一种二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201410233389.4	申请日：	2014.05.29
公开号：	CN104045251A	公开日：	2014.09.17
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C04B 18/16申请日:20140529\|\|\|公开
IPC分类号：	C04B18/16	主分类号：	C04B18/16
申请人：	湖南大学
发明人：	史才军; 李亚可; 种霖霖; 马丹阳
地址：	410082 湖南省长沙市岳麓区麓山南路2号
优先权：
专利代理机构：	长沙星耀专利事务所 43205	代理人：	宁星耀;许伯严
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内容摘要

一种二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，包括以下步骤：（1）将废弃混凝土破碎、筛分；（2）将筛分后的再生混凝土骨料放置在密闭容器中，控制相对湿度30-90%、CO2浓度5-90%，碳化处理；（3）将处理过的再生混凝土骨料颗粒制成再生砂浆和混凝土。本发明得到的经CO2强化处理后的再生混凝土骨料制成的砂浆，与未经处理的再生混凝土骨料制成的砂浆相比，砂浆早期强度可提高20.1%-22.0%，后期强度可提高12.1%-13.9%；28d的干燥收缩值可减小7.8%-16.7%；28d吸水率可减小7.7%-13.3%。

权利要求书

权利要求书
1.  一种二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）再生混凝土骨料：将废弃混凝土破碎、筛分，得到粒径为0.1-5mm的再生混凝土细骨料或粒径为5-40mm的再生混凝土粗骨料；
（2）CO2强化处理：将筛分后的再生混凝土细骨料或粗骨料放置在密闭容器中，控制相对湿度30-90%、CO2浓度5-90%，碳化处理，直至未完全碳化的再生混凝土骨料≤5％；
（3）再生砂浆和混凝土的制备：将处理过的再生混凝土骨料颗粒制成再生砂浆和混凝土。

2.  根据权利要求1所述的二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其特征在于，步骤（1）中，再生混凝土细骨料的粒径为0.16-4.5mm。

3.  根据权利要求1所述的二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其特征在于，步骤（1）中，再生混凝土粗骨料的粒径为6-25mm。

4.  根据权利要求1或2所述的二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其特征在于，步骤（2）中，CO2强化处理的相对湿度为40-70%。

5.  根据权利要求1或2所述的二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其特征在于，步骤（2）中，CO2强化处理时的CO2浓度10-50%。

6.  根据权利要求1所述的二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其特征在于，步骤（2）中，再生混凝土骨料碳化是否完全的检测方法：将再生混凝土骨料用研钵研磨后，均匀铺开，喷酚酞指示剂，完全碳化的样品不变红，未完全碳化样品部分变红色。

说明书

说明书一种二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法
技术领域
本发明涉及一种再生混凝土骨料的强化处理方法，尤其是涉及一种采用CO2强化处理再生混凝土骨料的方法。
背景技术
再生骨料是废弃混凝土经破碎加工后得到的骨料，与天然骨料相比，再生骨料表面附着有硬化水泥浆，硬化水泥浆的存在导致再生骨料吸水率高、强度低，这使得再生混凝土与普通混凝土相比，其性能有较大程度的降低。通过对再生骨料进行强化处理，提高再生骨料的物理力学性能，从而改善再生混凝土的性能。再生混凝土性能的提高，对混凝土的循环利用和可持续发展具有重要意义。
目前，国内外已有的强化再生混凝土骨料的方法有机械强化法、酸液清洗法、聚合物处理法以及水泥外掺硅灰处理法等。其中机械强化法会对骨料造成损伤；酸液清洗法的作用有限而且还会引入酸根离子，影响附着砂浆的pH值；聚合物处理法能有效减小再生混凝土骨料的吸水率，但对强度的提高有限。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种能有效提高再生混凝土骨料强度，减小吸水率及孔隙率的二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其原理为：


根据上述反应理论，骨料碳化后固相体积可增加8%-25%，因此，采用CO2强化处理措施能够减小再生混凝土骨料的孔隙率，提高其物理力学性能。
本发明之二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，包括以下步骤：
（1）再生混凝土骨料：将废弃混凝土破碎、筛分，得到粒径为0.1-5mm(优选0.16-4.5mm)的再生混凝土细骨料或粒径为5-40mm（优选6-25mm）的再生混凝土粗骨料；
（2）CO2强化处理：将筛分后的再生混凝土细骨料或粗骨料放置在密闭容器中，控制相对湿度30-90%（优选40-70%）、CO2浓度5-90%（优选10-50%），碳化处理，直至未完全碳化的再生混凝土骨料≤5％；
再生混凝土骨料碳化是否完全的检测方法：将再生混凝土骨料用研钵研磨后，均匀铺开，喷酚酞指示剂，完全碳化的样品不变红，未完全碳化样品部分变红色；（控制样品变红的面积≤5%）；
（3）再生砂浆和混凝土的制备：将处理过的再生混凝土骨料颗粒制成再生砂浆和混凝土。
本发明二氧化碳与再生混凝土骨料表面附着的硬化水泥浆体中的氢氧化钙和水化硅酸钙反应，生成碳酸钙和硅胶，反应产物可增加固相体积，提高附着水泥浆体的密实度，减小再生混凝土骨料的吸水率和压碎值，提高强度，可以替代天然骨料用到新拌水泥砂浆或混凝土中，混凝土循环利用，节约资源。
CO2强化处理再生混凝土骨料，将温室气体CO2运用到强化再生混凝土骨料中，不仅有效利用了工业废气，而且强化了再生混凝土骨料。硬化的混凝土很容易发生碳化反应，具体来说是空气中的CO2容易渗入混凝土的孔隙中，与硬化水泥浆体中的氢氧化钙和水化硅酸钙反应。而采用CO2强化再生混凝土骨料正是以碳化反应为基础，将水泥浆体的碳化运用到强化措施中。
研究表明，CO2强化处理能有效提高再生混凝土骨料的物理力学性能。本发明得到的经CO2强化处理后的再生混凝土骨料制成的砂浆，与未经处理的再生混凝土骨料制成的砂浆相比，砂浆早期强度可提高20.1%-22.0%，后期强度可提高12.1%-13.9%；28d的干燥收缩值可减小7.8%-16.7%；28d吸水率可减小7.7%-13.3%。
附图说明
图1是本发明实施例1再生混凝土骨料经CO2强化处理前后的的差热图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步阐述。应该说明的是，不得将下述实施例解释为对本发明内容的限制。
实施例1
本实施例包括以下步骤：
（1）再生混凝土骨料：将C30的混凝土梁破碎、筛分，获得粒径范围为0.16-2.5mm的再生混凝土细骨料（G），密封保存；
（2）CO2强化处理：将再生混凝土细骨料（G）放在密闭容器中，控制容器的相对湿度60%、CO2体积浓度20%，碳化6天；未完全碳化的再生混凝土骨料为4％，将得到的经CO2强化处理的再生混凝土骨料（G-CI）密封保存；
（3）再生砂浆的制备：将处理过的再生混凝土骨料颗粒制成再生砂浆。
经CO2强化处理前后的再生混凝土骨料的差热曲线如图1所示。从图1可见：经CO2强化处理后，再生混凝土骨料的Ca(OH)2含量减小了2.51%，CaCO3含量增加了5.20%。
再生混凝土骨料性能试验
检测本发明CO2强化处理对再生混凝土骨料性能的影响，采用《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中砂的表观密度、吸水率和压碎值等测试方法，对CO2强化处理前后的再生混凝土骨料对比分析。结果表明采用CO2强化处理能有效提高再生混凝土骨料的表观密度，减小吸水率和压碎指标值。

CO2强化处理对再生砂浆性能的影响
将本实施例得到的经CO2强化处理前后的再生混凝土骨料以及天然骨料，按照胶砂比1:1.8、1:2.25，水灰比0.5分别制成砂浆试件。采用TYA-300B型微型控制加载试验机测试3天，28天水泥胶砂抗压强度，结果如表2所示。
表2结果表明采用CO2强化处理后的再生混凝土骨料制成的砂浆，其3天、28天强度增加12.1%-22.0%。
采用BC-300型比长仪测试砂浆试件的干燥收缩值，如表3所示，结果表明经CO2强化处理后的再生混凝土骨料制成的砂浆，其干燥收缩值减小7.8%-18.2%。
测试砂浆试件28d的吸水率，结果如表4所示，结果表明经CO2强化处理后的再生混凝土骨料制成的砂浆，其吸水率减小7.7%-13.3%。

资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 104045251 A (43)申请公布日 2014.09.17 CN 104045251 A (21)申请号 201410233389.4 (22)申请日 2014.05.29 C04B 18/16(2006.01) (71)申请人湖南大学地址 410082 湖南省长沙市岳麓区麓山南路 2 号 (72)发明人史才军李亚可种霖霖马丹阳 (74)专利代理机构长沙星耀专利事务所 43205 代理人宁星耀许伯严 (54) 发明名称一种二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法 (57) 摘要一种二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，包括以下步骤：（1）将废弃混。

2、凝土破碎、筛分；（2）将筛分后的再生混凝土骨料放置在密闭容器中，控制相对湿度 30-90%、 CO2浓度 5-90%，碳化处理；（3）将处理过的再生混凝土骨料颗粒制成再生砂浆和混凝土。本发明得到的经 CO2强化处理后的再生混凝土骨料制成的砂浆，与未经处理的再生混凝土骨料制成的砂浆相比，砂浆早期强度可提高 20.1%-22.0%，后期强度可提高 12.1%-13.9% ； 28d的干燥收缩值可减小7.8%-16.7% ； 28d吸水率可减小 7.7%-13.3%。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页说明书 4 页附图 1 页 (19)中华人民共和国国家。

3、知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页 (10)申请公布号 CN 104045251 A CN 104045251 A 1/1 页 2 1. 一种二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）再生混凝土骨料：将废弃混凝土破碎、筛分，得到粒径为 0.1-5mm 的再生混凝土细骨料或粒径为 5-40mm 的再生混凝土粗骨料；（2） CO2强化处理：将筛分后的再生混凝土细骨料或粗骨料放置在密闭容器中，控制相对湿度 30-90%、 CO2浓度 5-90%，碳化处理，直至未完全碳化的再生混凝土骨料 5 ；（3）再。

4、生砂浆和混凝土的制备：将处理过的再生混凝土骨料颗粒制成再生砂浆和混凝土。 2. 根据权利要求 1 所述的二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其特征在于，步骤（1）中，再生混凝土细骨料的粒径为 0.16-4.5mm。 3. 根据权利要求 1 所述的二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其特征在于，步骤（1）中，再生混凝土粗骨料的粒径为 6-25mm。 4.根据权利要求1或2所述的二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其特征在于，步骤（2）中， CO2强化处理的相对湿度为 40-70%。 5.根据权利要求1或2所述的二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其特征在于，步骤（。

5、2）中， CO2强化处理时的 CO2浓度 10-50%。 6. 根据权利要求 1 所述的二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其特征在于，步骤（2）中，再生混凝土骨料碳化是否完全的检测方法：将再生混凝土骨料用研钵研磨后，均匀铺开，喷酚酞指示剂，完全碳化的样品不变红，未完全碳化样品部分变红色。权利要求书 CN 104045251 A 2 1/4 页 3 一种二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法技术领域 0001 本发明涉及一种再生混凝土骨料的强化处理方法，尤其是涉及一种采用 CO2强化处理再生混凝土骨料的方法。背景技术 0002 再生骨料是废弃混凝土经破碎加工。

6、后得到的骨料，与天然骨料相比，再生骨料表面附着有硬化水泥浆，硬化水泥浆的存在导致再生骨料吸水率高、强度低，这使得再生混凝土与普通混凝土相比，其性能有较大程度的降低。通过对再生骨料进行强化处理，提高再生骨料的物理力学性能，从而改善再生混凝土的性能。再生混凝土性能的提高，对混凝土的循环利用和可持续发展具有重要意义。 0003 目前，国内外已有的强化再生混凝土骨料的方法有机械强化法、酸液清洗法、聚合物处理法以及水泥外掺硅灰处理法等。其中机械强化法会对骨料造成损伤；酸液清洗法的作用有限而且还会引入酸根离子，影响附着砂浆的 pH 值；聚合物处理法能有效减。

7、小再生混凝土骨料的吸水率，但对强度的提高有限。发明内容 0004 本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种能有效提高再生混凝土骨料强度，减小吸水率及孔隙率的二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法。 0005 本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，其原理为：根据上述反应理论，骨料碳化后固相体积可增加 8%-25%，因此，采用 CO2强化处理措施能够减小再生混凝土骨料的孔隙率，提高其物理力学性能。 0006 本发明之二氧化碳强化再生混凝土骨料的方法，包括以下步骤：（1）再生混凝土骨料：将废弃。

8、混凝土破碎、筛分，得到粒径为 0.1-5mm( 优选 0.16-4.5mm) 的再生混凝土细骨料或粒径为 5-40mm（优选 6-25mm）的再生混凝土粗骨料；（2） CO2强化处理：将筛分后的再生混凝土细骨料或粗骨料放置在密闭容器中，控制相对湿度 30-90%（优选 40-70%）、 CO2浓度 5-90%（优选 10-50%），碳化处理，直至未完全碳化的再生混凝土骨料 5 ；再生混凝土骨料碳化是否完全的检测方法：将再生混凝土骨料用研钵研磨后，均匀铺开，喷酚酞指示剂，完全碳化的样品不变红，未完全碳化样品部分变红色；（控制样品变。

9、红的面积 5%）；（3）再生砂浆和混凝土的制备：将处理过的再生混凝土骨料颗粒制成再生砂浆和混凝土。说明书 CN 104045251 A 3 2/4 页 4 0007 本发明二氧化碳与再生混凝土骨料表面附着的硬化水泥浆体中的氢氧化钙和水化硅酸钙反应，生成碳酸钙和硅胶，反应产物可增加固相体积，提高附着水泥浆体的密实度，减小再生混凝土骨料的吸水率和压碎值，提高强度，可以替代天然骨料用到新拌水泥砂浆或混凝土中，混凝土循环利用，节约资源。 0008 CO2强化处理再生混凝土骨料，将温室气体 CO2运用到强化再生混凝土骨料中，不仅有效利用了工业废气，而且强。

10、化了再生混凝土骨料。硬化的混凝土很容易发生碳化反应，具体来说是空气中的 CO2容易渗入混凝土的孔隙中，与硬化水泥浆体中的氢氧化钙和水化硅酸钙反应。而采用 CO2强化再生混凝土骨料正是以碳化反应为基础，将水泥浆体的碳化运用到强化措施中。 0009 研究表明， CO2强化处理能有效提高再生混凝土骨料的物理力学性能。本发明得到的经 CO2强化处理后的再生混凝土骨料制成的砂浆，与未经处理的再生混凝土骨料制成的砂浆相比，砂浆早期强度可提高 20.1%-22.0%，后期强度可提高 12.1%-13.9% ； 28d 的干燥收缩值可减小 7.8%-16.7% ； 28d 吸水率可减。

11、小 7.7%-13.3%。附图说明 0010 图 1 是本发明实施例 1 再生混凝土骨料经 CO2强化处理前后的的差热图。具体实施方式 0011 下面通过具体实施例对本发明作进一步阐述。应该说明的是，不得将下述实施例解释为对本发明内容的限制。 0012 实施例 1 本实施例包括以下步骤：（1）再生混凝土骨料：将 C30 的混凝土梁破碎、筛分，获得粒径范围为 0.16-2.5mm 的再生混凝土细骨料（G），密封保存；（2） CO2强化处理：将再生混凝土细骨料（G）放在密闭容器中，控制容器的相对湿度 60%、 CO2体积浓度 20%，碳化 6 天；未。

12、完全碳化的再生混凝土骨料为 4，将得到的经 CO2强化处理的再生混凝土骨料（G-CI）密封保存；（3）再生砂浆的制备：将处理过的再生混凝土骨料颗粒制成再生砂浆。 0013 经 CO2强化处理前后的再生混凝土骨料的差热曲线如图 1 所示。从图 1 可见：经 CO2强化处理后，再生混凝土骨料的 Ca(OH)2含量减小了 2.51%， CaCO3含量增加了 5.20%。 0014 再生混凝土骨料性能试验检测本发明 CO2强化处理对再生混凝土骨料性能的影响，采用普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准中砂的表观密度、吸水率和压碎值等测试方法，对 CO2强化处理前后的。

13、再生混凝土骨料对比分析。结果表明采用 CO2强化处理能有效提高再生混凝土骨料的表观密度，减小吸水率和压碎指标值。 0015 说明书 CN 104045251 A 4 3/4 页 5 CO2强化处理对再生砂浆性能的影响将本实施例得到的经 CO2强化处理前后的再生混凝土骨料以及天然骨料，按照胶砂比 1:1.8、 1:2.25，水灰比 0.5 分别制成砂浆试件。采用 TYA-300B 型微型控制加载试验机测试 3 天， 28 天水泥胶砂抗压强度，结果如表 2 所示。 0016 表 2 结果表明采用 CO2强化处理后的再生混凝土骨料制成的砂浆，其 3 天、 28 天强度增加 12.1%-22.0%。 0017 采用BC-300型比长仪测试砂浆试件的干燥收缩值，如表3所示，结果表明经CO2强化处理后的再生混凝土骨料制成的砂浆，其干燥收缩值减小 7.8%-18.2%。 0018 测试砂浆试件 28d 的吸水率，结果如表 4 所示，结果表明经 CO2强化处理后的再生混凝土骨料制成的砂浆，其吸水率减小 7.7%-13.3%。 0019 说明书 CN 104045251 A 5 4/4 页 6 说明书 CN 104045251 A 6 1/1 页 7 图 1 说明书附图 CN 104045251 A 7 。

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