本发明专利技术公开了一种改性橡胶颗粒抗冲磨超高韧性混凝土，它以水泥、粉煤灰微珠、硅灰、机制砂、改性橡胶颗粒、混杂纤维、界面增强剂、复合膨胀剂、减缩降粘型减水剂和水为主要原料制备而成。本发明专利技术所述改性橡胶颗粒抗冲磨超高韧性混凝土具有优异的抗冲击韧性和耐磨蚀性能，体积稳定性好，且新老混凝土界面粘结强度高；可广泛地应用于桥梁桥墩等水工建筑物施工和修补加固领域，提高桥墩等水工建筑物承载能力和服役寿命，降低维修维护成本，同时实现废弃物的有效利用，解决我国石英砂、河砂资源匮乏等问题，具有重要经济和环境效益。
A modified rubber particle impact wear-resistant ultra-high toughness concrete and its preparation method
【技术实现步骤摘要】
一种改性橡胶颗粒抗冲磨超高韧性混凝土及其制备方法
本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种改性橡胶颗粒抗冲磨超高韧性混凝土及其制备方法。
技术介绍
我国西部山区地势复杂，多深沟峡谷，桥梁建设数量巨大，而山区多发泥石流、洪水等自然灾害，泥沙和石块等固体碎屑物流速快、流量大，破坏力强，桥墩等水工建筑物在山洪、泥石流冲磨和动荷载耦合作用下，服役一到两年，普遍出现钢筋保护层混凝土冲磨脱落和裂缝等问题，造成巨大安全隐患和较高的维修成本。而常规水工建筑物施工和修补加固材料强度低，抗冲击韧性和耐磨蚀性能差，不能满足西部山区复杂环境下工程实际的需要。超高性能混凝土具有优异的力学性能和抗冲击/冲磨性能，是理想的桥墩等水工建筑物施工和修补加固材料，但仍然存在如下技术问题：1)超高性能混凝土在制备过程中胶凝材料用量高，早期收缩大，严重影响混凝土结构的体积稳定性；2)水胶比低，超细颗粒用量较高，因而表现出粘性大和坍落度损失大的缺点，不利于浇筑施工；3)新老混凝土之间界面粘结能力差；诸多不足限制了其在桥墩等水工建筑物施工和修补加固领域的应用。因此，急需进一步提供一种抗冲磨超高性能混凝土，使混凝土在具备低收缩、抗冲击韧性、耐磨蚀性能好，新老混凝土界面粘结强度高等优点的同时，可兼具良好的工作性能、体积稳定性能，以更好地服役于西部山区复杂环境下桥墩等水工建筑物施工及修补加固领域。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种改性橡胶颗粒抗冲磨超高韧性混凝土，其工作性能良好、低收缩，抗冲击韧性、耐磨蚀性能好，且新老混凝土界面粘结强度高；涉及的制备方法简单、成本低，具有重要的实际推广价值。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种改性橡胶颗粒抗冲磨超高韧性混凝土，各组分及其含量包括：水泥700～800kg/m3，粉煤灰微珠150～200kg/m3，硅灰150～200kg/m3，机制砂900～1080kg/m3，改性橡胶颗粒23～50kg/m3，混杂纤维160～200kg/m3，减水剂34～38kg/m3，界面增强剂5～58kg/m3，复合膨胀剂46～69kg/m3，水207～220kg/m3；其中混杂纤维由镀铜平直钢纤维、多锚点钢纤维和PVA纤维混合而成。根据上述方案，所述界面增强剂为可分散胶粉或水性环氧树脂。优选的，所述可分散胶粉的用量为5～20kg/m3，所述水性环氧树脂的用量为11.5～57.5kg/m3。根据上述方案，所述可分散胶粉为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其粒径为70～90μm，固含量含量≥95％，表观密度400～600g/L；所述水性环氧树脂是阴离子型水性环氧树脂。根据上述方案，所述镀铜平直钢纤维、多锚点钢纤维、PVA纤维的质量比为(6～8):(1～2):(1～2)；多锚点钢纤维、PVA纤维分别占混杂纤维总质量的10～20％；多锚点钢纤维、PVA纤维均占混杂纤维总质量的10～20％，余量为镀铜平直钢纤维。根据上述方案，镀铜平直钢纤维的公称长度为10～16mm，当量直径为0.18～0.35mm，断裂强度≥2000MPa，弹性模量为200～220GPa；所述多锚点钢纤维公称长度为23～29mm，当量直径为0.45～0.55mm，断裂强度≥1000MPa，弹性模量210～230GPa；所述PVA纤维公称长度为10～12mm，当量直径0.18～0.20mm，断裂强度≥950MPa，弹性模量为≥15GPa，断裂伸长率10％～15％，无吸水性。根据上述方案，改性橡胶颗粒由废弃橡胶颗粒经NaOH溶液浸泡处理(20～50min)得到，其表观密度1000～1200kg/m3，为1～3mm连续级配。优选的，所述改性橡胶颗粒依次经NaOH溶液(20～50min)和kh570乙醇溶液(20～40min)浸泡处理得到。根据上述方案，所述NaOH溶液浓度为5～20wt％；所述kh570乙醇溶液中kh570的浓度为1～5wt％。根据上述方案，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂，其固含量≥20％，减水率≥20％。根据上述方案，所述复合膨胀剂的制备方法包括以下步骤：1)将石灰石、铝矾土按(1～1.5):1的质量比复合，置于高温炉中，控制煅烧温度为1350～1500℃，保温时间为30～50min；然后煅烧所得混合物与硬石膏按(2.5～3):1的质量比混合研磨至比表面积≥300m2/kg，制得HCSA型膨胀剂；2)将菱镁矿置于高温炉中，控制煅烧温度为1000～1100℃，保温时间为25～30min，将煅烧后的产物研磨，过200目方孔筛，控制其粒度在45～75μm，制得MgO型膨胀剂；3)将步骤1)制得的HCSA型膨胀剂与步骤2)制得的MgO型膨胀剂和硬石膏按(6～7):(2～3):(1～2)的质量比进行复配，制得复合膨胀剂。根据上述方案，所述机制砂的母岩强度≥100MPa，1～4.75mm连续级配，表观密度2650～2980kg/m3，石粉含量5～8％，含泥量＜0.5％，压碎值20～25％，MB值＜1.40。根据上述方案，所述水泥为P·O42.5或P·O52.5硅酸盐水泥。根据上述方案，所述粉煤灰微珠比表面积≥1300m2/kg，28d活性指数≥90％，烧失量≤5.0％，需水量比≤90％。根据上述方案，所述硅灰中SiO2质量含量≥90％，比表面积≥19500m2/kg，28d活性指数≥105％。根据上述方案，所述水为普通自来水，符合《混凝土用水标准》(JGJ63-2006)的要求。上述一种改性橡胶颗粒抗冲磨超高韧性混凝土的制备方法，包括如下步骤：1)按配比称取各原料，各组分及其含量包括：水泥700～800kg/m3，粉煤灰微珠150～200kg/m3，硅灰150～200kg/m3，机制砂900～1080kg/m3，改性橡胶颗粒23～50kg/m3，混杂纤维160～200kg/m3，减水剂34.5～37.95kg/m3，界面增强剂5～58kg/m3，复合膨胀剂46～69kg/m3，水207～220kg/m3；2)将机制砂、水泥、硅灰和粉煤灰微珠加入混凝土搅拌机预拌均匀；倒入改性橡胶颗粒搅拌均匀；倒入水和减水剂搅拌均匀，加入复合膨胀剂搅拌均匀，得到混合料；当混合料变成粘流状态后均匀加入混杂纤维搅拌均匀，再加入界面增强剂搅拌均匀；最后进行装模、振捣、成型后，表面覆盖不透水的薄膜进行薄膜养护，然后拆模进行标准养护或蒸汽养护，即得所述改性橡胶颗粒抗冲磨超高韧性混凝土。本专利技术所得改性橡胶颗粒抗冲磨超高韧性混凝土，标准养护下28d抗压强度≥120MPa，28d抗折强度≥25MPa，与C40混凝土界面粘结强度≥3MPa，56d收缩≤350×10-6，28d抗冲磨强度≥160h/(kg/m2)(DLT5150-2001《水工混凝土试验规程》水下钢球法)；可有效提高混凝土的抗冲击韧性、耐磨蚀性能、新老混凝土界面粘结强度，具有良好的工作性能、力学性能以及体积稳定性，并可实现废弃物废旧轮胎的有效利用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改性橡胶颗粒抗冲磨超高韧性混凝土，其特征在于，各组分及其含量包括：水泥700～800kg/m
【技术特征摘要】
1.一种改性橡胶颗粒抗冲磨超高韧性混凝土，其特征在于，各组分及其含量包括：水泥700～800kg/m3，粉煤灰微珠150～200kg/m3，硅灰150～200kg/m3，机制砂900～1080kg/m3，改性橡胶颗粒23～50kg/m3，混杂纤维160～200kg/m3，减水剂34～38kg/m3，界面增强剂5～58kg/m3，复合膨胀剂46～69kg/m3，水207～220kg/m3；其中混杂纤维由镀铜平直钢纤维、多锚点钢纤维和PVA纤维混合而成。
2.根据权利要求1所述的改性橡胶颗粒抗冲磨超高韧性混凝土，其特征在于，所述界面增强剂为可分散胶粉或水性环氧树脂。
3.根据权利要求2所述的改性橡胶颗粒抗冲磨超高韧性混凝土，其特征在于，所述可分散胶粉的用量为5～15kg/m3，所述水性环氧树脂的用量为11.5～57.5kg/m3。
4.根据权利要求2所述的改性橡胶颗粒抗冲磨超高韧性混凝土，其特征在于，所述可分散胶粉为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其粒径为70～90μm，固含量≥95％，表观密度400～600g/L；所述水性环氧树脂为阴离子型水性环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的改性橡胶颗粒抗冲磨超高韧性混凝土，其特征在于，所述镀铜平直钢纤维、多锚点钢纤维、PVA纤维的质量比为(6～8):(1～2):(1～2)；多锚点钢纤维、PVA纤维分别占混杂纤维总质量的10～20％。
6.根据权利要求1所述的改性橡胶颗粒抗冲磨超高韧性混凝土，其特征在于，所述镀铜平直钢纤维的公称长度为10～16mm，当量直径为0.18～0.35mm，断裂强度≥2000MPa，弹性模量为200～220GPa；所述多锚点钢纤维公称长度为23～29mm，当量直径为0.45～0.55mm，断裂强度≥1000MPa，弹性模量210～230GPa；所述PVA纤维公称长度为10～12mm，当量直径0.18～0.20mm，断裂强度≥950MPa，弹性模量为≥15GPa，断裂伸长率10～15％，无吸水性。
7.根据权利要求1所述的改性橡胶颗粒抗冲磨超高韧性混凝土，其特征在于，所述改性橡胶颗粒由废弃橡胶颗粒经NaOH溶液浸泡处...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐思钰，
申请(专利权)人：徐思钰，
类型：发明
国别省市：四川;51
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