CN109503094A - 一种废旧轮胎橡胶再生混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废旧轮胎橡胶再生混凝土，由以下重量份的原料制备而成：硅酸盐水泥360～400份、天然粗骨料500～600份、再生粗骨料200～300份、废旧轮胎橡胶粉363～379份、粉煤灰70～90份、碎屑400～550份、稻壳灰16.5～18.5份、矿渣粉13～15份、可再分散性胶粉5～10份、聚丙烯酰胺13～14份、高强仿钢丝纤维1.8～2.5份、硬石膏3.55～4.55份、硫铝酸盐熟料2.3～3份、纳米碳酸钙1.6～2份、三萜皂甙引气剂30～80份、萘磺酸盐甲醛缩合物50～80份、水160～190份。本发明所得的混凝土具有优良的抗弯、抗冲击性能，且整体强度较高。

Description

一种废旧轮胎橡胶再生混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种废旧轮胎橡胶再生混凝土及其制备方法。

背景技术

随着汽车工业的发展，由废旧轮胎形成的黑色污染对人类的生存环境构成的威胁越来越大。废旧轮胎属于不熔或难熔的高分子材料，具有很强的抗热性、抗机械性、抗生物性、高弹性、高韧性。现在对废旧轮胎的研究主要集中在如何开发新设备研发新设备来生产胶粉、翻新轮胎、炼油等方面。这种废旧轮胎的二次回收利用不仅需要花费大量的人力物力，而且还会对环境造成严重的污染。利用废旧轮胎这些特点将其应用到土木工程中来，既减少了废旧轮胎的污染又为工程建设节约了成本，将成为我国发展循环经济，建设资源节约型和环境友好型社会的重要力量。

目前混凝土还存在着强度低、抗弯、抗冲击性能差、干燥收缩大，易发生开裂等不足。因此，开发出一种高强度、抗弯、抗冲击性能好、干燥收缩性小、不易开裂的新型混凝土，以满足高质量建设工程的需要成为本领域急需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种废旧轮胎橡胶再生混凝土及其制备方法，所得的混凝土具有优良的抗弯、抗冲击性能，且整体强度较高。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种废旧轮胎橡胶再生混凝土，由以下重量份的原料制备而成：

硅酸盐水泥360～400份、天然粗骨料500～600份、再生粗骨料200～300份、废旧轮胎橡胶粉363～379份、粉煤灰70～90份、碎屑400～550份、稻壳灰16.5～18.5份、矿渣粉13～15份、可再分散性胶粉5～10份、聚丙烯酰胺13～14份、高强仿钢丝纤维1.8～2.5份、硬石膏3.55～4.55份、硫铝酸盐熟料2.3～3份、纳米碳酸钙1.6～2份、三萜皂甙引气剂30～80份、萘磺酸盐甲醛缩合物50～80份、水160～190份。

进一步地，所述再生粗骨料为废弃混凝土破碎、磁选去除废金属、酯化物喷淋后制成的粒径为10～30mm的骨料颗粒。

进一步地，所述废旧轮胎橡胶粉通过以下步骤制备所得：

将废旧轮胎机械粉碎后，过200目筛，加入3～4倍重量份的40～60％的氢氧化钠溶液，升温至50～60℃搅拌20～30min，充分混合后，将所述废旧轮胎橡胶粉置于80～90℃烘箱中干燥4～6h，即得。

优选地，由以下重量份的原料制备而成：

硅酸盐水泥360份、天然粗骨料500份、再生粗骨料200份、废旧轮胎橡胶粉363份、粉煤灰70份、碎屑400份、稻壳灰16.5份、矿渣粉13份、可再分散性胶粉5份、聚丙烯酰胺13份、高强仿钢丝纤维1.8份、硬石膏3.55份、硫铝酸盐熟料2.3份、纳米碳酸钙1.6份、三萜皂甙引气剂30份、萘磺酸盐甲醛缩合物50份、水160份。

优选地，由以下重量份的原料制备而成：

硅酸盐水泥400份、天然粗骨料600份、再生粗骨料300份、废旧轮胎橡胶粉379份、粉煤灰90份、碎屑550份、稻壳灰18.5份、矿渣粉15份、可再分散性胶粉10份、聚丙烯酰胺14份、高强仿钢丝纤维2.5份、硬石膏4.55份、硫铝酸盐熟料3份、纳米碳酸钙2份、三萜皂甙引气剂80份、萘磺酸盐甲醛缩合物80份、水190份。

优选地，由以下重量份的原料制备而成：

硅酸盐水泥380份、天然粗骨料550份、再生粗骨料250份、废旧轮胎橡胶粉371份、粉煤灰80份、碎屑475份、稻壳灰17.5份、矿渣粉14份、可再分散性胶粉7.5份、聚丙烯酰胺13.5份、高强仿钢丝纤维2.15份、硬石膏4.05份、硫铝酸盐熟料2.65份、纳米碳酸钙1.8份、三萜皂甙引气剂55份、萘磺酸盐甲醛缩合物65份、水175份。

本发明还提供了上述一种废旧轮胎橡胶再生混凝土的制备方法，包括如下步骤：

S1、按上述的配方称取各组分；

S2、将称取的高强仿钢丝纤维超声分散于称取的一半的水中，得悬浊液；

S3、将称取的可再分散性胶粉、聚丙烯酰胺、天然粗骨料、再生粗骨料、废旧轮胎橡胶粉、粉煤灰、碎屑、稻壳灰、矿渣粉置于高速混合器中混合搅拌20～30min后，在0.6MPa的压力下与悬浊液混合搅拌均匀后，得混合物A；

S4、将称取的三萜皂甙引气剂、萘磺酸盐甲醛缩合物在常压下与剩余的水混合搅拌均匀后，常压下加入称取的硅酸盐水泥、混合物A、硬石膏、硫铝酸盐熟料、纳米碳酸钙搅拌均匀，得混合物B；

S5、用提升机将所得的混合物B输送入成品匀化仓中，通过匀化仓底部产生的空气均化后即得。

本发明具有以下有益效果：

通过改善了水泥浆体与橡胶粉之间的界面特征，

在实现废弃混凝土和废弃轮胎回收利用的同时也解决了水泥浆体与橡胶粉之间粘结性能较差的缺陷；采用粉煤灰和碎屑结合代替细骨料，协同再分散性胶粉和聚丙烯酰胺的添加，可以提高了混凝土的强度和抗渗性，同时赋予了混凝土较强的耐机械力性能；三萜类皂甙引气剂具有较强的发泡、乳化、分散、润湿等作用，并且几乎不受水质硬度的影响，其起泡快，引气量相对大；萘磺酸盐甲醛缩合物具有很大的减水、分散及增强效果，可大大提高混凝土的各种性能；硫铝酸盐熟料和硬石膏可以实现混凝土龄期各阶段收缩的补偿，最大程度的避免混凝土产生裂缝，降低结构因收缩产生开裂的可能；高强仿钢丝纤维依靠无数条纤维在混凝土中形成网状的支撑体系来延缓和阻止混凝土由于塑性收缩产生的早期塑性裂缝，并能够在混凝土内部起到牵拉作用，进一步增加混凝土的韧性。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下实施例中，所述再生粗骨料为废弃混凝土破碎、磁选去除废金属、酯化物喷淋后制成的粒径为10～30mm的骨料颗粒。

所述废旧轮胎橡胶粉通过以下步骤制备所得：将废旧轮胎机械粉碎后，过200目筛，加入3～4倍重量份的40～60％的氢氧化钠溶液，升温至50～60℃搅拌20～30min，充分混合后，将所述废旧轮胎橡胶粉置于80～90℃烘箱中干燥4～6h，即得。

其余原料均为市售。

所述碎屑的细度模数为3.2～3.6mm。

实施例1

一种废旧轮胎橡胶再生混凝土的制备方法，通过以下方法制备：

S1、按重量份称取：硅酸盐水泥360份、天然粗骨料500份、再生粗骨料200份、废旧轮胎橡胶粉363份、粉煤灰70份、碎屑400份、稻壳灰16.5份、矿渣粉13份、可再分散性胶粉5份、聚丙烯酰胺13份、高强仿钢丝纤维1.8份、硬石膏3.55份、硫铝酸盐熟料2.3份、纳米碳酸钙1.6份、三萜皂甙引气剂30份、萘磺酸盐甲醛缩合物50份、水160份；

S2、将称取的高强仿钢丝纤维超声分散于称取的一半的水中，得悬浊液；

S3、将称取的可再分散性胶粉、聚丙烯酰胺、天然粗骨料、再生粗骨料、废旧轮胎橡胶粉、粉煤灰、碎屑、稻壳灰、矿渣粉，置于高速混合器中混合搅拌20～30min后，在0.6MPa的压力下与悬浊液混合搅拌均匀后，得混合物A；

S4、将称取的三萜皂甙引气剂、萘磺酸盐甲醛缩合物在常压下与剩余的水混合搅拌均匀后，常压下加入称取的硅酸盐水泥、混合物A、硬石膏、硫铝酸盐熟料、纳米碳酸钙搅拌均匀，得混合物B；

S5、用提升机将所得的混合物B输送入成品匀化仓中，通过匀化仓底部产生的空气均化后即得。

实施例2

一种废旧轮胎橡胶再生混凝土的制备方法，通过以下方法制备：

S1、按重量份称取：硅酸盐水泥400份、天然粗骨料600份、再生粗骨料300份、废旧轮胎橡胶粉379份、粉煤灰90份、碎屑550份、稻壳灰18.5份、矿渣粉15份、可再分散性胶粉10份、聚丙烯酰胺14份、高强仿钢丝纤维2.5份、硬石膏4.55份、硫铝酸盐熟料3份、纳米碳酸钙2份、三萜皂甙引气剂80份、萘磺酸盐甲醛缩合物80份、水190份；

S2、将称取的高强仿钢丝纤维超声分散于称取的一半的水中，得悬浊液；

S3、将称取的可再分散性胶粉、聚丙烯酰胺、天然粗骨料、再生粗骨料、废旧轮胎橡胶粉、粉煤灰、碎屑、稻壳灰、矿渣粉，置于高速混合器中混合搅拌20～30min后，在0.6MPa的压力下与悬浊液混合搅拌均匀后，得混合物A；

S4、将称取的三萜皂甙引气剂、萘磺酸盐甲醛缩合物在常压下与剩余的水混合搅拌均匀后，常压下加入称取的硅酸盐水泥、混合物A、硬石膏、硫铝酸盐熟料、纳米碳酸钙搅拌均匀，得混合物B；

S5、用提升机将所得的混合物B输送入成品匀化仓中，通过匀化仓底部产生的空气均化后即得。

实施例3

一种废旧轮胎橡胶再生混凝土的制备方法，通过以下方法制备：

S1、按重量份称取：硅酸盐水泥380份、天然粗骨料550份、再生粗骨料250份、废旧轮胎橡胶粉371份、粉煤灰80份、碎屑475份、稻壳灰17.5份、矿渣粉14份、可再分散性胶粉7.5份、聚丙烯酰胺13.5份、高强仿钢丝纤维2.15份、硬石膏4.05份、硫铝酸盐熟料2.65份、纳米碳酸钙1.8份、三萜皂甙引气剂55份、萘磺酸盐甲醛缩合物65份、水175份；

S2、将称取的高强仿钢丝纤维超声分散于称取的一半的水中，得悬浊液；

S3、将称取的可再分散性胶粉、聚丙烯酰胺、天然粗骨料、再生粗骨料、废旧轮胎橡胶粉、粉煤灰、碎屑、稻壳灰、矿渣粉，置于高速混合器中混合搅拌20～30min后，在0.6MPa的压力下与悬浊液混合搅拌均匀后，得混合物A；

S4、将称取的三萜皂甙引气剂、萘磺酸盐甲醛缩合物在常压下与剩余的水混合搅拌均匀后，常压下加入称取的硅酸盐水泥、混合物A、硬石膏、硫铝酸盐熟料、纳米碳酸钙搅拌均匀，得混合物B；

S5、用提升机将所得的混合物B输送入成品匀化仓中，通过匀化仓底部产生的空气均化后即得。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种废旧轮胎橡胶再生混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：

硅酸盐水泥360～400份、天然粗骨料500～600份、再生粗骨料200～300份、废旧轮胎橡胶粉363～379份、粉煤灰70～90份、碎屑400～550份、稻壳灰16.5～18.5份、矿渣粉13～15份、可再分散性胶粉5～10份、聚丙烯酰胺13～14份、高强仿钢丝纤维1.8～2.5份、硬石膏3.55～4.55份、硫铝酸盐熟料2.3～3份、纳米碳酸钙1.6～2份、三萜皂甙引气剂30～80份、萘磺酸盐甲醛缩合物50～80份、水160～190份。

2.如权利要求1所述的一种废旧轮胎橡胶再生混凝土，其特征在于，所述再生粗骨料为废弃混凝土破碎、磁选去除废金属、酯化物喷淋后制成的粒径为10～30mm的骨料颗粒。

3.如权利要求1所述的一种废旧轮胎橡胶再生混凝土，其特征在于，所述废旧轮胎橡胶粉通过以下步骤制备所得：

将废旧轮胎机械粉碎后，过200目筛，加入3～4倍重量份的40～60％的氢氧化钠溶液，升温至50～60℃搅拌20～30min，充分混合后，将所述废旧轮胎橡胶粉置于80～90℃烘箱中干燥4～6h，即得。

4.如权利要求1所述的一种废旧轮胎橡胶再生混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：

硅酸盐水泥360份、天然粗骨料500份、再生粗骨料200份、废旧轮胎橡胶粉363份、粉煤灰70份、碎屑400份、稻壳灰16.5份、矿渣粉13份、可再分散性胶粉5份、聚丙烯酰胺13份、高强仿钢丝纤维1.8份、硬石膏3.55份、硫铝酸盐熟料2.3份、纳米碳酸钙1.6份、三萜皂甙引气剂30份、萘磺酸盐甲醛缩合物50份、水160份。

5.如权利要求1所述的一种废旧轮胎橡胶再生混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：

硅酸盐水泥400份、天然粗骨料600份、再生粗骨料300份、废旧轮胎橡胶粉379份、粉煤灰90份、碎屑550份、稻壳灰18.5份、矿渣粉15份、可再分散性胶粉10份、聚丙烯酰胺14份、高强仿钢丝纤维2.5份、硬石膏4.55份、硫铝酸盐熟料3份、纳米碳酸钙2份、三萜皂甙引气剂80份、萘磺酸盐甲醛缩合物80份、水190份。

6.如权利要求1所述的一种废旧轮胎橡胶再生混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：

硅酸盐水泥380份、天然粗骨料550份、再生粗骨料250份、废旧轮胎橡胶粉371份、粉煤灰80份、碎屑475份、稻壳灰17.5份、矿渣粉14份、可再分散性胶粉7.5份、聚丙烯酰胺13.5份、高强仿钢丝纤维2.15份、硬石膏4.05份、硫铝酸盐熟料2.65份、纳米碳酸钙1.8份、三萜皂甙引气剂55份、萘磺酸盐甲醛缩合物65份、水175份。

7.一种废旧轮胎橡胶再生混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、按权利要求1所述的配方称取各组分；

S2、将称取的高强仿钢丝纤维超声分散于称取的一半的水中，得悬浊液；

S3、将称取的可再分散性胶粉、聚丙烯酰胺、天然粗骨料、再生粗骨料、废旧轮胎橡胶粉、粉煤灰、碎屑、稻壳灰、矿渣粉置于高速混合器中混合搅拌20～30min后，在0.6MPa的压力下与悬浊液混合搅拌均匀后，得混合物A；

S4、将称取的三萜皂甙引气剂、萘磺酸盐甲醛缩合物在常压下与剩余的水混合搅拌均匀后，常压下加入称取的硅酸盐水泥、混合物A、硬石膏、硫铝酸盐熟料、纳米碳酸钙搅拌均匀，得混合物B；

S5、用提升机将所得的混合物B输送入成品匀化仓中，通过匀化仓底部产生的空气均化后即得。