CN110668746A - 一种轻质透水柔性橡胶路面砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种轻质透水柔性橡胶路面砖及其制备方法，其原料及其重量份含量如下：废旧橡胶颗粒900～1200份，水泥300～420份，硅灰25～50份，纤维素醚0.6～1.2份，减水剂4～6份，水溶性环氧树脂2～3.5份，水120～150份；方法如下：将水泥、硅灰、纤维素醚按比例混合均匀，然后加废旧橡胶颗粒，继续搅拌，使之混合均匀；将80％的水与全部的减水剂混合搅拌均匀，然后加入上述固体混合料中，混合均匀后；将全部的水溶性环氧树脂倒入剩下的20％水中，然后加入上述混合料中，搅拌混合；装入模具中，静压成型；养护，脱模。本发明路面砖具有高抗压强度、高透水率，且自重轻、柔性舒适以及降噪吸音性能好。

Description

一种轻质透水柔性橡胶路面砖及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及复合路面材料领域，具体涉及一种采用废旧橡胶颗粒为骨料的轻质透水柔性橡胶路面砖及其制备方法。
【背景技术】
废旧橡胶属于一种热固性聚合物塑料，在自然条件下难降解，若将其弃于地表或填埋于地下，十几年都不会腐烂降解。废旧橡胶主要来源为废旧轮胎，据统计，截止2015年我国废旧轮胎的量多达5000多万条，而处理掉的仅约占总量的1.4％。废旧轮胎形成的“黑色污染”给当前我国的环保工作带来的压力越来越大。目前，废旧橡胶的主要利用途径为直接利用、生产再生胶以及胶粉等，但总体利用率偏低。因此，如何提高废旧橡胶的回收利用率是当前污染治理部门和相关专家学者关注的热点和急需解决的问题。同时，透水砖是为解决城市地表硬化，营造高质量的自然生活环境，维护城市生态平衡而隆重诞生的一种路面铺装材料，具有保持地面的透水性、保湿性，防滑、降噪、吸音等特点。
传统的以天然粗骨料为主的透水砖自重大，质地坚硬，脚感差，吸音降噪效果差，橡胶透水混凝土则是一个新的领域，目前相关研究较少，相对成熟的研究结果是由土耳其的Mehmet Gesoglu和Erhan Güneyisi等人得出的，他们采用10-12.5mm的单粒径粗骨料和强度等级为42.5R的硅酸盐水泥，向其中分别加入不同细度的、掺量为10％和20％的轮胎条、橡胶末和细橡胶末，获得的橡胶混凝土具有较低的强度，最低的仅为6.45MPa；国内太原理工大学、华北水利水电大学、沈阳大学、天津大学、江苏先达建设集团有限公司等少数单位有开展相关橡胶透水材料的研究，但存在以下几点缺陷：1、抗压强度低，多数研究中当橡胶颗粒掺量超过一定比例后，强度下降明显，有的当掺量为30％时，抗压强度仅为10MPa左右；2、利废率低，目前所有的橡胶透水材料均已天然粗骨料为主，废旧橡胶颗粒参入量低，有的研究甚至需要掺入砂子等细集料，这又将影响产品最终的透水性能；3、自重较大，由于现有的研究均仍然以天然粗骨料为主，因此产品的自重较大，脚感坚硬，降噪吸音等性能不够突出。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种轻质透水柔性橡胶路面砖，具有高抗压强度、高透水率，且自重轻、柔性舒适以及降噪吸音性能好。
本发明是这样实现上述技术问题之一的：
一种轻质透水柔性橡胶路面砖，所述橡胶路面砖的原料及其重量份含量如下：
废旧橡胶颗粒900～1200份，水泥300～420份，硅灰25～50份，纤维素醚0.6～1.2份，减水剂4～6份，水溶性环氧树脂2～3.5份，水120～150份。
进一步地，所述废旧橡胶颗粒的粒径为2mm～5mm。
进一步地，所述水泥为P.O42.5硅酸盐水泥。
进一步地，所述纤维素醚粘度10万以上。
进一步地，所述减水剂为高性能减水剂，其减水率为20％～25％。
进一步地，所述水溶性环氧树脂中环氧树脂和固化剂的重量比为1:1～2:1。
本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种轻质透水柔性橡胶路面砖的制备方法，制备的路面砖具有高抗压强度、高透水率，且自重轻、柔性舒适以及降噪吸音性能好。
本发明是这样实现上述技术问题之二的：
一种轻质透水柔性橡胶路面砖的制备方法，所述橡胶路面砖的原料组分如上所述，所述制备方法步骤如下：
步骤1)将全部的水泥、硅灰、纤维素醚按比例混合，搅拌均匀，然后加入全部废旧橡胶颗粒，与粉料继续搅拌，使之混合均匀；
步骤2)将80％的水与全部的减水剂混合搅拌均匀，然后加入上述步骤1)搅拌均匀的固体混合料中，混合均匀后，停置一段时间；
步骤3)将全部的水溶性环氧树脂倒入剩下的20％水中，搅拌均匀，然后加入上述步骤2)的混合料中，继续搅拌混合；
步骤4)将上述步骤3)搅拌好的混合料，装入模具中，应分层装料，每层装入厚度控制在30～40mm，且应用静压成型；
步骤5)成型后的试件应在温度20～25℃、湿度90％的环境带模养护1d，然后脱模，再于该环境下养护7d即可。
进一步地，所述制备方法步骤具体如下：
步骤1)将全部的水泥、硅灰、纤维素醚按比例混合，采用行星式搅拌器搅拌60～90s，然后加入全部废旧橡胶颗粒，与粉料继续搅拌120～150s，使之混合均匀；
步骤2)将80％的水与全部的减水剂混合搅拌均匀，然后加入上述步骤1)搅拌均匀的固体混合料中，开动搅拌器，搅拌120～150s，停置60s；
步骤3)将全部的水溶性环氧树脂倒入剩下的20％水中，在30～60s内搅拌均匀，然后加入上述步骤2)的混合料中，继续开动搅拌器，搅拌150～240s；
步骤4)将上述步骤3)搅拌好的混合料，装入模具中，应分层装料，每层装入厚度控制在30～40mm，且应用静压成型，控制力值为6～15N/cm2；
步骤5)成型后的试件应在温度20～25℃、湿度90％的环境带模养护1d，然后脱模，再于该环境下养护7d即可。
本发明具有如下优点：
(1)本发明不使用天然粗骨料，而是全部采用废旧橡胶颗粒作为骨架，即保证制备的透水砖具有更小的自重(600-700千克每立方米)和更佳的柔韧性，又实现了高利废率的目的，同时采用单一级配的废旧橡胶颗粒，保证橡胶颗粒形成足够的孔隙，保证了最终产品的透水性能；
(2)本发明先使用部分水和纤维素醚与固体混合料搅拌，通过纤维素醚使水泥和硅灰粉料更好的包裹住废旧橡胶颗粒，使废旧橡胶颗粒得到改性和强化，再以这些改性的强化橡胶颗粒为骨料，最后通过水溶性环氧树脂粘合；这种工艺的优点在于，避免了由于未处理的橡胶颗粒易变形，如果单纯靠水泥粘结，那么随着橡胶颗粒的变形，很容易在骨料粘结点发生破坏，导致产品强度下降，而本发明即通过橡胶颗粒的改性强度，改变了橡胶颗粒软弱的缺点，同时利用水溶性环氧树脂兼具韧性和高粘合性的优点，制备出的橡胶路面砖具有具有高抗压强度、高透水率，且自重轻、柔性舒适以及降噪吸音性能好。
【具体实施方式】
本发明涉及一种轻质透水柔性橡胶路面砖，所述橡胶路面砖的原料及其重量份含量如下：
废旧橡胶颗粒900～1200份，水泥300～420份，硅灰25～50份，纤维素醚0.6～1.2份，减水剂4～6份，水溶性环氧树脂2～3.5份，水120～150份。
所述废旧橡胶颗粒的粒径为2mm～5mm。
所述水泥为P.O42.5硅酸盐水泥。
所述纤维素醚粘度10万以上。
所述减水剂为高性能减水剂，其减水率为20％～25％。
所述水溶性环氧树脂中环氧树脂和固化剂的重量比为1:1～2:1。
本发明还涉及上述一种轻质透水柔性橡胶路面砖的制备方法，所述制备方法步骤如下：
步骤1)将全部的水泥、硅灰、纤维素醚按比例混合，搅拌均匀，然后加入全部废旧橡胶颗粒，与粉料继续搅拌，使之混合均匀；
步骤2)将80％的水与全部的减水剂混合搅拌均匀，然后加入上述步骤1)搅拌均匀的固体混合料中，混合均匀后，停置一段时间；
步骤3)将全部的水溶性环氧树脂倒入剩下的20％水中，搅拌均匀，然后加入上述步骤2)的混合料中，继续搅拌混合；
步骤4)将上述步骤3)搅拌好的混合料，装入模具中，应分层装料，每层装入厚度控制在30～40mm，且应用静压成型；
步骤5)成型后的试件应在温度20～25℃、湿度90％的环境带模养护1d，然后脱模，再于该环境下养护7d即可。
较优的，所述制备方法步骤具体如下：
步骤1)将全部的水泥、硅灰、纤维素醚按比例混合，采用行星式搅拌器搅拌60～90s，然后加入全部废旧橡胶颗粒，与粉料继续搅拌120～150s，使之混合均匀；
步骤2)将80％的水与全部的减水剂混合搅拌均匀，然后加入上述步骤1)搅拌均匀的固体混合料中，开动搅拌器，搅拌120～150s，停置60s；
步骤3)将全部的水溶性环氧树脂倒入剩下的20％水中，在30～60s内搅拌均匀，然后加入上述步骤2)的混合料中，继续开动搅拌器，搅拌150～240s；
步骤4)将上述步骤3)搅拌好的混合料，装入模具中，应分层装料，每层装入厚度控制在30～40mm，且应用静压成型，控制力值为6～15N/cm2；
步骤5)成型后的试件应在温度20～25℃、湿度90％的环境带模养护1d，然后脱模，再于该环境下养护7d即可。
以下结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
各实施例(原料以重量份计)以及成品的抗压强度和透水率数据如下表所述：
Figure BDA0002192741840000051
综上，本发明具有以下优点：
(1)本发明不使用天然粗骨料，而是全部采用废旧橡胶颗粒作为骨架，即保证制备的透水砖具有更小的自重(600-700千克每立方米)和更佳的柔韧性，又实现了高利废率的目的，同时采用单一级配的废旧橡胶颗粒，保证橡胶颗粒形成足够的孔隙，保证了最终产品的透水性能；
(2)本发明先使用部分水和纤维素醚与固体混合料搅拌，通过纤维素醚使水泥和硅灰粉料更好的包裹住废旧橡胶颗粒，使废旧橡胶颗粒得到改性和强化，再以这些改性的强化橡胶颗粒为骨料，最后通过水溶性环氧树脂粘合；这种工艺的优点在于，避免了由于未处理的橡胶颗粒易变形，如果单纯靠水泥粘结，那么随着橡胶颗粒的变形，很容易在骨料粘结点发生破坏，导致产品强度下降，而本发明即通过橡胶颗粒的改性强度，改变了橡胶颗粒软弱的缺点，同时利用水溶性环氧树脂兼具韧性和高粘合性的优点，制备的橡胶路面砖具有高抗压强度、高透水率，且自重轻、柔性舒适以及降噪吸音性能好。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种轻质透水柔性橡胶路面砖，其特征在于：所述橡胶路面砖的原料及其重量份含量如下：
废旧橡胶颗粒900～1200份，水泥300～420份，硅灰25～50份，纤维素醚0.6～1.2份，减水剂4～6份，水溶性环氧树脂2～3.5份，水120～150份。
2.根据权利要求1所述的一种轻质透水柔性橡胶路面砖，其特征在于：所述废旧橡胶颗粒的粒径为2mm～5mm。
3.根据权利要求1所述的一种轻质透水柔性橡胶路面砖，其特征在于：所述水泥为P.O42.5硅酸盐水泥。
4.根据权利要求1所述的一种轻质透水柔性橡胶路面砖，其特征在于：所述纤维素醚粘度10万以上。
5.根据权利要求1所述的一种轻质透水柔性橡胶路面砖，其特征在于：所述减水剂为高性能减水剂，其减水率为20％～25％。
6.根据权利要求1所述的一种轻质透水柔性橡胶路面砖，其特征在于：所述水溶性环氧树脂中环氧树脂和固化剂的重量比为1:1～2:1。
7.一种轻质透水柔性橡胶路面砖的制备方法，其特征在于：所述橡胶路面砖如权利要求1-6任一项所述的橡胶路面砖，所述制备方法步骤如下：
步骤1)将全部的水泥、硅灰、纤维素醚按比例混合，搅拌均匀，然后加入全部废旧橡胶颗粒，与粉料继续搅拌，使之混合均匀；
步骤2)将80％的水与全部的减水剂混合搅拌均匀，然后加入上述步骤1)搅拌均匀的固体混合料中，混合均匀后，停置一段时间；
步骤3)将全部的水溶性环氧树脂倒入剩下的20％水中，搅拌均匀，然后加入上述步骤2)的混合料中，继续搅拌混合；
步骤4)将上述步骤3)搅拌好的混合料，装入模具中，应分层装料，每层装入厚度控制在30～40mm，且应用静压成型；
步骤5)成型后的试件带模养护，然后脱模。
8.根据权利要求7所述的一种轻质透水柔性橡胶路面砖的制备方法，其特征在于：所述制备方法步骤具体如下：
步骤1)将全部的水泥、硅灰、纤维素醚按比例混合，采用行星式搅拌器搅拌60～90s，然后加入全部废旧橡胶颗粒，与粉料继续搅拌120～150s，使之混合均匀；
步骤2)将80％的水与全部的减水剂混合搅拌均匀，然后加入上述步骤1)搅拌均匀的固体混合料中，开动搅拌器，搅拌120～150s，停置60s；
步骤3)将全部的水溶性环氧树脂倒入剩下的20％水中，在30～60s内搅拌均匀，然后加入上述步骤2)的混合料中，继续开动搅拌器，搅拌150～240s；
步骤4)将上述步骤3)搅拌好的混合料，装入模具中，应分层装料，每层装入厚度控制在30～40mm，且应用静压成型，控制力值为6～15N/cm2；
步骤5)成型后的试件应在温度20～25℃、湿度90％的环境带模养护1d，然后脱模，再于该环境下养护7d即可。
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