼纖維摻量一般不超過3%，根據纖維增強機理理論，當纖維摻量達到一定程度時，混凝土在攪拌中會出現結團現象。當鋼纖維混凝土破壞時，觀察破壞面發現，鋼纖維是被拔出與混凝土基體脫離，而不是被拉斷，因此提高鋼纖維與基體間的粘結強度是增強混凝土強度的控制因素之一。為獲得更高強度的混凝土，需在鋼纖維的種類和摻量方面做更多突破。事實上，單一的改變纖維的特性，比如增加長徑比、改善纖維的形狀等，取得了一些成效，但不是很理想，因增加長徑比使得攪拌時更易結團，從而降低摻量。目前為克服纖維間距理論的缺陷一一忽略了纖維的復合增強作用和多種纖維所產生的的耦合作用等因素，也有學者將單一鋼纖維和其他纖維混合，取得了理想的效果，但是鋼纖維的摻量因其長徑比制約還是較低。這些不利因素嚴重制約了鋼纖維混凝土的發展，特別是當鋼纖維的摻量大于3%時，采用目前技術和工藝制備的鋼纖維混凝土就會出現嚴重的結團現象。
【發明內容】
[0005]本發明主要解決的技術問題:針對目前普通鋼纖維混凝土中鋼纖維亂向分布，纖維利用率低，增強效果未充分發揮，且普通再生骨料混凝土具有的獨特雙層界面過渡區結構，造成再生骨料混凝土的應用只能局限于鋪墊路基和基礎回填等低級領域的缺陷，提供了一種再生骨料定向微鋼纖維混凝土板材的制備方法，該方法將廢棄混凝土和天然河砂作為原材料，經破碎處理后，挑選出符合要求的骨料顆粒，用硅酸鹽水泥、水玻璃等對其進行裹漿改性，再將改性骨料和粉煤灰等其他基料混合攪拌，加入短鋼纖維，在勻強磁場的作用下使鋼纖維定向排布，注入模具中自然風干后，拆模即得一種再生骨料定向微鋼纖維混凝土板材。本發明制得混凝土板材中鋼纖維有規律的定向分布，纖維利用率高，板材抗壓抗拉效果優異，制備過程簡單，成本低廉。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:
(1)稱取10?20kg拆迀現場廢棄的混凝土，用蒸餾水沖洗其表面，去除表面雜質后，放入顎式破碎機進行第一次破碎，得到粒徑為30?40mm的顆粒，再將顆粒放入破碎機進行二次破碎，得到粒徑小于25_的混凝土顆粒；
(2)將上述二次破碎后的混凝土顆粒放入振動篩，啟動曬網，振動去除水泥細粉和不符合規格的顆粒，最終得到粒徑在5?20mm之間的再生粗骨料；
(3)再稱取10?20kg天然河砂，將其放入超聲振蕩裝置中，用去離子水將其浸沒，啟動振蕩裝置對其進行超聲振蕩洗滌30?40min，洗滌完成后將其放入氣流粉碎機中進行粉碎，用振動篩篩分出粒徑為I?5mm的再生細骨料；
(4)按水灰比為2:1配制出20?30L硅酸鹽水泥漿，并向其中加入I?2kg粉煤灰、5?7L水玻璃和100?200mL聚甲基硅氧烷，再用磁力攪拌裝置以800?1000r/min的轉速攪拌I?2h，制得骨料裹漿改性劑；
(5)將上述制得到的粗細再生骨料一起倒入自制骨料裹漿改性劑中，用磁力攪拌器攪拌浸泡5?lOmin，攪拌轉速為800?900r/min，之后過濾得到骨料，將其自然風干即得改性再生骨料；
(6)稱取5?1kg娃酸鹽水泥、3?5kg水、10?15kg改性粗骨料和10?13kg改性細骨料，最后再稱取300?500g端鉤型短鋼纖維和其他基料一起倒入混凝攪拌機攪拌2?3h ；
(7)將上述拌合好的再生骨料微鋼纖維混凝土拌合物倒入長為3m、寬為lm、高為1cm的木頭模具中，放置在振動臺上，在周圍施加勻強磁場，開啟振動臺，在磁場的作用下使混凝土拌合物中的短鋼纖維定向排布，之后待其自然風干后拆模，即得一種再生骨料定向微鋼纖維混凝土板材。
[0007]所述的端鉤型短鋼纖維直徑為0.5?0.6mm，長度為30?40mm。
[0008]本發明的具體應用方法:取本發明制得的再生骨料定向微鋼纖維混凝土板材作為建筑物樓梯或隔層底基使用，本發明制得板材抗壓強度達到30?35N/mm2，抗拉強度達到
2.5?2.8N/mm2，抗壓強度是普通混凝土板材的I?2倍，抗拉強度是普通混凝土板材的
1.2 ?1.5 倍。
[0009]本發明的有益效果是:
(1)本發明制得的混凝土板材中鋼纖維有規律的定向分布，纖維利用率高；
(2)本發明制得的混凝土板材抗拉抗壓性能優異，適用范圍廣；
(3)制備原料易得，廢物利用，成本低廉，綠色環保。
【具體實施方式】
[0010]稱取10?20kg拆迀現場廢棄的混凝土，用蒸餾水沖洗其表面，去除表面雜質后，放入顎式破碎機進行第一次破碎，得到粒徑為30?40mm的顆粒，再將顆粒放入破碎機進行二次破碎，得到粒徑小于25mm的混凝土顆粒；將上述二次破碎后的混凝土顆粒放入振動篩，啟動曬網，振動去除水泥細粉和不符合規格的顆粒，最終得到粒徑在5?20_之間的再生粗骨料；再稱取10?20kg天然河砂，將其放入超聲振蕩裝置中，用去離子水將其浸沒，啟動振蕩裝置對其進行超聲振蕩洗滌30?40min，洗滌完成后將其放入氣流粉碎機中進行粉碎，用振動篩篩分出粒徑為I?5mm的再生細骨料；按水灰比為2:1配制出20?30L硅酸鹽水泥漿，并向其中加入I?2kg粉煤灰、5?7L水玻璃和100?200mL聚甲基硅氧烷，再用磁力攪拌裝置以800?1000r/min的轉速攪拌I?2h，制得骨料裹漿改性劑；將上述制得到的粗細再生骨料一起倒入自制骨料裹漿改性劑中，用磁力攪拌器攪拌浸泡5?lOmin，攪拌轉速為800?900r/min，之后過濾得到骨料，將其自然風干即得改性再生骨料；稱取5?1kg娃酸鹽水泥、3?5kg水、10?15kg改性粗骨料和10?13kg改性細骨料，最后再稱取300?500g端鉤型短鋼纖維和其他基料一起倒入混凝攪拌機攪拌2?3h ;將上述拌合好的再生骨料微鋼纖維混凝土拌合物倒入長為3m、寬為lm、高為1cm的木頭模具中，放置在振動臺上，在周圍施加勻強磁場，開啟振動臺，在磁場的作用下使混凝土拌合物中的短鋼纖維定向排布，之后待其自然風干后拆模，即得一種再生骨料定向微鋼纖維混凝土板材。
[0011]所述的端鉤型短鋼纖維直徑為0.5mm,長度為30_。
[0012]實例I
稱取1kg拆迀現場廢棄的混凝土，用蒸餾水沖洗其表面，去除表面雜質后，放入顎式破碎機進行第一次破碎，得到粒徑為30mm的顆粒，再將顆粒放入破碎機進行二次破碎，得到粒徑小于25mm的混凝土顆粒；將上述二次破碎后的混凝土顆粒放入振動篩，啟動曬網，振動去除水泥細粉和不符合規格的顆粒，最終得到粒徑在5mm之間的再生粗骨料；再稱取1kg天然河砂，將其放入超聲振蕩裝置中，用去離子水將其浸沒，啟動振蕩裝置對其進行超聲振蕩洗滌30min，洗滌完成后將