PVA粉末-PVA纤维复合改性橡胶混凝土及制备方法技术

本发明专利技术公开了PVA粉末‑PVA纤维复合改性橡胶混凝土及制备方法，包括水泥、细骨料、粗骨料、橡胶颗粒、硅灰、膨胀剂、PVA粉末、PVA纤维、水和减水剂；将所述水泥、细骨料、粗骨料、橡胶颗粒、硅灰、膨胀剂、PVA粉末、PVA纤维、水和减水剂按一定配比混合制成表观密度为2300kg/m

PVA Powder-PVA Fiber Composite Modified Rubber Concrete and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
PVA粉末-PVA纤维复合改性橡胶混凝土及制备方法
本专利技术涉及混凝土，特别涉及一种PVA粉末-PVA纤维复合改性橡胶混凝土及其制备方法。
技术介绍
汽车工业的迅速发展使得废旧轮胎所带来的回收和处理问题日益突出。废旧轮胎是固体废弃物的一种，被称为“黑色污染”，其回收和处理技术一直是世界性难题，也是环境保护的难题。将废旧橡胶颗粒作为骨料用于水泥混凝土材料是一种资源节约、环境友好的利用途径，不但能够大量利用废旧橡胶，而且为解决混凝土固有的脆性问题提供了新的方法。与沥青混凝土相比，橡胶混凝土刚度、强度明显高于前者，并且疲劳寿命长、耐水性好、抗冻性和抗滑性优良、抗腐蚀性能强，稳定性也比较好，更适合于繁重交通的路面和机场跑道，具有更广的应用范围。与传统混凝土相比，橡胶混凝土具有重量轻、韧性高、能量吸收多、抗裂性优越、隔音、隔热、抗震能力强的特点。这些特点使橡胶混凝土可广泛应用于建筑工程领域。但是，目前所有的试验研究均表明，掺加橡胶粒子会显著降低水泥基材料的强度。如何实现水泥基材料的抗裂、增韧而又不致对强度有明显的负面影响成为在混凝土中应用橡胶粒子的技术关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的橡胶混凝土的强度降低问题，提供一种PVA粉末-PVA纤维复合改性橡胶混凝土及其制备方法。本专利技术利用PVA的桥接特性改善橡胶混凝土的界面性质同时用PVA纤维的特性改善橡胶混凝土抗弯变形能力，提高橡胶混凝土的力学性能，从而改善橡胶混凝土的性能，可以在降低强度损失、提高韧性、防裂抗渗、提高耐久性等方面发挥作用，从而制成的高性能混凝土。本专利技术所采用的技术方案是：一种PVA粉末-PVA纤维复合改性橡胶混凝土，包括水泥、细骨料、粗骨料、橡胶颗粒、硅灰、膨胀剂、PVA粉末、PVA纤维、水和减水剂；所述水泥的用量为400kg/m3混凝土～500kg/m3混凝土，所述细骨料的用量为600kg/m3混凝土～800kg/m3混凝土，所述粗骨料的用量为800kg/m3混凝土～1000kg/m3混凝土，所述橡胶颗粒的用量为所述细骨料用量的10％～30％，所述硅灰的用量为所述水泥用量的0％～10％，所述膨胀剂的用量为所述水泥用量的0％～10％，所述PVA粉末的用量为水泥用量的0.15％～0.25％，所述PVA纤维的用量为所述水泥用量的0.5％～2％，所述水的用量为所述水泥用量的30％～50％，所述减水剂的用量为所述水泥用量的0.5％～2.0％，将所述水泥、细骨料、粗骨料、橡胶颗粒、硅灰、膨胀剂、PVA粉末、PVA纤维、水和减水剂混合制成表观密度为2300kg/m3～2400kg/m3的混凝土。进一步地，所述细骨料为细度模数2.3～3.0的中砂。进一步地，所述粗骨料为5mm～30mm连续级配的碎石或河卵石。进一步地，所述橡胶颗粒的最大粒径为2.5mm，平均粒径为1.05mm，密度为1120kg/m3，表观密度为1050kg/m3，吸水率小于10％。进一步地，所述硅灰的平均粒径为0.1μm～0.3μm。进一步地，所述膨胀剂采用能与水泥和水拌和后经水化反应生成钙矾石的硫铝酸钙类混凝土膨胀剂。进一步地，所述PVA纤维的长度为5mm～20mm。进一步地，所述减水剂采用聚羧酸系减水剂。本专利技术所采用的另一技术方案是：上述PVA粉末-PVA纤维复合改性橡胶混凝土的制备方法，包括以下步骤：步骤1，按照PVA粉末和水的用量，将PVA粉末溶于水中，配成PVA溶液；步骤2，按照橡胶颗粒和PVA纤维的用量，将橡胶颗粒和PVA纤维放入步骤1得到的PVA溶液中，并采用超声波分散若干分钟；步骤3，按配合比将水泥、细骨料、粗骨料、硅灰、膨胀剂和减水剂，以及步骤2分散后的含有橡胶颗粒和PVA纤维的PVA溶液倒入搅拌锅中，搅拌后浇筑到模具中浇筑成型，养护若干天后，得到PVA粉末-PVA纤维复合改性橡胶混凝土。进一步地，步骤1中，在配成PVA溶液过程中，先将PVA粉末放入容器中以75℃的温度加热5小时后使PVA粉末溶解于水，PVA粉末溶解后静置0.5小时制作成为PVA溶液并密封保存。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过提供一种PVA粉末-PVA纤维复合改性橡胶混凝土及其制备方法，利用PVA的桥接特性改善橡胶混凝土的界面性质同时用PVA纤维的特性改善橡胶混凝土抗弯变形能力，提高橡胶混凝土的力学性能，从而改善橡胶混凝土的性能，可以在降低强度损失、提高韧性、防裂抗渗、提高耐久性等方面发挥作用，从而制成的高性能橡胶混凝土。附图说明图1是本专利技术中PVA粉末-PVA纤维复合改性橡胶混凝土和普通橡胶混凝土在不同橡胶掺量下的抗压强度变化图。图2是本专利技术中PVA粉末-PVA纤维复合改性橡胶混凝土和普通橡胶混凝土在不同橡胶掺量下的抗折强度变化图。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：一种PVA粉末-PVA纤维复合改性橡胶混凝土，是由水泥、细骨料、粗骨料、橡胶颗粒、硅灰、膨胀剂、PVA粉末、PVA纤维、水和减水剂制成的；其中，所述水泥的用量为400kg/m3混凝土～500kg/m3混凝土，所述细骨料的用量为600kg/m3混凝土～800kg/m3混凝土，所述粗骨料的用量为800kg/m3混凝土～1000kg/m3混凝土，所述橡胶颗粒的用量为所述细骨料用量的10％～30％，所述硅灰的用量为所述水泥用量的0％～10％，所述膨胀剂的用量为所述水泥用量的0％～10％，所述PVA粉末的用量为所述水泥用量的0.15％～0.25％，所述PVA纤维的用量为所述水泥用量的0.5％～2.0％，所述水的用量为所述水泥用量的30％～50％，所述减水剂的用量为所述水泥用量的0.5％～2.0％，将所述水泥、细骨料、粗骨料、橡胶颗粒、硅灰、膨胀剂、PVA粉末、PVA纤维、水和减水剂混合制成表观密度为2300kg/m3～2400kg/m3的混凝土。所述水泥采用普通硅酸盐水泥，质量指标均符合标准。所述细骨料为细度模数2.3～3.0的中砂。所述粗骨料为5mm～30mm连续级配的碎石或河卵石。所述橡胶颗粒主要是通过各种废旧橡胶包括废橡胶、橡胶边角料、汽车垫带、汽车轮胎等废旧橡胶原料加工生产而来。本专利技术优先采用的橡胶颗粒的最大粒径为2.5mm，平均粒径为1.05mm，密度为1120kg/m3，表观密度为1050kg/m3，吸水率小于10％。硅灰作为“工业三废”之一，将其作为混凝土掺合料，不仅减少了水泥的使用量，有效缓解了世纪的能源问题、环境污染问题以及资源枯竭的问题，使混凝土更加具备绿色的特征，更加符合可持续发展的战略同时，本专利技术中选用的硅灰的平均粒径为0.1μm～0.3μm，相比普通水泥要低两个数量级，这就使得本专利技术中选用的硅灰具有很高的火山灰活性，火山灰反应起到微填料的作用，并使得孔隙细化，从而使得硬化浆体结构致密，同时由于硅灰的二次水化作用，新的水化硅酸钙凝胶体堵塞在毛细孔中，使毛细孔变小且不连续，大幅度提高了橡胶混凝土的密实性、强度、抗渗、抗冻等性能，本专利技术中硅灰的添加使得本专利技术中橡胶混凝土的各龄期抗压强度相比常规橡胶混凝土提高5％～15％。膨胀剂是指一种可以通过理化反应引起体积膨胀的材料，其体积膨胀可被应用于材料生产、无声爆破等多个领域。橡胶混凝土强度降低的一个主要原因是因为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PVA粉末‑PVA纤维复合改性橡胶混凝土，其特征在于，包括水泥、细骨料、粗骨料、橡胶颗粒、硅灰、膨胀剂、PVA粉末、PVA纤维、水和减水剂；所述水泥的用量为400kg/m

【技术特征摘要】
1.一种PVA粉末-PVA纤维复合改性橡胶混凝土，其特征在于，包括水泥、细骨料、粗骨料、橡胶颗粒、硅灰、膨胀剂、PVA粉末、PVA纤维、水和减水剂；所述水泥的用量为400kg/m3混凝土～500kg/m3混凝土，所述细骨料的用量为600kg/m3混凝土～800kg/m3混凝土，所述粗骨料的用量为800kg/m3混凝土～1000kg/m3混凝土，所述橡胶颗粒的用量为所述细骨料用量的10％～30％，所述硅灰的用量为所述水泥用量的0％～10％，所述膨胀剂的用量为所述水泥用量的0％～10％，所述PVA粉末的用量为所述水泥用量的0.15％～0.25％，所述PVA纤维的用量为所述水泥用量的0.5％～2％，所述水的用量为所述水泥用量的30％～50％，所述减水剂的用量为所述水泥用量的0.5％～2.0％，将所述水泥、细骨料、粗骨料、橡胶颗粒、硅灰、膨胀剂、PVA粉末、PVA纤维、水和减水剂混合制成表观密度为2300kg/m3～2400kg/m3的混凝土。2.根据权利要求1所述的一种PVA粉末-PVA纤维复合改性橡胶混凝土，其特征在于，所述细骨料为细度模数2.3～3.0的中砂。3.根据权利要求1所述的一种PVA粉末-PVA纤维复合改性橡胶混凝土，其特征在于，所述粗骨料为5mm～30mm连续级配的碎石或河卵石。4.根据权利要求1所述的一种PVA粉末-PVA纤维复合改性橡胶混凝土，其特征在于，所述橡胶颗粒的最大粒径为2.5mm，平均粒径为1.05mm，密度为1120kg/m3，表观密度为1050kg/m3，吸水率小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张津瑞，韩庆华，侯东帅，杨友志，杨荣伟，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12