專利名稱：一種抗沖擊的生態(tài)混凝土的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新型混凝土材料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種摻加了表面改性的廢橡膠輪胎顆粒的混凝土材料的制備方法。該種混凝土的抗沖擊性能顯著高于同等強(qiáng)度的普通混凝土和表面未改性的橡膠集料混凝土，同時(shí)混凝土的工作性能良好。

背景技術(shù)：
混凝土的抗沖擊性能是評(píng)價(jià)混凝土動(dòng)力特性優(yōu)劣的一個(gè)重要方面。受振動(dòng)和抗沖擊抗爆炸結(jié)構(gòu)物，如公路路面、高抗震地區(qū)建筑的基礎(chǔ)工程、火車的路基軌枕等，對(duì)混凝土的抗沖擊性能提出了更高的要求。但普通水泥混凝土在應(yīng)用過程中易開裂，抗拉強(qiáng)度低、抗沖擊能力差，常常導(dǎo)致混凝土在滿足抗壓強(qiáng)度要求的情況下，仍然發(fā)生破壞。為解決這一問題，國內(nèi)外研究人員進(jìn)行了很多嘗試，目前常用的提高混凝土的抗沖擊性能的方法是纖維增強(qiáng)，但纖維和本身也是通過消耗大量資源而生產(chǎn)的，于資源、環(huán)境不友好，價(jià)格昂貴，而且纖維的摻入會(huì)導(dǎo)致混凝土難于攪拌，工作性差。
廢舊橡膠是固體工業(yè)廢棄物的一種，近年來橡膠工業(yè)和汽車工業(yè)的大發(fā)展，但是同時(shí)也產(chǎn)生了大量的廢棄橡膠輪胎等廢棄橡膠材料，我國2007年的廢舊輪胎產(chǎn)生量也超過1億條，其中約有20％沒有回收利用。利用廢棄橡膠顆粒作為水泥混凝土的組成材料制備橡膠集料混凝土是回收利用廢舊橡膠的一條重要途經(jīng)，因此橡膠集料混凝土是一種環(huán)境友好的生態(tài)混凝土。已有研究表明，與普通混凝土相比，橡膠集料混凝土具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，比如彈性模量低、變形性能優(yōu)越、重量輕、熱膨脹系數(shù)低等。但是目前還沒有關(guān)于橡膠集料作為一種抗沖擊混凝土的報(bào)道，本發(fā)明探討了橡膠集料混凝土的抗沖擊性能，并提出了其科學(xué)的配合比。此外，還采用橡膠集料——混凝土界面改性劑對(duì)橡膠顆粒表面進(jìn)行了預(yù)處理改性，進(jìn)一步提高了優(yōu)化設(shè)計(jì)后的橡膠集料混凝土的抗沖擊性能。


發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)普通混凝土抗沖擊能力差的不足，本發(fā)明公開了一種抗沖擊能力好的橡膠集料混凝土的制備技術(shù)與方法。與普通混凝土和普通橡膠集料混凝土相比，抗沖擊性能顯著提高，并且混凝土工作度優(yōu)良。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體配方如下 水泥 350～500kg/m3 水150～250kg/m3 粗集料1000～1200kg/m3 細(xì)集料200～650kg/m3 高效減水劑0～8kg/m3 界面改性劑1.8～6kg/m3 橡膠集料 50～200kg/m3 其中對(duì)各組分的品質(zhì)要求如下 水泥普通硅酸鹽水泥和硅酸鹽水泥32.5或42.5； 粗集料5～30mm連續(xù)級(jí)配的碎石或河卵石； 細(xì)集料細(xì)度模數(shù)2.3～3.0中砂； 橡膠集料粒徑分布在2～5mm之間，輪胎外胎或內(nèi)胎切碎分級(jí)所得； 減水劑為聚羧酸系高效減水劑； 界面改性劑為苯乙烯-丙烯酸脂-有機(jī)硅偶聯(lián)劑共聚物、乙烯-醋酸乙烯脂共聚物、PVA偶聯(lián)劑混合物，質(zhì)量配比為1∶1∶1； 按上述配合比取橡膠集料和界面改性劑，先將界面改性劑完全溶解于40～90℃溫水中，靜置30秒后，投入橡膠集料，混合均勻，風(fēng)干裝袋待用； 按上述配合比稱取水泥和界面改性后的橡膠集料投入攪拌機(jī)，攪拌均勻； 按上述配合比稱取粗集料、細(xì)集料、減水劑投入攪拌機(jī)，攪拌均勻； 澆搗成型養(yǎng)護(hù)28～60天。
本發(fā)明混凝土具有抗沖擊性能好，強(qiáng)度較高，施工性能較好等特點(diǎn)，是一種比較理想的抗沖擊混凝土，可以廣泛用于基礎(chǔ)工程、火車的路基軌枕等各種承受沖擊荷載的結(jié)構(gòu)。此外，該種混凝土可以大量利用廢棄橡膠輪胎，具有綠色環(huán)保等特點(diǎn)，是一種生態(tài)混凝土，推廣應(yīng)用前景廣闊。

具體實(shí)施例方式 作為對(duì)比的基準(zhǔn)普通混凝土、未經(jīng)過界面改性劑處理的普通橡膠集料混凝土和本發(fā)明的抗沖擊橡膠集料混凝土的配合比(每立方米混凝土中各種材料的重量，單位kg/m3)和抗沖擊能力見表1、表2。水泥為P.O42.5普通硅酸鹽水泥，砂為細(xì)度模數(shù)2.8中砂，石子為5～25mm連續(xù)級(jí)配的碎石，橡膠集料的平均粒徑2mm，3mm和5mm三種，高效減水劑為聚羧酸系高效減水劑。具體實(shí)施方法如前所述。
沖擊試驗(yàn)方法采用彎曲沖擊試驗(yàn)法，彎曲沖擊試驗(yàn)的試件尺寸為100mm×100mm×400mm，每組6個(gè)試件。自由落錘是一個(gè)實(shí)心圓柱體，橫截面直徑30mm，錘頭部為球面，錘重1.4kg。自由落錘的沖擊高度為400mm。梁兩端為簡支，凈跨340mm。落錘在鋼空心圓筒內(nèi)做自由落體運(yùn)動(dòng)，同時(shí)圓筒用于控制落錘下落高度。在圓筒底部墊一塊100mm×100mm×10mm的鋼板，避免落錘直接砸在混凝土梁表面上，防止混凝土產(chǎn)生凹陷和裂縫。每次沖擊從落錘自由下落開始，至落錘完全靜止為結(jié)束。如此反復(fù)多次進(jìn)行，直至試件破壞。試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定方法(1)初裂，梁從無裂縫至產(chǎn)生微裂縫；(2)破壞，梁橫向主裂縫貫穿至梁的上表面時(shí)稱梁發(fā)生了沖擊破壞，通過放大鏡用肉眼觀察裂縫是否貫穿至全截面來判斷梁的破壞。
本發(fā)明提供了6個(gè)實(shí)施例，分別為抗沖擊混凝土1-6。其配合比以及性能見表1以及表2。為了說明效果列舉了4個(gè)對(duì)比例，分別為表中的普通混凝土1-2，以及普通橡膠集料混凝土1-2。
表1混凝土的配合比

注括號(hào)內(nèi)為溶解改性劑所用的水的溫度，單位攝氏度。
表2混凝土的性能 注括號(hào)內(nèi)為養(yǎng)護(hù)天數(shù)。
權(quán)利要求
1.、一種抗沖擊的生態(tài)混凝土的制備方法，其特征在于
該混凝土的配合比為
水泥350～500kg/m3；水150～250kg/m3；細(xì)集料200～650kg/m3；粗集料1000～1200kg/m3；減水劑0～8kg/m3；界面改性劑1.8～6kg/m3；橡膠集料50～200kg/m3；
其中對(duì)各組分的品質(zhì)要求如下
水泥普通硅酸鹽水泥和硅酸鹽水泥32.5或42.5；
粗集料5～30mm連續(xù)級(jí)配的碎石或河卵石；
細(xì)集料細(xì)度模數(shù)2.3～3.0中砂；
橡膠集料粒徑分布在2～5mm之間，輪胎外胎或內(nèi)胎切碎分級(jí)所得；
減水劑為聚羧酸系高效減水劑；
界面改性劑為苯乙烯-丙烯酸脂-有機(jī)硅偶聯(lián)劑共聚物、乙烯-醋酸乙烯脂共聚物、PVA偶聯(lián)劑混合物，質(zhì)量配比為1∶1∶1；
按上述配合比取橡膠集料和界面改性劑，先將界面改性劑完全溶解于40～90℃溫水中，靜置30秒后，投入橡膠集料，混合均勻，風(fēng)干裝袋待用；
按上述配合比稱取水泥和界面改性后的橡膠集料投入攪拌機(jī)，攪拌均勻；
按上述配合比稱取粗集料、細(xì)集料、減水劑投入攪拌機(jī)，攪拌均勻；
澆搗成型養(yǎng)護(hù)28～60天。
全文摘要
一種抗沖擊的生態(tài)混凝土的制備方法屬于混凝土材料領(lǐng)域。針對(duì)普通混凝土抗沖擊能力差的不足，本發(fā)明首先采用橡膠—水泥石基體界面改性劑預(yù)處理橡膠集料，然后將一定比例的水泥、粗細(xì)集料、橡膠集料、水、外加劑等材料混合攪拌均勻，經(jīng)過一定齡期養(yǎng)護(hù)后制備而成。每立方米混凝土各成分比例范圍如下水泥350～500kg/m3；水150～250kg/m3；細(xì)集料200～650kg/m3；粗集料1000～1200kg/m3；高效減水劑0～8kg/m3；界面改性劑1.8～6kg/m3；橡膠集料50～200kg/m3。與普通混凝土和普通橡膠集料混凝土相比，本發(fā)明提出的混凝土抗沖擊性能顯著提高，混凝土工作度優(yōu)良，可以廣泛用于基礎(chǔ)工程、火車的路基軌枕等各種承受沖擊荷載的結(jié)構(gòu)，推廣應(yīng)用前景廣闊。
文檔編號(hào)C04B28/04GK101343166SQ20081011681
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者悅 李, 韓兆興, 金彩云, 閆子穎, 敏 王, 吳玉生 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)