CN113773015B - 一种利用废旧橡胶和地沟油制备的自密实混凝土及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用废旧橡胶和地沟油制备的自密实混凝土及方法，述自密实混凝土的原料组分及各组分的重量份含量如下：42.5级硅酸盐水泥与矿渣粉总质量为45～55份，其中矿渣粉的质量占比为15‑30％；机制砂或天然砂32～42份；废旧橡胶颗粒40～45份；聚羧酸减水剂0.65‑1.3份；地沟油0.4～0.5份；聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯0.004‑0.006份；十二烷基苯磺酸钠0.004‑0.006份；山梨醇酐油酸酯0.032‑0.048份；水0.4‑0.5份；碎石85‑95份。本发明以废旧橡胶颗粒替代部分天然骨料，通过颗粒改性、配方优化，及添加改性地沟油，制备出兼具高流态、高强度和低收缩特性的自密实混凝土。

Description

一种利用废旧橡胶和地沟油制备的自密实混凝土及方法

【技术领域】

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种利用废旧橡胶和地沟油制备的自密实混凝土及方法。

【背景技术】

废旧橡胶属于一种热固性聚合物塑料，其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。据统计我国废旧轮胎的量较大，多达5000多万条，而处理掉的约占总量的1.4％。废旧轮胎形成的“黑色污染”造成环保压力就越来越大。因此，废旧橡胶的回收再利用也就更加受到人们的关注。地沟油，也称为废弃食用油脂，由于其自身含有黄曲霉毒素、胆固醇、生物胺、酮、丙二醛、重金属和丙烯醛等，不仅会危害人类的健康，而且直接排放也会污染环境。据估算我国地沟油的年产量约为500～750×10⁴吨，是一笔重要的可资源化利用的废弃物，最好的解决措施就是进行循环利用，实现变废为宝。

而自密实混凝土是一种无需振捣，仅通过自重就能充模密实，并在此过程中能够保持均一稳定，不发生离析的新型混凝土材料。与普通混凝土相比，自密实混凝土因无需人工振捣具有既节约人力又能有效降低施工噪音的优点，但其又有脆性大、易开裂以及干缩的缺点。

目前已有少量利用废旧橡胶制备自密实混凝土的相关研究和专利。如西南交通大学、中国农业大学等均有相关研究，但多集中于橡胶粉作为添加剂的研究，而以废旧橡胶作为骨料制备自密实混凝土的研究和专利相对较少，以橡胶粉做原料成本高，且粉料与混凝土其他原料密度相差大，易出现分层、离析等问题，影响工作性和后期各项性能，而在配制自密实混凝土中添加地沟油的研究资料尚未发现。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种利用废旧橡胶和地沟油制备的自密实混凝土，其以废旧橡胶颗粒替代部分天然骨料，通过颗粒改性、配方优化，及添加改性地沟油，制备出兼具高流态、高强度和低收缩特性的自密实混凝土。

本发明是这样实现的：

一种利用废旧橡胶和地沟油制备的自密实混凝土，所述自密实混凝土的原料组分及各组分的重量份含量如下：

42.5级硅酸盐水泥与矿渣粉总质量为45～55份，其中矿渣粉的质量占比为15-30％；

进一步地，所述机制砂或天然砂为II区中砂，细度模数2.6～2.9。

进一步地，所述废旧橡胶颗粒的粒径16-140目，细度模数2.6～2.9。

进一步地，所述聚羧酸减水剂1％掺量时减水率为25％。

进一步地，所述水为去离子水。

进一步地，所述碎石的粒径为10mm-25mm。

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种利用废旧橡胶和地沟油制备的自密实混凝土，其以废旧橡胶颗粒替代部分天然骨料，通过颗粒改性、配方优化，及添加改性地沟油，制备出兼具高流态、高强度和低收缩特性的自密实混凝土。

本发明是这样实现的：

一种利用废旧橡胶和地沟油制备自密实混凝土的方法，具体步骤如下：

步骤1、将地沟油、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、十二烷基苯磺酸钠、山梨醇酐油酸酯及水按配比混合均匀，在60-80℃温度下，750r/min-1000r/min转速下搅拌均匀备用；

步骤2、将机制砂或天然砂与废旧橡胶颗粒搅拌均匀，然后依次加入42.5级硅酸盐水泥与矿渣粉、碎石，继续搅拌均匀，形成干料；

步骤3、再称量水泥与矿渣粉总量35％-45％的水，将聚羧酸减水剂及第1步骤中配制成的液剂，加入水中，搅拌均匀后，再加入步骤2的干料中，搅拌时间3min-5min。

本发明具有如下优点：

本发明以废旧橡胶颗粒替代部分天然骨料，通过颗粒改性、配方优化，及添加改性地沟油，可有效地解决橡胶颗粒分层上浮、粘聚性差的特点，制备出兼具高流态、高强度和低收缩特性的自密实混凝土。本发明工艺简单，易于推广应用，具备显著的经济和社会效益。

【具体实施方式】

本发明涉及一种利用废旧橡胶和地沟油制备的自密实混凝土，所述自密实混凝土的原料组分及各组分的重量份含量如下：

42.5级硅酸盐水泥与矿渣粉总质量为45～55份，其中矿渣粉的质量占比为15-30％；

所述机制砂或天然砂为II区中砂，细度模数2.6～2.9。

所述废旧橡胶颗粒的粒径16-140目，细度模数2.6～2.9。

所述聚羧酸减水剂1％掺量时减水率为25％。

所述水为去离子水。

所述碎石的粒径为10mm-25mm。

本发明还涉及上述一种利用废旧橡胶和地沟油制备的自密实混凝土的方法，具体步骤如下：

步骤1、将地沟油、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、十二烷基苯磺酸钠、山梨醇酐油酸酯及水按配比混合均匀，在60-80℃温度下，750r/min-1000r/min转速下搅拌均匀，对地沟油进行改性，备用；

步骤2、将机制砂或天然砂与废旧橡胶颗粒搅拌均匀，然后依次加入42.5级硅酸盐水泥与矿渣粉、碎石，继续搅拌均匀，形成干料；

步骤3、再称量水泥与矿渣粉总量35％-45％的水，将聚羧酸减水剂及第1步骤中配制成的液剂，加入水中，搅拌均匀后，再加入步骤2的干料中，搅拌时间3min-5min。

下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1：

自密实混凝土的原料组分及各组分的重量份含量如下：

上述原料按比例称量后，并按以下方法混合搅拌即可：

一种利用废旧橡胶和地沟油制备自密实混凝土的方法，步骤如下：

步骤1、将地沟油、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、十二烷基苯磺酸钠、山梨醇酐油酸酯及水按配比混合均匀，在60-80℃温度下，750r/min-1000r/min转速下搅拌均匀备用；

步骤2、将机制砂或天然砂与废旧橡胶颗粒搅拌均匀，然后依次加入42.5级硅酸盐水泥与矿渣粉、碎石，继续搅拌均匀，形成干料；

步骤3、称量18.5份水，将聚羧酸减水剂及第1步骤中配制成的液剂，加入水中，搅拌均匀后，再加入步骤2的干料中，搅拌时间3min-5min。

实施例2：

密实混凝土的原料组分及各组分的重量份含量如下：

上述原料按比例称量后，加水19.5份，并按实施例1的方法混合搅拌即可。

实施实例3：

密实混凝土的原料组分及各组分的重量份含量如下：

上述原料按比例称量后，加水23.5份，并按实施例1方法混合搅拌即可。

实例配方测试结果

注：坍落扩展度、扩展时间依据现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T 50080-2016相关规定执行；

抗压强度依据现行国家标准《混凝土物理力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2019相关规定执行；

单位面积上总开裂面积依据现行国家标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T 50082-2009相关规定执行。

本发明在自密实混凝土中加入废旧橡胶颗粒可起到分散应力的作用，能明显改善自密实混凝土的抗裂性能，提高韧性。另外，由于混凝土毛细孔中存在着水份，根据拉普拉斯公式，当水份蒸发时，随着弯曲液面增大，曲率半径减小，导致弯曲液面两侧压力差Δp增加，从而引起混凝土收缩，而地沟油具有较小的表面张力，通过改性使其均匀分散于拌和水中，降低水的表面张力；当毛细孔中的水份蒸发时，由于液体表面张力降低，降低了弯曲液面两侧压力差Δp，减小了混凝土的收缩。因此，本发明通过废旧橡胶颗粒与改性地沟油的复合作用，达到制备高强大流态低收缩自密实混凝土的目的。即利用废旧橡胶颗粒和地沟油制备自密实混凝土，既可改善自密实混凝土耐久性能，又能实现固废资源的再生利用，具有良好的应用经济与社会效益。

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 (4)

1.一种利用废旧橡胶和地沟油制备的自密实混凝土，其特征在于：所述自密实混凝土的原料组分及各组分的重量份含量如下：

42.5级硅酸盐水泥与矿渣粉总质量为45～55份，其中矿渣粉的质量占比为15-30％；

所述机制砂或天然砂为II区中砂，细度模数2.6～2.9；

所述废旧橡胶颗粒的粒径16-140目，细度模数2.6～2.9；

所述聚羧酸减水剂1％掺量时减水率为25％。

2.根据权利要求1所述的一种利用废旧橡胶和地沟油制备的自密实混凝土，其特征在于：所述水为去离子水。

3.根据权利要求1所述的一种利用废旧橡胶和地沟油制备的自密实混凝土，其特征在于：所述碎石的粒径为10mm-25mm。

4.一种利用废旧橡胶和地沟油制备自密实混凝土的方法，其特征在于：所述自密实混凝土是基于权利要求1-3任一项所述的一种利用废旧橡胶和地沟油制备的自密实混凝土中的自密实混凝土；所述方法步骤如下：

步骤1、将地沟油、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、十二烷基苯磺酸钠、山梨醇酐油酸酯及水按配比混合均匀，在60-80℃温度下，750r/min-1000r/min转速下搅拌均匀备用；

步骤2、将机制砂或天然砂与废旧橡胶颗粒搅拌均匀，然后依次加入42.5级硅酸盐水泥与矿渣粉、碎石，继续搅拌均匀，形成干料；

步骤3、再称量水泥与矿渣粉总量35％-45％的水，将聚羧酸减水剂及第1步骤中配制成的液剂，加入水中，搅拌均匀后，再加入步骤2的干料中，搅拌时间3min-5min。