CN101774223B - 一种钢纤维橡胶钢渣再生骨料混凝土的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢纤维橡胶钢渣再生骨料混凝土的制备方法，该方法通过废旧混凝土通过破碎、分拣、筛分、清洗、干燥得到废旧混凝土再生骨料；废旧轮胎经过粗碎、分拣、清洗、干燥后得到钢纤维橡胶颗粒；钢渣经过破碎、筛分、磁选、风选分级后得到钢渣粉；然后将废旧混凝土再生骨料、钢纤维橡胶颗粒、水泥钢渣粉混合物、天然粗骨料、砂、水按比例搅拌；通过钢纤维橡胶颗粒改性能有效提高再生骨料混凝土的抗裂性能、保温性能及吸能降噪性能；通过钢渣粉改性能够改善新拌混凝土的工作性能和混凝土各龄期的收缩性能；能有效改善混凝土的抗渗性能、抗碳化能力、降低氯离子扩散速度；该材料是一种循环经济建筑材料，在不增加成本的基础上提高材料性能。
Description
技术领域
本发明属于建筑工程材料，具体涉及一种通过钢纤维橡胶颗粒与钢渣粉改性的再生骨料混凝土的制备方法。
背景技术
再生混凝土的开发和应用，可大量利用废弃的混凝土，经处理后作为循环再生骨料来替代天然骨料，从而减少建筑业对天然骨料的消耗；再生混凝土的开发应用还从根本上解决了天然骨料日益匮乏及大量混凝土废弃物造成生态环境日益恶化等问题，保证了人类社会的可持续发展。但废旧混凝土骨料较普通骨料密度小、吸水率大、强度低。由于再生骨料表面粘附的水泥砂浆较多，而水泥砂浆的强度较低，降低了再生骨料的强度；另一方面由于再生混凝土在使用一定的年限后，由于风化或空气腐蚀等环境影响，使得再生集料的强度较天然骨料的强度低。从而所生产的再生骨料混凝土强度、耐久性等性能也比普通混凝土低。
随着国民经济的发展，废旧橡胶制品日益增多，据统计，我国目前年消耗橡胶2万多吨，回收利用率不到30％。废旧橡胶不易降解，填埋后对环境的污染较大，焚烧也会带来大气污染，如何处理日益增加的废旧橡胶已经成为一个严重的环境问题。如果不能够合理的利用废旧橡胶，也会造成一种有效能源的浪费。含钢纤维橡胶颗粒是通过对废旧轮胎粗碎后得到的，制备工艺简单，消耗能源少。通过将钢纤维橡胶颗粒填充至混凝土建筑制品，可以使产品具有强度高、耐久性好、良好的保温隔热性能等优点。
钢渣是钢铁厂排放的大宗工业固体废弃物，极具开发循环利用价值。钢渣混凝土材料的开发与应用，就是将各类钢渣，在严格分类管理、分类处理、分级加工的基础上，按混凝土高性能化要求，结合各类钢渣的不同特性，加工生产成钢渣微粉，以用来开发利用钢渣混凝土及其制成品。既有利于从源头上节约资源和环境保护，也符合新颖建材节能环保型的趋势。通过钢渣粉改性能够改善新拌混凝土的工作性能和混凝土各龄期的收缩性能；能有效改善混凝土的抗渗性能、抗碳化能力、降低氯离子扩散速度。
钢纤维橡胶钢渣再生骨料混凝土具有材料来源广泛，可以避免毁田烧砖并能消耗部分工业废料，生产能耗较低，对环境的污染程度较小，产品质量容易控制等优点，是一种新型的建筑材料，其性能优于目前工程上使用的各类混凝土及墙体砌块工程中常出现的各种裂缝，隔音差、抗震性能不够，抗冲击性不足，抗渗性能、抗碳化能力差等问题，可以使建筑工程寿命更长，可免去日后的维修、养护次数，综合质量得到提升。可以使桥梁、路面、飞机跑道、大坝的抗震、抗折、抗冲击性能大大提高，且工程造价较低。该混凝土可以大量利用废旧建筑材料、废旧金属材料、废旧橡胶轮胎、工业固体废弃物等对国家节土环保起到了积极作用，将有广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，利用废旧轮胎破碎制备钢纤维橡胶颗粒作为填充料加入再生骨料混凝土中，提高其抗裂、保温及吸能降噪等性能；利用钢渣粉改善混凝土的工作性能和混凝土各龄期的收缩性能，提高混凝土的抗渗性能、抗碳化能力、降低氯离子扩散速度。提出一种能够改善再生骨料混凝土力学性能及物理性能且价格低廉的一种改性再生混凝土材料。
本发明提供一种钢纤维橡胶钢渣再生骨料混凝土的制备方法。
本发明是通过废旧混凝土通过破碎、分拣、筛分、清洗、干燥得到废旧混凝土再生骨料；废旧轮胎经过粗碎、分拣、清洗、干燥后得到钢纤维橡胶颗粒；钢渣经过破碎、筛分、磁选、风选分级后得到钢渣粉；然后将废旧混凝土再生骨料、钢纤维橡胶颗粒、水泥钢渣粉混合物、天然粗骨料、砂、水按比例搅拌；所述钢纤维橡胶钢渣再生骨料混凝土中水泥与钢渣粉混合物、水、砂、天然粗骨料、废旧混凝土再生骨料、钢纤维橡胶颗粒的质量比为1∶0.5∶1.5∶0～3∶0～3∶0.05～1，其中天然粗骨料与废旧混凝土再生骨料之和为3，水泥与钢渣粉混合物中钢渣粉替代水泥用量的质量百分比为10％～30％。
所述废旧混凝土强度范围为C20～C80。
所述废旧混凝土破碎后级配为连续级配，尺寸为5mm～30mm。
所述钢纤维橡胶颗粒中橡胶颗粒为连续级配，尺寸为1目～5目。
所述钢纤维橡胶颗粒中钢纤维长度为将橡胶颗粒破碎为1目～5目时轮胎中钢丝所自然截断的长度。
通过钢纤维橡胶颗粒改性能有效提高再生骨料混凝土的抗裂性能、保温性能及吸能降噪性能。通过钢渣粉改性能够改善新拌混凝土的工作性能和混凝土各龄期的收缩性能；能有效改善混凝土的抗渗性能、抗碳化能力、降低氯离子扩散速度。该材料是一种循环经济建筑材料，该材料的生产可以减小环境污染，在不增加成本的基础上提高材料的多种性能。
与现有技术中传统的混凝土相比，本发明的有益效果在于：
(1)利用废旧混凝土做再生骨料，节省了大量废弃混凝土的清运费用和处理费用；减少了混凝土工业对天然砂石的开采，从根本上解决了天然骨料日益匮乏和大量砂石开采对生态环境的破坏，保护了生态环境，保证了人类社会的可持续发展；
(2)废旧轮胎制备钢纤维橡胶颗粒，将其加入混凝土中，可以减小环境污染，将其变废为宝，不增加产品的附加费用，并可以改善提高混凝土力学与物理性能，例如：抗拉、抗折、热传导性以及耗能、阻裂等性能指标，具有非常高的性价比。
(3)将工业固体废弃物钢渣制成钢渣粉，减少环境污染，可以使钢渣得到充分和高附加值的利用，同时能够改善新拌混凝土的工作性能和混凝土各龄期的收缩性能，提高混凝土的抗渗性能、抗碳化能力、降低氯离子扩散速度。
与橡胶混凝土相比，本发明的有益效果在于：
(1)成本降低。橡胶混凝土中采用的橡胶粉是通过对废旧轮胎粗碎、除钢、细碎等工艺得到橡胶粉末，本发明采用的钢纤维橡胶颗粒是通过废旧轮胎粗碎直接得到的，该橡胶颗粒较大，并含有钢纤维。该钢纤维橡胶颗粒制备工艺简单，成本降低。
(2)抗拉、抗压及阻裂性能提高。钢纤维的掺入，可以有效提高混凝土的抗拉、抗压性能，抗裂度明显提高，使用荷载下的裂缝宽度变小。
与钢纤维混凝土相比，本发明的有益效果在于：
(1)耗能能力提高。弹性橡胶颗粒在混凝土中可显著增大混凝土内部各质点的摩擦和能量耗散，明显提高混凝土的阻尼性能，发挥减振、降噪作用。
(2)保温性能提高。橡胶导热系数较低，将一定数量的橡胶颗粒掺入混凝土中，可减小混凝土的导热系数，提高其保温性能。
附图说明
图1是本发明——钢纤维橡胶钢渣再生骨料混凝土的制备流程图。
具体实施方式
本发明实施步骤如下：
(1)废旧混凝土再生骨料由废旧混凝土通过破碎机破碎，将除混凝土以外的杂物分拣，然后通过网筛，筛出尺寸介于5mm～30mm的再生骨料，并对其进行清水清洗后，自然晾干。
(2)钢纤维橡胶颗粒由废旧轮胎经过破碎机粗碎、分拣、清洗、干燥得到，尺寸为1目～5目，其中钢纤维长度为将橡胶颗粒破碎为1目～5目时轮胎中钢丝所自然截断的长度。
(3)钢渣经过破碎、筛分、磁选、风选分级后得到钢渣粉。
(4)将水泥与钢渣粉混合物、水、砂、天然粗骨料、废旧混凝土再生骨料、钢纤维橡胶颗粒按质量比例1∶0.5∶1.5∶0～3∶0～3∶0.05～1倒入搅拌机进行搅拌均匀，制备成钢纤维橡胶钢渣再生骨料混凝土，见表1。
制备的钢纤维橡胶钢渣再生骨料混凝土试件性能见表2。
表1
表2
Claims (5)
1.一种钢纤维橡胶钢渣再生骨料混凝土的制备方法，其特征在于：废旧混凝土通过破碎、分拣、筛分、清洗、干燥得到废旧混凝土再生骨料；废旧轮胎经过粗碎、分拣、清洗、干燥后得到钢纤维橡胶颗粒；钢渣经过破碎、筛分、磁选、风选分级后得到钢渣粉；然后将废旧混凝土再生骨料、钢纤维橡胶颗粒、水泥钢渣粉混合物、天然粗骨料、砂、水按比例搅拌；所述钢纤维橡胶钢渣再生骨料混凝土中水泥钢渣粉混合物、水、砂、天然粗骨料、废旧混凝土再生骨料、钢纤维橡胶颗粒的质量比为1∶0.5∶1.5∶0～3∶0～3∶0.05～1，其中天然粗骨料与废旧混凝土再生骨料之和为3，水泥钢渣粉混合物中钢渣粉替代水泥用量的质量百分比为10％～30％。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述废旧混凝土强度范围为C20～C80。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述废旧混凝土破碎后级配为连续级配，尺寸为5mm～30mm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述钢纤维橡胶颗粒中橡胶颗粒为连续级配，尺寸为1目～5目。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述钢纤维橡胶颗粒中钢纤维长度为将橡胶颗粒破碎为1目～5目时轮胎中钢丝所自然截断的长度。
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