一种具备抗冲击性能的免蒸压改性橡胶混凝土制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具备抗冲击性能的免蒸压管桩混凝土及其制备方法，所述混凝土的原材料包括胶凝材料、砂石、橡胶纤维、减水剂和水，将橡胶纤维等体积替换砂石加入混凝土中，可以提高混凝土韧性，尤其是橡胶纤维经浅层碳化，可以获得更好的混凝土的强度保持和良好的韧性，本发明专利技术配比保证预应力高强管桩混凝土强度等级的基础上改善免蒸压混凝土的脆性，增强其极限变形能力，提高其抗冲击性能。提高其抗冲击性能。提高其抗冲击性能。

A preparation method of non autoclaved modified rubber concrete with impact resistance

【技术实现步骤摘要】
一种具备抗冲击性能的免蒸压改性橡胶混凝土制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料领域，特别涉及一种具备抗冲击性能的免蒸压改性橡胶混凝土制备方法。

技术介绍

[0002]国家经济的发展促进了建筑工程和基础设施的建设，与之密切相关的预制混凝土管桩产业也得到充分的发展。据不完全统计，国内目前从事预制混凝土管桩生产的企业已超过 500家，年总产量已增长到突破3亿米，并以10％左右年增幅率增长。
[0003]目前预制混凝土管桩的养护技术主要有两种，一种为高压釜蒸压养护(蒸压养护)，另一种为常压蒸汽养护(免蒸压养护)。由于免蒸压养护不仅可以减少生产工序，节约固定资产成本，而且能大量减少不可能源如煤、石油等消耗，实现节能减排，故越来越受到关注。
[0004]但实际工程中管桩主要通过低成本污染小的锤击施工为主，高强混凝土具有脆性指数高的固有属性，抗冲击性能弱，在液压振动锤的反复冲击作用下，免蒸压混凝土管桩容易出现损伤甚至开裂，造成内部钢筋裸露在空气中，易受到腐蚀，严重影响管桩的力学性能及使用寿命。提高免蒸压混凝土的抗冲击性能不仅可提高构件的安全性，还可为免蒸压养护工艺的普及起到促进作用，实现节能减排。
[0005]针对该问题，本课题组为了实现免蒸压管桩混凝土的早强特性，尝试加入许多掺合物，如矿渣粉，硅粉，微珠，减水剂等，这些掺合物能够改善管桩混凝土的和易性、提高混凝土的耐久性等优点，但若是直接投入生产，成本往往非常巨大。每年全球产生大量的废轮胎，废轮胎的回收利用成为研究热点，废轮胎改性硅酸盐水泥混凝土越来越受到重视，将部分骨料替换为废轮胎橡胶使得混凝土具有非常高的韧性，本课题组也进行不同掺杂量及粒径的橡胶粒对混凝土的静态抗压强度的影响及力学性能，加入橡胶颗粒能够提高混凝土韧性，却以降低混凝土强度为代价。
[0006]针对现有技术不足，提供一种具备抗冲击性能的免蒸压高强混凝土管桩材料及制备方法以克服现有技术不足甚为必要。

技术实现思路

[0007]为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种具备抗冲击性能的免蒸压管桩混凝土及其制备方法。
[0008]本专利技术的目的通过以下技术方案实现。
[0009]一种具备抗冲击性能的免蒸压管桩混凝土，所述混凝土的原材料包括胶凝材料、砂石、橡胶纤维、减水剂和水。
[0010]所述胶凝材料为水泥和掺合料，胶凝材料在混凝土中的用量为400
‑
500kg/m3，优选为 470kg/m3，水胶比为0.19～0.22；
[0011]所述掺合料为矿渣粉和硅粉，优选为S95级矿渣粉和进口98硅粉，矿渣粉比表面积
为400
‑
450m2/kg，优选为412m2/kg，用量为胶凝材料总质量的25
‑
40％，优选为30％，硅粉比表面积为15
‑
30m2/kg，优选为21m2/kg，用量为胶凝材料总质量的5
‑
10％，优选为 10％；
[0012]所述砂石在混凝土中的用量为1784kg/m3～1925kg/m3，其中砂石的含砂率为 31.6％～36.6％；
[0013]所述减水剂用量为胶凝材料总质量的1.0
‑
1.5％，优选为1.2％；
[0014]所述橡胶纤维来自废旧橡胶轮胎的机械切割得到，橡胶纤维的长径比为2
‑
10，直径为 2mm
‑
10mm，抗拉强度为20
‑
25MPa，优选长径比为5，以内掺法等体积替换骨料中的砂石，替换率为5
‑
20％，优选为10％。
[0015]优选的，橡胶纤维经过特定碳化改性，所述特定碳化改性是将橡胶纤维在惰性气氛下，无氧高温处理10
‑
30min，使得橡胶纤维仅表面浅层碳化，使得橡胶纤维能够加强在混凝土中的结合程度，减少因加入弹性橡胶后，混凝土强度降低程度。所述浅层碳化，是指碳化深度以橡胶纤维表面向中心半径的1/6
‑
1/5。
[0016]上述方法中，水泥为华润水泥有限公司生产的P.II 42.5R硅酸盐水泥；减水剂为江门强力建材科技有限公司生产的QL
‑
PC5型聚羧酸高效减水剂，固含量40％；砂石为细度模数2.8的二区中砂。
[0017]上述方法中，所述具备抗冲击性能免蒸压混凝土带模养护时间为12～13小时；所述混凝土带模养护包括静停段、升温段和恒温段，其中静停段的时间不低于5h；升温段时间不低于2h；恒温段的恒温温度为85℃～90℃，时间不低于10h。
[0018]优选的，制备方法包括以下步骤：
[0019](1)对砂石进行晾晒，使砂石的含水率低于2％；
[0020](2)按照原料的份数分别对砂石、硅酸盐水泥、矿渣粉、硅粉、橡胶纤维、减水剂和水进行重量的称重；
[0021](3)将骨料混合物即砂石、水泥、矿渣粉、硅粉、橡胶纤维放入搅拌机中进行搅拌均匀，搅拌时间为60～90s，这一步主要将橡胶纤维搅拌均匀，避免遇水成团的的情况出现；
[0022](4)骨料搅拌均匀后加入称号的减水剂与水，继续搅拌，搅拌时间为120～150s；
[0023](5)获得混凝土装入铁制模具中，并在阴凉处静置5～8小时；
[0024](6)将步骤(5)的混凝土放入初始温度约50℃的蒸汽池中，随后升温并保持12小时的恒温环境；
[0025](7)待蒸汽池温度降下来后即可开池取出免蒸压混凝土。
[0026]优选的，橡胶纤维的改性包括以下步骤：称取一定量的橡胶纤维，放置于反应器，通入氮气置换空气，快速升温至300
‑
400℃，保温10
‑
30min，冷却，收集获得。
[0027]本专利技术还公开了如下技术方案：
[0028]一种具备抗冲击性能的免蒸压管桩混凝土，其特征在于：所述混凝土的原材料包括胶凝材料、砂石、橡胶纤维、减水剂和水；
[0029]所述胶凝材料为水泥和掺合料，胶凝材料在混凝土中的用量为400
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500kg/m3，所述掺合料为矿渣粉和硅粉，矿渣粉用量为胶凝材料总质量的25
‑
40％，硅粉用量为胶凝材料总质量的5
‑
10％；
[0030]所述砂石在混凝土中的用量为1784kg/m3～1925kg/m3，其中砂石的含砂率为31.6％～36.6％；
[0031]所述减水剂用量为胶凝材料总质量的1.0
‑
1.5％；
[0032]所述橡胶纤维，来自废旧橡胶轮胎的机械切割得到，以内掺法等体积替换骨料中的砂石，替换率为5
‑
20％；
[0033]水胶比为0.19～0.22。
[0034]所述减水剂为聚羧酸缓释型减水剂，用量为胶凝材料总质量的1.2％；
[0035]矿渣粉为S95级，矿渣粉比表面积为400
‑
450m2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具备抗冲击性能的免蒸压管桩混凝土，其特征在于：所述混凝土的原材料包括胶凝材料、砂石、橡胶纤维、减水剂和水；所述胶凝材料为水泥和掺合料，胶凝材料在混凝土中的用量为400
‑
500kg/m3，所述掺合料为矿渣粉和硅粉，矿渣粉用量为胶凝材料总质量的25
‑
40％，硅粉用量为胶凝材料总质量的5
‑
10％；所述砂石在混凝土中的用量为1784kg/m3～1925kg/m3，其中砂石的含砂率为31.6％～36.6％；所述减水剂用量为胶凝材料总质量的1.0
‑
1.5％；所述橡胶纤维，来自废旧橡胶轮胎的机械切割得到，以内掺法等体积替换骨料中的砂石，替换率为5
‑
20％；水胶比为0.19～0.22。2.根据权利要求1所述一种具备抗冲击性能的免蒸压管桩混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸缓释型减水剂，用量为胶凝材料总质量的1.2％；矿渣粉为S95级，矿渣粉比表面积为400
‑
450m2/kg，用量为胶凝材料总质量30％；硅粉为98硅粉，硅粉比表面积为15
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30m2/kg，用量为胶凝材料总质量的10％；优选矿渣粉比表面积为412m2/kg，硅粉比表面积21m2/kg。3.根据权利要求1所述一种具备抗冲击性能的免蒸压管桩混凝土，其特征在于：所述橡胶纤维的长径比为2
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10，直径为2mm
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10mm，抗拉强度为20
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25MPa。4.根据权利要求1所述一种具备抗冲击性能的免蒸压管桩混凝土，其特征在于：橡胶纤维以内掺法等体积替换骨料中的砂石，替换率为10％。5.根据权利要求3所述一种具备抗冲击性能的免蒸压管桩混凝土，其特征在于：所述橡胶纤维的长径比为5，直径为10mm。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邝家昌，张建军，谢浩，罗永刚，吴礼明，蓝盛，刘锋，熊哲，李丽娟，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：