CN103073245A - 一种路面高弹性吸音混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种路面高弹性吸音混凝土及其制备方法，主要由硅酸盐水泥，矿粉，橡胶颗粒，乳化沥青和偶联剂组成，通过乳化沥青与偶联剂共同作用改善了橡胶颗粒与水泥基体粘结力，使得橡胶颗粒体积达到50％以上。与现有技术相比，本发明所制备的弹性混凝土材料具有充分利用废旧轮胎，减少环境污染和成本低廉等优点，所浇筑的混凝土路面具有高弹性和大柔韧性，可以有效减少或消除路面伸缩缝，达到消除、降低和吸收噪音，是一种环保型多功能混凝土材料。

Description

一种路面高弹性吸音混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑工程技术领域的材料及其制备方法，尤其是涉及一种用于路面工程的高弹性吸音混凝土及其制备方法。

背景技术

随着现代城市建设的高速发展和一些重要路面工程的建设，人们期望所行驶的路面具有一定的弹性，低噪音的功能特性，尤其是一些公共场所的地面，如运动场、幼儿园、展览馆等。因此，在某些专用的运动场地开始铺设一些橡胶弹性地砖来满足这些需求，然而这些橡胶地砖大多是聚氨酯与橡胶颗粒经过特殊的工艺加工而成，虽然其具有较好的弹性和吸音特性，但其造价成本太高，不适应在一些大型公共场所推广，更难以在道路工程中应用。20世纪80年代末期，美国学者提出了一种弹性混凝土，其工程性能介于普通混凝土(刚性)与沥青混凝土(柔性)之间，集合了橡胶与普通混凝土特点。将其用于道路工程，一方面有效地提高了路面的弹性，降低了路面噪音，同时在建造成本上并未提高很多。因此，这种弹性混凝土很快得到了研究人员和工程人员的注意。

经文献检索，国内已有不少学者开展了这方面的研究，如刘春生等在《混凝土》第7期2005，P38-42撰文《橡胶细集料水泥砂浆基本性能研究》，该文探讨了橡胶细集料砂浆的基本力学性能，对其未来的应用做了些展望，包括其作为一种道路吸音材料。又如专利文献号CN1326798C，公开日：2011.04.20，该发明公开了一种由普通硅酸盐水泥、粉煤灰、破碎的橡胶轮胎颗粒、粗细集料和高效减水剂制备而成的道理吸音混凝土材料。然而，我们在研究过程中发现，在水泥混凝土中掺入橡胶颗粒，当其掺量较大时，严重影响其抗压强度，该专利中橡胶颗粒掺量不超过8％，相应地其弹性和吸音特性受到限制。因此，开发一种高弹性吸音的路面混凝土材料显得十分必要。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高弹性且具有良好吸音和较高抗压强度、变形特性的路面高弹性吸音混凝土及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种路面高弹性吸音混凝土，其特征在于，该混凝土的原料包括以下组份及重量百分比含量：

硅酸盐水泥     25～30；

碱性矿粉       4～8；

砂             35-40；

橡胶颗粒A      5-8；

橡胶颗粒B      5-8；

乳化沥青       2.5-3.0；

偶联剂         0.425-0.95；

高效减水剂     0.05-0.125；

水             10-15。

所述的碱性矿粉选用目数为100-400的碳酸钙粉末。

所述的橡胶颗粒A为破碎的轮胎橡胶颗粒，长度为10.0±5.0mm，呈长径比为6.0的纤维状。

所述的橡胶颗粒B为破碎的橡胶轮胎颗粒，其粒径范围为0.5-2.5mm。

所述的乳化沥青选用阳离子型乳化沥青，其固含量为30％。

所述的偶联剂选用硅烷偶联剂。

一种路面高弹性吸音混凝土的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

①按重量百分比，将橡胶颗粒A和橡胶颗粒B进行搅拌并加入乳化沥青和偶联剂，搅拌1min；

②加入水泥、碱性矿粉进行搅拌1min；

③将溶解有高效减水剂的水加入，搅拌成混凝土混合料，搅拌时间控制在5min之内；

④将形成的混凝土混合料浇筑到模具中，24h后脱模养护，形成高弹性吸音混凝土材料。

本发明主要由硅酸盐水泥、碱性矿粉、乳化沥青、破碎的橡胶轮胎颗粒、偶联剂和水按一定比例在道路施工现场或混凝土搅拌站进行搅拌后浇筑成型而成。主要是利用了乳化沥青与偶联剂改善了破碎的橡胶颗粒与水泥基体之间的界面的粘结力，使得橡胶颗粒的体积掺量在混凝土中达到50％以上，较以往的弹性混凝土在变形能力和吸音方面有了极大的提高；同时引入了碱性矿粉，一方面作为填料大大降低了所制备的弹性混凝土成本，另外一方面，碱性矿粉提升了乳化沥青的改善粘结强度的功能，实现了弹性混凝土在大变形条件下仍然具有良好的体积稳定性和长期的耐久性。

本发明采用的原材料：水泥宜选用42.5强度等级的硅酸盐水泥；碱性矿粉宜选用目数为100-400的碳酸钙粉末；砂宜选用中砂，其细度模数为2.5-2.8；破碎的轮胎橡胶颗粒A，加工成长度为10.0±5.0mm，长径比为6.0的纤维状；破碎的橡胶轮胎颗粒B，加工成粒径范围为0.5-2.5mm颗粒；乳化沥青宜选用阳离子型乳化沥青，其固含量为30％；偶联剂宜选用硅烷偶联剂。

与现有技术相比，本发明所提供的路面高弹性吸音混凝土材料其优点在于：橡胶颗粒掺量较高，形成的材料弹性大，柔韧性好，无收缩缝，可较大幅度的降低路面噪音；由于制备工艺简单，可现场搅浇注也可用于生产弹性地面砖；由于大量使用了废旧橡胶轮胎和碱性矿粉，价格低廉，具有较高的环保价值。该弹性混凝土的应用可以减少、减窄或消除水泥混凝土路面的伸缩缝，同时可增加路面的柔性，从根本上改善水泥混凝土路面的高噪音、高震动的缺点，同时具有普通混凝土和沥青路面混凝土的其它方面的优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1～4

路面高弹性吸音混凝土材料，由硅酸盐水泥，碳酸钙粉末，破碎的橡胶轮胎颗粒，砂，乳化沥青，偶联剂，高效减水剂和水按一定比例，以如下工艺方法完成：先将按配比设计要求的破碎橡胶轮胎颗粒A和B进行搅拌，加入称量好的乳化沥青和偶联剂，搅拌1min；然后将称量好的水泥、矿粉和砂加入进行搅拌1min；随后将溶解有高效减水剂的水加入，搅拌成混凝土混合料，搅拌时间控制在5min之内；最后将搅拌好的混凝土拌合料铺筑路面，并进行适当振捣，振捣时间不宜超过2min。浇筑成型后进行适当养护，一般前7天，要保证混凝土表面有一定的湿度。

制备的路面高弹性吸音混凝土材料组分含量的重量百分比如下：

上述四项实施例的混凝土拌合物，按本发明提供的搅拌工艺进行搅拌，并进行道路施工，具有良好的和易性。硬化后，所制作的混凝土标准试样28天时抗压强度均达到20MPa以上，抗拉强度达到2.0MPa，弹性模量达到28GPa。

Claims (7)

1.一种路面高弹性吸音混凝土，其特征在于，该混凝土的原料包括以下组份及重量百分比含量：

硅酸盐水泥     25～30；

碱性矿粉       4～8；

砂             35-40；

橡胶颗粒A      5-8；

橡胶颗粒B      5-8；

乳化沥青       2.5-3.0；

偶联剂         0.425-0.95；

高效减水剂     0.05-0.125；

水             10-15。

2.根据权利要求1所述的一种路面高弹性吸音混凝土，其特征在于，所述的碱性矿粉选用目数为100-400的碳酸钙粉末。

3.根据权利要求1所述的一种路面高弹性吸音混凝土，其特征在于，所述的橡胶颗粒A为破碎的轮胎橡胶颗粒，长度为10.0+5.0mm，呈长径比为6.0的纤维状。

4.根据权利要求1所述的一种路面高弹性吸音混凝土，其特征在于，所述的橡胶颗粒B为破碎的橡胶轮胎颗粒，其粒径范围为0.5-2.5mm。

5.根据权利要求1所述的一种路面高弹性吸音混凝土，其特征在于，所述的乳化沥青选用阳离子型乳化沥青，其固含量为30％。

6.根据权利要求1所述的一种路面高弹性吸音混凝土，其特征在于，所述的偶联剂选用硅烷偶联剂。

7.一种如权利要求1所述的路面高弹性吸音混凝土的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

①按重量百分比，将橡胶颗粒A和橡胶颗粒B进行搅拌并加入乳化沥青和偶联剂，搅拌1min；

②加入水泥、碱性矿粉进行搅拌1min；

③将溶解有高效减水剂的水加入，搅拌成混凝土混合料，搅拌时间控制在5min之内；

④将形成的混凝土混合料浇筑到模具中，24h后脱模养护，形成高弹性吸音混凝土材料。