CN102674731A - 一种用于砂浆的改性橡胶颗粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于砂浆的改性橡胶颗粒及其制备方法，将橡胶颗粒在碱液中浸泡，去掉其憎水表层呈现出粗糙表面，然后用清水冲洗，干燥后在40～70℃的水浴环境下，将处理后的橡胶颗粒和偶联改性剂加入水浴容器中搅拌，干燥后得到改性橡胶颗粒。本发明通过改性显著提高了橡胶颗粒与砂浆的亲和力，改善了砂浆的开裂性和拉拔强度，降低了砂浆材料的压折比，可用作建筑工程中砂浆的抗裂组分。此外，通过碱液处理可使橡胶颗粒表面腐蚀，增加比表面积，从而提高了与偶联剂的结合，改善改性效果，提高了改性橡胶颗粒与砂浆的剪切力。

Description

一种用于砂浆的改性橡胶颗粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种在砂浆中添加的橡胶颗粒及其制备方法。
背景技术
废旧橡胶是固体工业废弃物的一种，随着橡胶工业及汽车工业的发展，大量的废旧轮胎、橡胶制品及其边角废料不断增多。废旧轮胎由于难以降解，易燃，堆积占用大量土地，容易形成安全隐患，造成严重的环境污染。随着汽车工业的发展，废旧轮胎的产生量也以每年两位数的速度增长。2004年，我国废旧轮胎的产生量已超过1.12亿条，预计到2010年将超过2亿条，废旧轮胎己成为新的固体污染源。这些轮胎不仅对环境造成了巨大的威胁，而且是一种严重的资源浪费。
具研究表明，橡胶聚合物作为混凝土添加剂使用，可改善混凝土性能，提高混凝土的抗磨耗性能，压缩弹性模量随橡胶增加而提高，并随橡胶含量变化无明显劣化趋势。但橡胶作为有机高分子材料被填充到水泥砂浆中，由于其表面为憎水性，与无机胶凝材料不相互交融，与砂浆基体的界面粘结较为脆弱，形成薄弱区域，过低的强度会大大限制橡胶集料水泥砂浆的应用范围和领域。
若采用对橡胶颗粒改性的方法，可提高橡胶颗粒与无机胶凝材料的粘结能力，但由于橡胶颗粒表面积有限，与偶联剂的结合能力不强，造成改性效果不佳，影响与砂浆界面的粘结。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于砂浆的改性橡胶颗粒及其制备方法，要解决普通橡胶与无机胶凝材料相互不交融，与砂浆基体的界面粘结较为脆弱，形成薄弱区域的技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
这种用于砂浆的改性橡胶颗粒，所述橡胶颗粒的细度为30～50目，橡胶颗粒的表面经碱液处理去掉其憎水表层呈粗糙表面，橡胶颗粒的表面还经水浴热合连接了偶联改性剂。
所述橡胶颗粒是汽车废弃轮胎经机械粉碎、研磨、洗净加工处理而成。
这种用于砂浆的改性橡胶颗粒的制备方法，将橡胶颗粒在碱液中浸泡，去掉其憎水表层呈现出粗糙表面，然后用清水冲洗，干燥后在40～70℃的水浴环境下，将处理后的橡胶颗粒和偶联改性剂加入水浴容器中搅拌，干燥后得到改性橡胶颗粒。
所述碱液为浓度4～6%的NaOH水溶液。
所述橡胶颗粒在碱液中浸泡4～6小时，经揉洗、过滤后，用清水冲洗2～3次，再进行过滤、烘干，烘干后进行水浴。
所述水浴容器中的搅拌是在300～800转数下搅拌30分钟。
所述偶联改性剂由以下物质制备而成，其物质含量以占橡胶颗粒的质量百分比计算：
偶联剂：                   3%～5%；
引发剂：               0.1%～0.3%；
减水剂：                  3%～5%；
水：                     30%～50%。
所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂。
所述引发剂为过氧化物引发剂或偶氮引发剂。
所述减水剂为萘系减水剂或聚羧酸减水剂。
本发明的有益效果如下：
本发明通过改性显著提高了橡胶颗粒与砂浆的亲和力，改善了砂浆的开裂性和拉拔强度，降低了砂浆材料的压折比，可用作建筑工程中砂浆的抗裂组分。此外，通过碱液处理可使橡胶颗粒表面腐蚀，增加比表面积，从而提高了与偶联剂的结合，改善改性效果，提高了改性橡胶颗粒与砂浆的剪切力。
本发明所采用的橡胶颗粒是利用汽车废弃轮胎经过机械粉碎、研磨、洗净等加工处理而得到。由于其原料来自废旧汽车轮胎，因此本发明的改性橡胶颗粒本身也是一种环保产品，有利于固体废物资源化。
本发明配制的抗裂砂浆力学性能见下表
Figure 561810DEST_PATH_IMAGE001
以上实验引用下列标准：《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》（GB/T 17671—1999）《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》（JG 158-2004）。从上表可见，本发明的14天拉拔强度比掺加普通橡胶颗粒的抗裂砂浆要高，28d抗压强度接近，28d抗折强度大幅提高，砂浆压折比大幅度降低，提高了砂浆的弹性。因此，本发明大大提高了橡胶颗粒与无机填料的亲和力，改善砂浆的柔性，可以大幅度降低砂浆压折比，并提高砂浆自身的强度。
附图说明
图1是普通橡胶颗粒的结构示意图。
图2是本发明的结构示意图。
附图标记：1-橡胶颗粒、2-憎水表层、3-偶联改性剂。
具体实施方式
参见图1、图2所示，这种用于砂浆的改性橡胶颗粒，所述橡胶颗粒的细度为30～50目，橡胶颗粒1的表面经碱液处理去掉其憎水表层2呈粗糙表面，橡胶颗粒1的表面还经水浴热合连接了偶联改性剂3。所述橡胶颗粒是汽车废弃轮胎经机械粉碎、研磨、洗净加工处理而成。
实施例1，将40目的橡胶颗粒在浓度为5%的NaOH溶液中浸泡4～6小时，去掉其憎水表层呈现出粗糙表面，经揉洗、过滤后，用清水冲洗2～3次，再进行过滤、烘干，烘干后在60℃水浴环境下，将处理后的橡胶颗粒、引发剂、偶联剂、水、减水剂按重量比为100；0.3：2：30：3依次加入水浴装置中，在300转数下搅拌30分钟，最后进行烘干后得到粉末状的改性橡胶颗粒。经此配方改性后的橡胶颗粒配制的砂浆与普通砂浆相比，在同流动度情况下，砂浆压折比可降低20%，砂浆与水泥基粘接强度提高15%，同时砂浆抗裂性得到改善。
实施例2，将40目的橡胶颗粒在浓度为5%的NaOH溶液中浸泡4～6小时，去掉其憎水表层呈现出粗糙表面，经揉洗、过滤后，用清水冲洗2～3次，再进行过滤、烘干，烘干后在60℃水浴环境下，将处理后的橡胶颗粒、引发剂、偶联剂、水、减水剂按重量比为100：0.1：2：50：5依次加入水浴装置中，在300转数下搅拌30分钟，最后进行烘干后得到粉末状的改性橡胶颗粒。经此配方改性后的橡胶颗粒配制的砂浆与普通砂浆相比，在同流动度情况下，砂浆压折比可降低22%，砂浆与水泥基粘接强度提高16%，同时砂浆抗裂性得到改善。
实施例3，将40目的橡胶颗粒在浓度为5%的NaOH溶液中浸泡4～6小时，去掉其憎水表层呈现出粗糙表面，经揉洗、过滤后，用清水冲洗2～3次，再进行过滤、烘干，烘干后在60℃水浴环境下，将处理后的橡胶颗粒、引发剂、偶联剂、水、减水剂按重量比为100：0.3：5：50：5依次加入水浴装置中，在300转数下搅拌30分钟，最后进行烘干后得到粉末状的改性橡胶颗粒。经此配方改性后的橡胶颗粒配制的砂浆与普通砂浆相比，在同流动度情况下，砂浆压折比可降低20%，砂浆与水泥基粘接强度提高18%，同时砂浆抗裂性得到改善。
上述实施例1～3中所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂。引发剂为过氧化物引发剂或偶氮引发剂。减水剂为萘系减水剂或聚羧酸减水剂。

Claims (10)

1.一种用于砂浆的改性橡胶颗粒，其特征在于：所述橡胶颗粒（1）的细度为30～50目，橡胶颗粒（1）的表面经碱液处理去掉其憎水表层（2）呈粗糙表面，橡胶颗粒（1）的表面还经水浴热合连接了偶联改性剂（3）。
2.根据权利要求1所述用于砂浆的改性橡胶颗粒，其特征在于：所述橡胶颗粒是汽车废弃轮胎经机械粉碎、研磨、洗净加工处理而成。
3.一种如权利要求1或2所述用于砂浆的改性橡胶颗粒的制备方法，其特征在于：将橡胶颗粒在碱液中浸泡，去掉其憎水表层呈现出粗糙表面，然后用清水冲洗，干燥后在40～70℃的水浴环境下，将处理后的橡胶颗粒和偶联改性剂加入水浴容器中搅拌，干燥后得到改性橡胶颗粒。
4.根据权利要求3所述用于砂浆的改性橡胶颗粒的制备方法，其特征在于：所述碱液为浓度4～6%的NaOH水溶液。
5.根据权利要求3所述用于砂浆的改性橡胶颗粒的制备方法，其特征在于：所述橡胶颗粒在碱液中浸泡4～6小时，经揉洗、过滤后，用清水冲洗2～3次，再进行过滤、烘干，烘干后进行水浴。
6.根据权利要求3所述用于砂浆的改性橡胶颗粒的制备方法，其特征在于：所述水浴容器中的搅拌是在300～800转数下搅拌30分钟。
7.根据权利要求3所述用于砂浆的改性橡胶颗粒的制备方法，其特征在于：所述偶联改性剂由以下物质制备而成，其物质含量以占橡胶颗粒的质量百分比计算：
偶联剂：                  3%～5%；
引发剂：                0.1%～0.3%；
减水剂：                  3%～5%；
水：                      30%～50%。
8.根据权利要求7所述用于砂浆的改性橡胶颗粒的制备方法，其特征在于：所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂。
9.根据权利要求7所述用于砂浆的改性橡胶颗粒的制备方法，其特征在于：所述引发剂为过氧化物引发剂或偶氮引发剂。
10.根据权利要求7所述用于砂浆的改性橡胶颗粒的制备方法，其特征在于：所述减水剂为萘系减水剂或聚羧酸减水剂。
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