一种固定粒径的级配橡胶粉混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种固定粒径的级配橡胶粉混凝土及其制备方法，所述固定粒径级配橡胶混凝土是指采用特定粒径区间范围的橡胶粉取代细骨料中对应的粒径范围，维持细骨料现有级配不变。组成原材料包括：普通硅酸盐水泥、河砂、橡胶集料、NaOH溶液、碎石、水。本发明专利技术旨在解决橡胶集料取代前后无法维持含橡胶粉的细骨料的级配完整的问题。该方法制备的级配橡胶混凝土工作性能得到了显著提升，力学性能改善较为明显，韧性和耐久性更好。本发明专利技术通过维持含橡胶粉的细骨料级配连续与完整，得到了满足工程实践使用的级配橡胶粉配合比，将为解决废旧轮胎处理困难和天然骨料短缺提供新动能。胎处理困难和天然骨料短缺提供新动能。

【技术实现步骤摘要】
一种固定粒径的级配橡胶粉混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及新型建筑材料领域，具体涉及一种固定粒径的级配橡胶粉混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]当前，随着全球交通运输业的不断发展，每年产生的废旧轮胎的数量以亿条为单位，并且保持逐年增长的趋势。数以亿计的废旧轮胎对环境的压力可想而知，废旧轮胎堆放的过程中还容易引起火灾和滋生细菌。因此，如何科学有效的处理成为了各国学者研究的热点。同时，随着我国城镇化进程快速推进，对天然骨料的需求也将急剧上升。若将废旧轮胎研磨成特定粒径的橡胶粉，替换混凝土中的天然细骨料，既为了废旧轮胎的处理寻求到了一种科学的处理方式，同时又能够缓解天然骨料短缺所带来的困扰。
[0003]橡胶混凝土凭借其韧性高、抗冲击性能强等优势正受到许多科研人员的关注，进行了一系列的试验研究。但都因橡胶取代细骨料以后，导致混凝土的抗压强度低、收缩较大、耐久性较差等问题处于搁置状态，被用于一些非承重结构中。究其原因主要是因为橡胶加入后与水泥浆体之间的粘结较差，并且橡胶自身弹性模量较低。
[0004]而目前已有研究中，橡胶主要以取代细骨料为主。现有研究中均采用固定粒径或部分连续级配橡胶粉定量取代全级配天然细骨料，而这样的取代方式将导致取代部分的集料级配不连续，导致混凝土内部孔径分布不均匀，力学性能劣化。

技术实现思路

[0005]针对现有研究中橡胶粉取代天然细骨料后，无法维持含橡胶粉的细骨料的级配连续与完整的问题，本文提出了一种固定粒径的级配橡胶粉混凝土及其制备方法。/>[0006]本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种固定粒径的级配橡胶粉混凝土及其制备方法，按照重量份数计算，包括下述原料：
[0008]水泥420份、细骨料553.5
‑
615份、橡胶粉24.78份、粗骨料1194份、水210 份。
[0009]优选地，所述水泥为P
·
O42.5普通硅酸盐水泥。
[0010]优选地，所述细骨料为2区级配中砂，细度模数为2.69。
[0011]优选地，所述的细骨料的累计筛余百分率分别为4.75：2.36：1.18：0.60： 0.30：0.15＝0％：10.1％：29.2％：50.2％：79.4％：100％。
[0012]优选地，所述橡胶粉为废旧橡胶粉，粒径区间为0
‑
0.3mm、0.3
‑
0.6mm、 0.6
‑
1.18mm、1.18
‑
2.36mm以及2.36
‑
4.75mm之间。
[0013]优选地，所述粗骨料为碎石，最大粒径为20mm，其中5
‑
10mm的碎石约37％， 10
‑
20mm的碎石约63％。
[0014]第二方面，本专利技术提供一种固定粒径的级配橡胶粉混凝土及其制备方法，包括如下步骤：
[0015](1)首先将橡胶粉放入NaOH溶液中浸泡，之后采用自来水清洗，直至PH 值达到7，将橡胶粉通风晾干备用；
[0016](2)随机选取三份等质量的细骨料样品进行筛分试验，统计各筛孔剩余百分率，之后将三次测试得到的结果进行平均化处理，得到本次试验细骨料的级配曲线。细骨料的累计筛余百分率分别为4.75：2.36：1.18：0.60：0.30：0.15＝0％： 10.1％：29.2％：50.2％：79.4％：100％。
[0017](3)按量称取所需细骨料进行筛分，按照粒径0
‑
0.30mm、0.30
‑
0.60mm、 0.60
‑
1.18mm、1.18
‑
2.36mm、2.36
‑
4.75mm共5个区段进行划分备用；
[0018](4)按量称取所需橡胶粉，并定量取代步骤(3)中5个区段中的任意一个区段，之后按照步骤(2)中的级配曲线将细骨料按照级配进行混合，得到包含橡胶骨料的级配细骨料；
[0019](5)按量称取水泥，与含橡胶骨料的级配细骨料混合后，加入强制式搅拌机搅拌均匀，随后依次加入按量称取的粗骨料、水，搅拌均匀即可；
[0020](6)将步骤(5)所得混凝土装入模具后放置再振动台上，振捣均匀后标准养护，得到橡胶混凝土。
[0021]优选地，所述NaOH溶液的浓度为1mol/L，采用固含量为96％氢氧化钠片状固体配置而成。
[0022]优选地，所述在NaOH溶液中浸泡时间为1个小时，且每隔10分钟搅拌1 次。
[0023]优选地，在筛分试验中，三份细骨料样品均为500g。
[0024]本专利技术的有益效果为：
[0025]1、针对现有橡胶混凝土中抗压强度低、耐久性较差、收缩性较大等问题，提出了一种固定粒径的级配橡胶粉混凝土及其制备方法。该方式从橡胶集料取代细骨料过程后无法保证取代部分级配连续性的问题着手，提出了采用固定粒径的橡胶集料定量取代细骨料颗粒级配中的某一区段，从而保证取代前后细骨料级配的连续性。该方法有利于减小橡胶颗粒取代细骨料后导致力学性能劣化的程度，提高橡胶混凝土内部孔径分布均匀，减小橡胶混凝土收缩，使得橡胶混凝土的力学和耐久性能得到较大程度提升。
[0026]2、本专利技术中通过橡胶颗粒取代天然细骨料，使得混凝土的延性和抗冲击性能得到了显著提高，同时，通过优化橡胶集料的取代方式和添加微硅粉进一步弥补了由于橡胶颗粒的加入导致混凝土力学性能下降的影响。
[0027]3、本专利技术涉及的橡胶颗粒来自于废旧轮胎再处理、再利用。橡胶颗粒取代混凝土中的天然细骨料，将有利于减小天然骨料的消耗。因此，本专利技术将为废旧轮胎的处理和天然骨料的短缺问题的解决提供参考。
具体实施方式
[0028]为了更清楚的说明本专利技术，对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本专利技术的可实施范围的限定。
[0029]本专利技术通过调整橡胶粉的取代方式，优化混凝土内部孔径分布，提高其力学和动力性能。提出了固定橡胶粉粒径取代细骨料级配中某一区段，维持其余区段不变的取代方式。通过试验研究对级配混凝土的各项力学和动力性能指标进行综合评价。本专利技术研究旨
在解决橡胶粉混凝土力学性能劣化提供相应的解决方法，推动橡胶粉混凝土在实际工程中的进一步应用。同时，也期望为橡胶粉混凝土的后续发展提供相应的参考和依据。
[0030]本次专利技术首次以橡胶取代部分的颗粒级配出发，提出橡胶颗粒取代细骨料前后应保证级配的连续性这一概念。所述的橡胶级配混凝土在力学性能、耐久性、收缩性等方面都得到了显著提高，将为橡胶混凝土的实际工程应用提供参考。同时，本专利技术专利为废旧轮胎再处理再利用以及天然骨料短缺的问题提供发展新动能。
[0031]结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。
[0032]实施例1
[0033]一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固定粒径的级配橡胶粉混凝土，其特征在于，按照重量份数计算，包括下述原料：水泥420份、细骨料553.5
‑
615份、粗骨料1194份、橡胶粉24.78份和水210份；其中，橡胶粉粒径为0
‑
0.30mm，用于取代天然细骨料中粒径为0
‑
0.30mm的区段；或橡胶粉粒径为0.30
‑
0.60mm，用于取代天然细骨料中粒径为0.30
‑
0.60mm的区段；或橡胶粉粒径为0.60
‑
1.18mm，用于取代天然细骨料中粒径为0.60
‑
1.18mm的区段；或橡胶粉粒径为1.18
‑
2.36mm，用于取代天然细骨料中粒径为1.18
‑
2.36mm的区段；或橡胶粉粒径为2.36
‑
4.75mm，用于取代天然细骨料中粒径为2.36
‑
4.75mm的区段。2.根据权利要求1所述的一种固定粒径的级配橡胶粉混凝土，其特征在于，所述水泥为P
·
O42.5普通硅酸盐水泥。3.根据权利要求1所述的一种固定粒径的级配橡胶粉混凝土，其特征在于，所述细骨料为2区级配中砂，细度模数为2.69。4.根据权利要求1所述的一种固定粒径的级配橡胶粉混凝土及其制备方法，其特征在于，所述的细骨料的累计筛余百分率分别为4.75：2.36：1.18：0.60：0.30：0.15＝0％：10.1％：29.2％：50.2％：79.4％：100％。5.根据权利要求1所述的一种固定粒径的级配橡胶粉混凝土，其特征在于，所述橡胶粉为废旧轮胎研磨得到，粒径区间为0
‑
0.3mm、0.3
‑
0.6mm、0.6
‑
1.18mm、1.18

【专利技术属性】
技术研发人员：任凤鸣，莫金旭，王庆，叶耀鸿，田时雨，赖楚麟，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：