CN100586891C - 一种路用水泥混凝土橡胶颗粒表面改性剂 - Google Patents

Abstract

一种路用水泥混凝土橡胶颗粒表面改性剂，涉及一种用于路用水泥混凝土的废旧橡胶颗粒表面改性剂组成。其配比组成如下：γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷0-15%wt，双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物0.1-10%wt，乙烯基三乙氧基硅烷0.1-25%wt，水50-99.8%wt。本发明的原料来源广泛，价格低，组成简单，制作方便，可在废橡胶颗粒加工厂或混凝土拌制地对橡胶颗粒进行改性处理，改性橡胶颗粒可直接在潮湿状态包装出厂，也可经适当干燥处置后再包装出厂。经改性处理后的废橡胶颗粒配制的水泥混凝土，与未经改性剂处理的橡胶颗粒水泥混凝土相比，在同流动性情况下，可使抗压强度提高20%-40%、抗折强度提高10%-30%、弯曲韧性可提高30%-50%，具有很大的实际应用价值和社会价值。

Description

一种路用水泥混凝土橡胶颗粒表面改性剂

技术领域

本发明涉及一种废旧橡胶颗粒表面改性剂，通过该改性剂进行改性的废旧橡胶用于路用水泥混凝土时，既可消化利用废旧橡胶，又能改善路面的结构和使用性能。属于材料科学与工程科学技术领域。

背景技术

随着汽车工业的迅速发展，废旧轮胎产生量也逐年增多。据有关统计，2005年我国汽车保有量为3300万辆，废旧轮胎产生量约为1.2亿条。预计到2010年，我国的汽车保有量将达到7000万辆，废旧轮胎的产生量将达到两亿条。如果废旧轮胎处理不当，会造成严重的环境污染和资源浪费。如何处理日益增加的废旧橡胶，已成为一个全球共同关注的问题。

目前处理废旧橡胶的方式主要有以下三种：堆积填埋、焚烧和回收利用。堆积填埋不但污染环境、传染疾病，而且容易引起火灾；焚烧会造成严重的大气污染。回收利用是一种比较好的处理方式，既可以减少环境污染，也能节约资源。国内在橡胶的综合回收和加工利用方面尚处于初期，因此大多数废旧橡胶只能露天堆放，得不到合理有效利用。目前，我国对废旧轮胎的主要处理方式包括轮胎翻新、生产再生胶、生产胶粉三种。此外，热裂解作为从最终途径上完成轮胎资源的循环利用方式，已经在我国局部地区开始应用。但废旧橡胶的总体利用率仍不足20％，而且轮胎翻新和再生橡胶生产过程中使用的脱硫工艺污染大、能耗高，不利于环保。因此，如何合理有效回收利用废旧橡胶，是需要关注的课题。

目前，国内外废旧橡胶粉在沥青混凝土路面中有一定的应用，但是，废旧橡胶改性沥青的施工工艺复杂，胶粉掺量比较小，消化利用的废旧轮胎较少。自20世纪90年代起，美、英等发达国家为了解决日益增长的废旧橡胶轮胎的处理问题，开展了掺入橡胶颗粒的水泥混凝土路用性能的应用研究，结果表明将废旧橡胶粉碎成微粒掺加到混凝土，既可以消化利用废旧橡胶，减少环境污染，又能改善路面的结构性能和使用性能，如减震降噪、延性和韧性好等，但同时也会不同程度地降低其力学强度(如抗拉压强度、抗疲劳性能)，影响橡胶颗粒水泥混凝研究，如掺加硅灰、采用NaOH溶液浸泡橡胶颗粒、掺加PVA、硅烷偶联剂等，取得了一定的改性效果。但是，橡胶颗粒与水泥基材的界面粘结性能还有问题，影响了橡胶颗粒水泥混凝土在道路工程中的应用。

发明内容

本发明的目的在于公开一种用于路用水泥混凝土的橡胶颗粒表面改性剂，采用该改性剂处理废橡胶颗粒可使路用橡胶颗粒水泥混凝土物理力学性状得到明显改善，从而大大促进废橡胶颗粒在道路水泥混凝土中的应用，具有很大的经济意义和社会意义。

为了达到上述目的，本发明探索研究了废旧橡胶表面改性处理方法，以改善橡胶颗粒与水泥基材的界面粘结，提高橡胶颗粒水泥混凝土的强度，使路用橡胶颗粒水泥混凝土的物理力学性状得到明显改善。

本发明的路用水泥混凝土的橡胶颗粒表面改性剂的配比组成如下：

组分                                 ％wt

γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷    0-15

双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物     0.1-10

乙烯基三乙氧基硅烷                   0.1-25

水                                   50-99.8

该改性剂材料各组分的总量为100％wt。

具体配制方法如下：

按上述配比计量各组成材料，采用普通搅拌机，将各组分全部投入后搅拌10秒-30秒即可。

本发明具有如下优点：

1.本发明的改性剂的原料是市场购买的，来源较为广泛，价格较低，配比组成简单，加工制作简单方便。

2.本发明的路用水泥混凝土的橡胶颗粒表面改性剂可在废橡胶颗粒加工厂，也可在混凝土拌制地对橡胶颗粒进行处理；拌制时可直接将改性剂喷洒在橡胶颗粒表面，搅拌均匀即可；所拌制的改性橡胶颗粒可直接在潮湿状态包装出厂，也可经适当干燥处置后再包装出厂。

3.用本发明的路用水泥混凝土的橡胶颗粒表面改性剂处理后的废橡胶颗粒配制的水泥混凝土，与未经改性剂处理的橡胶颗粒水泥混凝土相比，在同流动性情况下，可使抗压强度提高20％-40％、抗折强度提高10％-30％、弯曲韧性可提高30％-50％，具有很大的实际应用价值和社会价值。

具体实施方式

实施例1

先按双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物∶乙烯基三乙氧基硅烷∶水＝0.1∶0.1∶99.8％wt计量，上述材料是市售的。然后采用普通搅拌机，将计量好的材料全部投入后搅拌10秒-30秒即可。经此配方改性剂处理后的橡胶颗粒配制的水泥混凝土与未经此配方改性剂处理的橡胶颗粒水泥混凝土相比，在同流动性情况下，可使抗压强度提高20％、抗折强度提高10％、弯曲韧性可提高30％。

实施例2

采用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷∶双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物∶乙烯基三乙氧基硅烷∶水＝1∶1∶1∶97％wt计量，上述材料是市售的。然后采用普通搅拌机，将计量好的材料全部投入后搅拌10秒-30秒即可。经此配方改性剂处理后的橡胶颗粒配制的水泥混凝土与未经处理的橡胶颗粒水泥混凝土相比，在同流动性情况下，可使抗压强度提高30％、抗折强度提高20％、弯曲韧性可提高30％。

实施例3

采用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷∶双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物∶乙烯基三乙氧基硅烷∶水＝5∶10∶10∶75％wt计量，上述材料是市售的。然后采用普通搅拌机，将计量好的材料全部投入后搅拌10秒-30秒即可。经此配方改性剂处理后的橡胶颗粒配制的水泥混凝土与未经处理的橡胶颗粒水泥混凝土相比，在同流动性情况下，可使抗压强度提高30％、抗折强度提高30％、弯曲韧性可提高40％。

实施例4

采用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷∶双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物∶乙烯基三乙氧基硅烷∶水＝10∶10∶20∶60％wt计量，上述材料是市售的。然后采用普通搅拌机，将计量好的材料全部投入后搅拌10秒-30秒即可。经此配方改性剂处理后的橡胶颗粒配制的水泥混凝土与未经处理的橡胶颗粒水泥混凝土相比，在同流动性情况下，可使抗压强度提高30％、抗折强度提高30％、弯曲韧性可提高50％。

实施例5

采用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷∶双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物∶乙烯基三乙氧基硅烷∶水＝15∶10∶25∶50％wt计量，上述材料是市售的。然后采用普通搅拌机，将计量好的材料全部投入后搅拌10秒-30秒即可。经此配方改性剂处理后的橡胶颗粒配制的水泥混凝土与未经处理的橡胶颗粒水泥混凝土相比，在同流动性情况下，可使抗压强度提高40％、抗折强度提高30％、弯曲韧性可提高50％。

Claims (1)

1、一种路用水泥混凝土橡胶颗粒表面改性剂，其配比组成如下：

组分                                    ％wt

γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷       0-15

双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物        0.1-10

乙烯基三乙氧基硅烷                      0.1-25

水                                      50-99.8

该改性剂材料各组分的总量为100％wt。