[发明专利]一种抗冲击的生态混凝土的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新型混凝土材料技术领域。具体涉及一种掺加了表面改性的 废橡胶轮胎颗粒的混凝土材料的制备方法。该种混凝土的抗冲击性能显著高 于同等强度的普通混凝土和表面未改性的橡胶集料混凝土，同时混凝土的工 作性能良好。

背景技术

混凝土的抗冲击性能是评价混凝土动力特性优劣的一个重要方面。受振 动和抗冲击抗爆炸结构物，如公路路面、高抗震地区建筑的基础工程、火车 的路基轨枕等，对混凝土的抗冲击性能提出了更高的要求。但普通水泥混凝 土在应用过程中易开裂，抗拉强度低、抗冲击能力差，常常导致混凝土在满 足抗压强度要求的情况下，仍然发生破坏。为解决这一问题，国内外研究人 员进行了很多尝试，目前常用的提高混凝土的抗冲击性能的方法是纤维增强， 但纤维和本身也是通过消耗大量资源而生产的，于资源、环境不友好，价格 昂贵，而且纤维的掺入会导致混凝土难于搅拌，工作性差。

废旧橡胶是固体工业废弃物的一种，近年来橡胶工业和汽车工业的大发 展，但是同时也产生了大量的废弃橡胶轮胎等废弃橡胶材料，我国2007年的 废旧轮胎产生量也超过1亿条，其中约有20％没有回收利用。利用废弃橡胶颗 粒作为水泥混凝土的组成材料制备橡胶集料混凝土是回收利用废旧橡胶的一 条重要途经，因此橡胶集料混凝土是一种环境友好的生态混凝土。已有研究 表明，与普通混凝土相比，橡胶集料混凝土具有许多独特的优点，比如：弹 性模量低、变形性能优越、重量轻、热膨胀系数低等。但是目前还没有关于 橡胶集料作为一种抗冲击混凝土的报道，本发明探讨了橡胶集料混凝土的抗 冲击性能，并提出了其科学的配合比。此外，还采用橡胶集料——混凝土界 面改性剂对橡胶颗粒表面进行了预处理改性，进一步提高了优化设计后的橡 胶集料混凝土的抗冲击性能。

发明内容

针对普通混凝土抗冲击能力差的不足，本发明公开了一种抗冲击能力好 的橡胶集料混凝土的制备技术与方法。与普通混凝土和普通橡胶集料混凝土 相比，抗冲击性能显著提高，并且混凝土工作度优良。

为了实现上述目的，本发明的具体配方如下：

水泥350～500kg/m³；水150～250kg/m³；细集料200～295kg/m³；粗集 料1105～1200kg/m³；减水剂4～8kg/m³；界面改性剂5.4～6kg/m³；橡胶集 料150kg/m³；

其中对各组分的品质要求如下：

水泥：普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥32.5或42.5；

粗集料：5～30mm连续级配的碎石或河卵石；

细集料：细度模数2.3～3.0中砂；

橡胶集料：粒径分布在2～5mm之间，轮胎外胎或内胎切碎分级所得；

减水剂为聚羧酸系高效减水剂；

界面改性剂为苯乙烯-丙烯酸脂-有机硅偶联剂共聚物、乙烯-醋酸乙烯脂 共聚物、PVA偶联剂混合物，质量配比为1∶1∶1；

按上述配合比取橡胶集料和界面改性剂，先将界面改性剂完全溶解于 40～90℃温水中，静置30秒后，投入橡胶集料，混合均匀，风干装袋待用；

按上述配合比称取水泥和界面改性后的橡胶集料投入搅拌机，搅拌均匀；

按上述配合比称取粗集料、细集料、减水剂投入搅拌机，搅拌均匀；

浇捣成型养护28～60天。

本发明混凝土具有抗冲击性能好，强度较高，施工性能较好等特点，是 一种比较理想的抗冲击混凝土，可以广泛用于基础工程、火车的路基轨枕等 各种承受冲击荷载的结构。此外，该种混凝土可以大量利用废弃橡胶轮胎， 具有绿色环保等特点，是一种生态混凝土，推广应用前景广阔。

具体实施方式

作为对比的基准普通混凝土、未经过界面改性剂处理的普通橡胶集料混 凝土和本发明的抗冲击橡胶集料混凝土的配合比(每立方米混凝土中各种材 料的重量，单位kg/m³)和抗冲击能力见表1、表2。水泥为P.O42.5普通硅酸盐 水泥，砂为细度模数2.8中砂，石子为5～25mm连续级配的碎石，橡胶集料的平 均粒径2mm，3mm和5mm三种，高效减水剂为聚羧酸系高效减水剂。具体实 施方法如前所述。