一種橡膠集料混凝土的制作方法
【專利摘要】本發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硅氧烷類消泡劑采用普通混凝土拌合方法進行拌和，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。本發明克服了在傳統混凝土加入橡膠之后導致混凝土強度和勻質性降低的不足，保證混凝土在具有良好的彈性減震、降噪隔音、延性和韌性的同時又兼具傳統混凝土的強度和勻質特性，也進一步促進了廢舊橡膠的回收利用。
【專利說明】
一種橡膠集料混凝土
技術領域
[0001 ]本發明屬于混凝土技術領域，尤其涉及一種摻有橡膠的混凝土。
【背景技術】
[0002] 中國是世界上最大的橡膠消費國，又是橡膠資源極度匱乏的國家。據統計，目前全 世界每年約有十幾億條輪胎報廢，其中北美大約占4億條，西歐占近2億條，日本1億條，而我 國年生產輪胎已超過8億條，廢舊輪胎超過4億條。2012年，中國汽車產量和銷量均超過1800 萬輛，生產所需輪胎的橡膠消耗量達到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90%，日本的回收率也高達87%。盡管中國輪胎生產量和 廢舊輪胎產生量基數大且增長迅速，但廢舊輪胎經正規渠道回收部分不足50%，這相比于 歐洲發達國家的回收率相差甚遠。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。以報廢汽車輪胎為代表的廢舊橡膠綜合利用，對緩解國內 消費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橡膠制品或在瀝青混凝土中使用；2)脫硫生產再 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， 受到越來越多的關注。混凝土是建設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，傳統水泥混凝土因抗拉強度低、變形值小、脆性大、容易開裂等特點一直被認 為是一種脆性材料，其斷裂特點也與一般脆性材料類似，而研究發現在傳統混凝土中添加 橡膠能有效改變這一系列缺陷，由此便產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良特性，例如輕質、彈性減震、降噪隔音、延性和韌性好等，許多學者因 其良好的韌性而稱之為"彈性混凝土"。當然，橡膠集料混凝土也相應地存在諸如強度較低 和勻質性差(橡膠集料上浮）的問題，極大地制約了實際應用，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度的改善，可以通過提高橡膠顆粒的強度實現，也 可以通過橡膠顆粒表面改性實現。但是，提高橡膠顆粒的強度不僅難以實現而且容易削弱 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度進行改善，并同時對勻質性進行研究便顯得 十分重要。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于解決上述技術問題，提供一種橡膠集料混凝土，該混凝土具有 良好的勻質性和較高的強度，利于橡膠集料混凝土的推廣使用，同時也促進了廢舊橡膠的 回收處理。
[0004] 本發明的技術方案如下：
[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 劑和有機硅氧烷類消泡劑采用普通混凝土拌合方法進行拌和，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 質量分數分別為1 %和2 %。
[0008] 進一步地，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] 進一步地，還包括9 %的UEA膨脹劑。
[0010]本發明的有益效果:本發明針對在傳統混凝土中摻入橡膠拌和而成的橡膠集料混 凝土在強度和勻質性上的不足，采用無水乙醇對橡膠集料進行改性后再拌和來增強混凝土 的力學性能，提高強度，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，彌補橡膠集料混凝土勻質性差，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、延性和韌性的同時又兼具傳統混凝土的強度和勻質特性，同時 也促進了廢舊橡膠的回收利用，解決了廢舊橡膠污染問題。
【具體實施方式】
[0011]以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明 書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。
[0012] 下面結合實施例對本發明作進一步說明：
[0013] 實施例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驗 方法標準》規定的方法拌合成型。
[0014] 實施例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驗方法標準》規定的方法拌合 成型。
[0015] 實施例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驗方法標準》規定的方法拌合 成型。
[0016] 進一步地，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，在上 述三個實施例的基礎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， 仍可得到強度和勻質性較佳的混凝土。
[0017] 進一步地，為更好地達到提高混凝土強度和勻質性的效果，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量分數分別為1%和2%。
[0018] 進一步地，由于增稠劑可以提高物系黏度，使物系保持均勻的穩定的懸浮狀態或 乳濁狀態，或形成凝膠，有利于提高混凝土的勻質性，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，其價格也越貴，此處，考慮到增稠效果和價 格的雙重因素，以達到更好的性價比，特選用分子量為800萬的聚丙烯酰胺作為增稠劑，經 測試，聚丙烯酰胺的添加量對混凝土勻質性的影響如下表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，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;PAM摻量為0.5%時，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性；當摻量大于 0.5%時，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]上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟 悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因 此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
【主權項】
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 和有機硅氧烷類消泡劑采用普通混凝土拌合方法進行拌和，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. 根據權利要求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. 根據權利要求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量分數分別為1%和2%。4. 根據權利要求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. 根據權利要求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】重慶建工住宅建設有限公司