一种抗冲击的生态混凝土的制备方法技术

一种抗冲击的生态混凝土的制备方法属于混凝土材料领域。针对普通混凝土抗冲击能力差的不足，本发明专利技术首先采用橡胶－水泥石基体界面改性剂预处理橡胶集料，然后将一定比例的水泥、粗细集料、橡胶集料、水、外加剂等材料混合搅拌均匀，经过一定龄期养护后制备而成。每立方米混凝土各成分比例范围如下：水泥３５０～５００ｋｇ／ｍ↑［３］；水１５０～２５０ｋｇ／ｍ↑［３］；细集料２００～６５０ｋｇ／ｍ↑［３］；粗集料１０００～１２００ｋｇ／ｍ↑［３］；高效减水剂０～８ｋｇ／ｍ↑［３］；界面改性剂１．８～６ｋｇ／ｍ↑［３］；橡胶集料５０～２００ｋｇ／ｍ↑［３］。与普通混凝土和普通橡胶集料混凝土相比，本发明专利技术提出的混凝土抗冲击性能显著提高，混凝土工作度优良，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，推广应用前景广阔。

Method for preparing impact resistant ecological concrete

The invention relates to a method for preparing an impact resistant ecological concrete, belonging to the field of concrete materials. Aiming at the shortage of ordinary concrete anti impact ability is poor, the invention first adopts the rubber cement matrix interfacial modifier pretreatment of rubber aggregate, then a certain proportion of cement, aggregate, rubber aggregate, water and additive materials such as mixing, after a certain period of time after preparation and maintenance. Every cubic meters of concrete components are as follows: cement ratio in the range of 350 ~ 500kg / M = 3; m = 150 ~ 250kg / water 3; fine aggregate 200 ~ 650kg / M = 3; coarse aggregate 1000 ~ 1200kg / M = 3; 0 ~ 8kg / superplasticizer M = 3; the interface modifier is 1.8 ~ 6kg / M = 3; rubber aggregate 50 ~ 200kg / M = 3. Compared with ordinary concrete and ordinary rubber aggregate concrete, the impact resistance of concrete performance significantly improved, excellent workability, can be widely used in foundation engineering, the structure of train sleeper roadbed etc. under impact load, promote the wide application prospects.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新型混凝土材料
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。
技术介绍
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，本专利技术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。
技术实现思路
针对普通混凝土抗冲击能力差的不足，本专利技术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，本专利技术的具体配方如下 水泥 350～500kg/m3 水150～250kg/m3 粗集料1000～1200kg/m3 细集料200～650kg/m3 高效减水剂0～8kg/m3 界面改性剂1.8～6kg/m3 橡胶集料 50～200kg/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。 本专利技术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。 具体实施例方式 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专利技术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。 冲击试验方法采用弯曲冲击试验法，弯曲冲击试验的试件尺寸为100mm×100mm×400mm，每组6个试件。自由落锤是一个实心圆柱体，横截面直径30mm，锤头部为球面，锤重1.4kg。自由落锤的冲击高度为400mm。梁两端为简支，净跨340mm。落锤在钢空心圆筒内做自由落体运动，同时圆筒用于控制落锤下落高度。在圆筒底部垫一块100mm×100mm×10mm的钢板，避免落锤直接砸在混凝土梁表面上，防止混凝土产生凹陷和裂缝。每次冲击从落锤自由下落开始，至落锤完全静止为结束。如此反复多次进行，直至试件破坏。试验结果评定方法(1)初裂，梁从无裂缝至产生微裂缝；(2)破坏，梁横向主裂缝贯穿至梁的上表面时称梁发生了冲击破坏，通过放大镜用肉眼观察裂缝是否贯穿至全截面来判断梁的破坏。 本专利技术提供了6个实施例，分别为抗冲击混凝土1-6。其配合比以及性能见表1以及表2。为了说明效果列举了4个对比例，分别为表中的普通混凝土1-2，以及普通橡胶集料混凝土1-2。 表1混凝土的配合比 注括号内为溶解改性剂所用的水的温度，单位摄氏度。 表2混凝土的性能 注括号内为养护天数。权利要求1.、，其特征在于该混凝土的配合比为水泥350～500kg/m3；水150～250kg/m3；细集料200～650kg/m3；粗集料1000～1200kg/m3；减水剂0～8kg/m3；界面改性剂1.8～6kg/m3；橡胶集料50～200kg/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。全文摘要属于混凝土材料领域。针对普通混凝土抗冲击能力差的不足，本专利技术首先采用橡胶—水泥石基体界面改性剂预处理橡胶集料，然后将一定比例的水泥、粗细集料、橡胶集料、水、外加剂等材料混合搅拌均匀，经过一定龄期养护后制备而成。每立方米混凝土各成分比例范围如下水泥350～500kg/m3；水150～250kg/m3；细集料200～650kg/m3；粗集料1000～1200kg/m3；高效减水剂0～8kg/m3；界面改性剂1.8～6kg/m3；橡胶集料50～200kg/m3。与普通混凝土和普通橡胶集料混凝土相比，本专利技术提出的混凝土抗冲击性能显著提高，混凝土工作度优良，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，推广应用前景广阔。文档编号C04B28/04GK101343166SQ20081011681公开日2009年1月14日 申请日期2008年7月18日 优先权日2008年7月18日专利技术者悦 李, 韩兆兴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗冲击的生态混凝土的制备方法，其特征在于：　该混凝土的配合比为：　水泥３５０～５００ｋｇ／ｍ↑［３］；水１５０～２５０ｋｇ／ｍ↑［３］；细集料２００～６５０ｋｇ／ｍ↑［３］；粗集料１０００～１２００ｋｇ／ｍ↑［３］；减水剂０～８ｋｇ／ｍ↑［３］；界面改性剂１．８～６ｋｇ／ｍ↑［３］；橡胶集料５０～２００ｋｇ／ｍ↑［３］；　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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李悦，韩兆兴，金彩云，闫子颖，王敏，吴玉生，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]