一種橡膠集料混凝土的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種橡膠集料混凝土，由水泥、水、粉煤灰、石子、砂、橡膠集料、聚羧酸系高效減水劑和有機(jī)硅氧烷類消泡劑采用普通混凝土拌合方法進(jìn)行拌和，其中，水和水泥重量之比為0.40—0.5；所述橡膠集料采用無水乙醇進(jìn)行改性，其改性步驟為：(1)將橡膠集料放在無水乙醇中浸泡23—25小時(shí)后過濾，(2)用自來水清洗浸泡過的橡膠集料顆粒的表面，(3)將清洗后的橡膠集料在60℃—70℃溫度下烘干。本發(fā)明克服了在傳統(tǒng)混凝土加入橡膠之后導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度和勻質(zhì)性降低的不足，保證混凝土在具有良好的彈性減震、降噪隔音、延性和韌性的同時(shí)又兼具傳統(tǒng)混凝土的強(qiáng)度和勻質(zhì)特性，也進(jìn)一步促進(jìn)了廢舊橡膠的回收利用。
【專利說明】
一種橡膠集料混凝土
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于混凝土技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種摻有橡膠的混凝土。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國是世界上最大的橡膠消費(fèi)國，又是橡膠資源極度匱乏的國家。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全 世界每年約有十幾億條輪胎報(bào)廢，其中北美大約占4億條，西歐占近2億條，日本1億條，而我 國年生產(chǎn)輪胎已超過8億條，廢舊輪胎超過4億條。2012年，中國汽車產(chǎn)量和銷量均超過1800 萬輛，生產(chǎn)所需輪胎的橡膠消耗量達(dá)到1086萬噸，占全球38.8%。美國廢舊汽車輪胎的回收 率為77%，芬蘭的回收利用率已達(dá)90%，日本的回收率也高達(dá)87%。盡管中國輪胎生產(chǎn)量和 廢舊輪胎產(chǎn)生量基數(shù)大且增長迅速，但廢舊輪胎經(jīng)正規(guī)渠道回收部分不足50%，這相比于 歐洲發(fā)達(dá)國家的回收率相差甚遠(yuǎn)。不僅如此，中國90%以上廢舊輪胎來自民間個體收購。大 量的廢舊輪胎被隨處丟棄、露天堆放，或大量流入小作坊進(jìn)行翻新和土法煉油，不但存在巨 大的安全隱患，占用寶貴的土地資源，而且其焚燒后產(chǎn)生的二公式英等有毒有害成分會污 染空氣，并加劇霧霾天氣的生成。以報(bào)廢汽車輪胎為代表的廢舊橡膠綜合利用，對緩解國內(nèi) 消費(fèi)需求增長帶來的資源短缺及緊張局面有重要意義。目前處理廢舊輪胎常用的方法主要 有：1)將輪胎破碎成橡膠纖維或粉末生產(chǎn)橡膠制品或在瀝青混凝土中使用；2)脫硫生產(chǎn)再 生膠;3)-些特殊用途，比如制造碳黑、燃料油等。但是上述方法處理效果均不理想，或者處 理量十分有限，基于此，如何大量、環(huán)保的處理廢舊橡膠，減少廢舊橡膠的占地和污染問題， 受到越來越多的關(guān)注?；炷潦墙ㄔO(shè)工程中常用的一種建筑材料，我國每年的混凝土使用 量十分巨大，傳統(tǒng)水泥混凝土因抗拉強(qiáng)度低、變形值小、脆性大、容易開裂等特點(diǎn)一直被認(rèn) 為是一種脆性材料，其斷裂特點(diǎn)也與一般脆性材料類似，而研究發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)混凝土中添加 橡膠能有效改變這一系列缺陷，由此便產(chǎn)生了橡膠集料混凝土，與普通混凝土相比，橡膠集 料混凝土具有許多優(yōu)良特性，例如輕質(zhì)、彈性減震、降噪隔音、延性和韌性好等，許多學(xué)者因 其良好的韌性而稱之為"彈性混凝土"。當(dāng)然，橡膠集料混凝土也相應(yīng)地存在諸如強(qiáng)度較低 和勻質(zhì)性差(橡膠集料上?。┑膯栴}，極大地制約了實(shí)際應(yīng)用，從而也削減了其對廢舊橡膠 回收利用的功能。對于橡膠集料混凝土強(qiáng)度的改善，可以通過提高橡膠顆粒的強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)，也 可以通過橡膠顆粒表面改性實(shí)現(xiàn)。但是，提高橡膠顆粒的強(qiáng)度不僅難以實(shí)現(xiàn)而且容易削弱 橡膠柔性帶來的正面影響，因此，從橡膠集料表面改性入手，尋找有效的表面改性劑和合理 的表面改性方法對改善橡膠集料混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行改善，并同時(shí)對勻質(zhì)性進(jìn)行研究便顯得 十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問題，提供一種橡膠集料混凝土，該混凝土具有 良好的勻質(zhì)性和較高的強(qiáng)度，利于橡膠集料混凝土的推廣使用，同時(shí)也促進(jìn)了廢舊橡膠的 回收處理。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0005] -種橡膠集料混凝土，由水泥、水、粉煤灰、石子、砂、橡膠集料、聚羧酸系高效減水 劑和有機(jī)硅氧烷類消泡劑采用普通混凝土拌合方法進(jìn)行拌和，其中，水和水泥重量之比為 0.40-0.5;所述橡膠集料采用無水乙醇進(jìn)行改性，其改性步驟為：（1)將橡膠集料放在無水 乙醇中浸泡23-25小時(shí)后過濾，（2)用自來水清洗浸泡過的橡膠集料顆粒的表面，（3)將清 洗后的橡膠集料在60°C - 70°C溫度下烘干。
[0006] 進(jìn)一步地，所述無水乙醇采用氫氧化鈉或酸性高錳酸鉀替代。
[0007] 進(jìn)一步地，所述氫氧化鈉體積濃度為10 %，酸性高錳酸鉀中的高錳酸鉀和硝酸的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1 %和2 %。
[0008] 進(jìn)一步地，還包括聚丙烯酰胺，且聚丙烯酰胺占所有配料比重不高于0.5%。
[0009] 進(jìn)一步地，還包括9 %的UEA膨脹劑。
[0010]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明針對在傳統(tǒng)混凝土中摻入橡膠拌和而成的橡膠集料混 凝土在強(qiáng)度和勻質(zhì)性上的不足，采用無水乙醇對橡膠集料進(jìn)行改性后再拌和來增強(qiáng)混凝土 的力學(xué)性能，提高強(qiáng)度，并通過采用〇. 40-0.5的水灰比來改善橡膠集料在混凝土中的分布 率，彌補(bǔ)橡膠集料混凝土勻質(zhì)性差，橡膠集料易上浮的缺陷，從而使橡膠集料混凝土在具有 良好的彈性減震、降噪隔音、延性和韌性的同時(shí)又兼具傳統(tǒng)混凝土的強(qiáng)度和勻質(zhì)特性，同時(shí) 也促進(jìn)了廢舊橡膠的回收利用，解決了廢舊橡膠污染問題。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明 書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0012] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
[0013] 實(shí)施例1:按水泥450份、水180份、粉煤灰109份、石子1078份、砂417份、橡膠集料 80份、聚羧酸系高效減水劑2.18份和有機(jī)硅氧烷類消泡劑0.27份的配重備齊配料，此處水 灰比（即水和水泥重量之比）為0.4,在拌和之前，將橡膠集料采用無水乙醇進(jìn)行改性，其改 性步驟為：（1)將橡膠集料放在無水乙醇中浸泡23小時(shí)后過濾，（2)用自來水清洗浸泡過的 橡膠集料顆粒的表面，（3)將清洗后的橡膠集料在60°C溫度下烘干后備用。將烘干后的橡膠 集料與其他配料加入攪拌儀器中，然后按照GB/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能實(shí)驗(yàn) 方法標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的方法拌合成型。
[0014] 實(shí)施例2:按水泥400份、水180份、粉煤灰109份、石子1078份、砂417份、橡膠集料80 份、聚羧酸系高效減水劑2.18份和有機(jī)硅氧烷類消泡劑0.27份的配重備齊配料，此處水灰 比0.45，在拌和之前，將橡膠集料采用無水乙醇進(jìn)行改性，其改性步驟為：（1)將橡膠集料放 在無水乙醇中浸泡24小時(shí)后過濾，（2)用自來水清洗浸泡過的橡膠集料顆粒的表面，（3)將 清洗后的橡膠集料在65°C溫度下烘干后備用。將烘干后的橡膠集料與其他配料加入攪拌儀 器中，然后按照GB/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能實(shí)驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的方法拌合 成型。
[0015] 實(shí)施例3:按水泥360份、水180份、粉煤灰109份、石子1078份、砂417份、橡膠集料80 份、聚羧酸系高效減水劑2.18份和有機(jī)硅氧烷類消泡劑0.27份的配重備齊配料，此處水灰 比0.5，在拌和之前，將橡膠集料采用無水乙醇進(jìn)行改性，其改性步驟為：（1)將橡膠集料放 在無水乙醇中浸泡25小時(shí)后過濾，（2)用自來水清洗浸泡過的橡膠集料顆粒的表面，（3)將 清洗后的橡膠集料在70°C溫度下烘干后備用。將烘干后的橡膠集料與其他配料加入攪拌儀 器中，然后按照GB/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能實(shí)驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的方法拌合 成型。
[0016] 進(jìn)一步地，上述無水乙醇可采用氫氧化鈉或酸性高錳酸鉀替代，具體操作時(shí)，在上 述三個實(shí)施例的基礎(chǔ)上將無水乙醇替換為氫氧化鈉或酸性高錳酸鉀，其他操作步驟不變， 仍可得到強(qiáng)度和勻質(zhì)性較佳的混凝土。
[0017] 進(jìn)一步地，為更好地達(dá)到提高混凝土強(qiáng)度和勻質(zhì)性的效果，上述氫氧化鈉溶液的 體積濃度為10%，酸性高錳酸鉀溶液中的高錳酸鉀和硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1%和2%。
[0018] 進(jìn)一步地，由于增稠劑可以提高物系黏度，使物系保持均勻的穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)或 乳濁狀態(tài)，或形成凝膠，有利于提高混凝土的勻質(zhì)性，因此在混凝土中還添加有聚丙烯酰胺 (PAM)，聚丙烯酰胺是丙烯酰胺單體在引發(fā)劑作用下均聚或共聚所得聚合物，分子量從400 萬至1200萬不等，分子量越大增稠效果越明顯，其價(jià)格也越貴，此處，考慮到增稠效果和價(jià) 格的雙重因素，以達(dá)到更好的性價(jià)比，特選用分子量為800萬的聚丙烯酰胺作為增稠劑，經(jīng) 測試，聚丙烯酰胺的添加量對混凝土勻質(zhì)性的影響如下表1:
[0019] 表1
[0021 ]由表1可知，PAM在0-0.7 %的摻量范圍內(nèi)對新拌混凝土的坍落度影響不大，但會 明顯影響橡膠集料的分布率。從表1中可以看出，在〇-0.5%的范圍內(nèi)，隨著PAM摻量的增 加，橡膠集料的分布率差值減小，混凝土整體均勻性增強(qiáng);PAM摻量為0.5%時(shí)，橡膠集料的 上浮量相比于未摻PAM降低了80%，大幅度改善了橡膠集料混凝土的勻質(zhì)性；當(dāng)摻量大于 0.5%時(shí)，增大PAM的摻量，橡膠集料的分布率差值變化不明顯，說明PAM的摻量不宜大于 0.5%〇
[0022]進(jìn)一步地，為改善橡膠集料混凝土的塑性收縮和早期開裂狀況，特在混凝土中摻 入了占所有配料比重的9%的UEA膨脹劑。
[0023]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟 悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因 此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種橡膠集料混凝土，由水泥、水、粉煤灰、石子、砂、橡膠集料、聚羧酸系高效減水劑 和有機(jī)硅氧烷類消泡劑采用普通混凝土拌合方法進(jìn)行拌和，其特征在于:水和水泥重量之 比為0.40~0.5;所述橡膠集料采用無水乙醇進(jìn)行改性，其改性步驟為：（1)將橡膠集料放在 無水乙醇中浸泡23~25小時(shí)后過濾，（2)用自來水清洗浸泡過的橡膠集料顆粒的表面，（3) 將清洗后的橡膠集料在60 °C~70 °C溫度下烘干。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述橡膠集料混凝土，其特征在于:所述無水乙醇采用氫氧化鈉或酸 性高錳酸鉀替代。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述橡膠集料混凝土，其特征在于:所述氫氧化鈉體積濃度為10 %， 酸性高錳酸鉀中的高錳酸鉀和硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1%和2%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述橡膠集料混凝土，其特征在于:還包括聚丙烯酰胺，且聚丙烯酰 胺占所有配料比重不高于〇. 5 %。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述橡膠集料混凝土，其特征在于:還包括UEA膨脹劑且其占所有配 料比重的9%。
【文檔編號】C04B111/20GK106045388SQ201610355242
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】陳怡宏, 楊凱, 張意, 葉建雄, 陳果, 段文川, 伍任雄
【申請人】重慶建工住宅建設(shè)有限公司