[发明专利]一种再生钢纤维混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种再生钢纤维混凝土，各组分及其所占重量份数包括：水泥322～358份，砂550～615份，粉煤灰110～156份，石936～972份，轮胎橡胶集料66～104份，减水剂12～14份，水142～160份，改性钢纤维92～138份，其中所述改性钢纤维通过将废轮胎中回收得到的再生钢纤维依次进行酸洗和木质素环氧树脂改性而成。本发明所得再生钢纤维混凝土在实现废弃轮胎资源化利用的基础上，可进一步表现出优异的力学性能和抗氯离子渗透性能，适合推广应用。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种再生钢纤维混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土材料由于其脆性特性，容易在应变条件发生开裂，目前主要通过引入钢筋、垫子、网格和纤维等手段来提升抗裂性能。钢纤维混凝土作为一种结构材料，通过将钢纤维随机分布在水泥基体中，用于解决水泥基复合材料的裂缝敏感性和脆性问题。然而考虑到工业钢铁纤维生产过程中产生的能耗和环境问题，有必要寻找可持续、高效替代高成本钢铁纤维的新型改性材料；其中再生钢纤维被认为是一种可替代工业钢纤维的环保、低成本材料。

废轮胎是目前回收钢纤维的主要来源，这些钢纤维已成功应用于建筑行业的结构材料中，具有良好的环保和经济效益。利用废纤维生产钢筋混凝土，可降低对工业钢纤维的生产需求，且其价格明显低于商业钢纤维。

目前，虽有一些将废弃轮胎回收再生钢纤维用于混凝土的研究，但在工业应用中仍存在一定问题：1)回收设施采用的技术的多变性使回收钢纤维难以达到均匀的几何形状，而实现钢纤维均匀分散的均质混凝土混合料也具有挑战性；2)与工业钢纤维相比，再生钢纤维的使用时间更长，在海洋等富氯环境中更容易腐蚀，导致基体相互作用的恶化和退化，最终导致混凝土强度下降，不利于保证所得混凝土制品的稳定性能；3)常规的回收钢纤维对混凝土性能的改进效果有限，需进一步配合其他功能性组分以实现较高性能混凝土的制备。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种再生钢纤维混凝土，通过对废旧轮胎进行回收利用和改性获得改性再生钢纤维，然后将其应用于混凝土中可制备兼具优异力学性能和抗裂性能的混凝土；且涉及的制备方法简单、成本低，可实现废旧轮胎的资源化利用，具有重要的经济和环境效益。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种再生钢纤维混凝土，各组分及其所占重量份数包括：水泥322～358份，砂550～615份，粉煤灰110～156份，石936～972份，轮胎橡胶集料66～104份，减水剂12～14份，水142～160份，改性钢纤维92～138份，所述改性钢纤维通过将废轮胎中回收得到的再生钢纤维依次进行酸洗和木质素环氧树脂改性而成。

上述方案中，所述砂的细度模数为3.0～3.7，石为5～20mm连续级配的碎石，粉煤灰为F类粉煤灰。

上述方案中，所述轮胎橡胶集料的粒径为1～2mm。

上述方案中，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。

上述方案中，所述再生钢纤维的长度为20～60mm，长径比为50～80。

上述方案中，所述改性钢纤维的具体制备步骤包括如下：

1)将从废轮胎中回收得到的再生钢纤维浸入混酸溶液中，进行酸洗处理，然后进行洗涤，烘干；

2)将4～6份四丁基溴化铵、2～3份木质素和1～3份环氧氯丙烷在80～90℃下反应3～5h，然后加入20～25份碱液、5～8份二甲基砜、50～60份酸洗处理后的再生钢纤维进行搅拌反应，干燥后得所述再生钢纤维。

上述方案中，所述混酸溶液由硝酸和氢氟酸按5～6:1的质量比混合而成。

上述方案中，所述酸洗处理温度为50～60℃，时间为30～45min。