CN115959865B - 一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115959865B CN115959865B CN202210500663.4A CN202210500663A CN115959865B CN 115959865 B CN115959865 B CN 115959865B CN 202210500663 A CN202210500663 A CN 202210500663A CN 115959865 B CN115959865 B CN 115959865B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- composite material
- rubber powder
- based composite
- wear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 128
- 239000005060 rubber Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 239000004033 plastic Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 title claims abstract description 63
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 55
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 28
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 43
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 37
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 28
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 24
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 10
- 239000011268 mixed slurry Substances 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 7
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 5
- 241001307241 Althaea Species 0.000 claims description 2
- 235000006576 Althaea officinalis Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 claims description 2
- 235000001035 marshmallow Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims 2
- 239000003469 silicate cement Substances 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 6
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 3
- 239000010920 waste tyre Substances 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 241000283984 Rodentia Species 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明属建筑材料技术领域，涉及一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料及其制备方法。该材料按重量计包括以下组分：胶凝材料1500‑1770kg/m3、石英砂250‑350kg/m3、橡胶粉1‑150kg/m3、塑料粉10‑15kg/m3、水250‑280kg/m3、减水剂26‑30kg/m3、PE纤维16‑22kg/m3。相比现有技术，本发明采用回收橡胶粉、塑料粉等废弃材料的特性及优点，使工程水泥基复合材料具有较高的力学性能、工作性能、耐磨性能以及经济环保价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料及其制备方法，属于土木工程材料技术领域。
背景技术
传统混凝土由于其本身脆性大，在其实际服役过程中容易出现脆性开裂现象。随着现代建筑不断进步，建筑结构性能要求更高，结构体型更为复杂，混凝土容易开裂问题已无法满足使用要求。开发一种具有高应变能力的新型材料是未来需求，ECC(工程水泥基复合材料)出现在上世纪90年代，其应变达到3％-5％，这是混凝土应变的数百倍。
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)是一种常用塑料，如今仅在北京一年浪费的PET就超过150吨。废旧PET在自然界中需要很长时间才能分解。与此同时每年都有大量的废轮胎被丢弃到环境中，橡胶屑(CR)是从汽车和卡车废轮胎中回收的橡胶，并且每年乘用车生产约10亿个旧轮胎。橡胶屑的处理由于其不可生物降解的特性、火灾的危险、有害昆虫和啮齿动物的繁殖地点，已成为大多数国家的一个主要环境问题。
同时，目前全世界对混凝土需求量巨大，尤其在中国等发展中国家，并且河砂最近已成为一种稀缺自然资源。若能将废旧橡胶粉以及塑料粉应用到混凝土当中不仅能解决环境问题，而且由于塑料粉和橡胶粉本身的柔软特性能以及自重轻能减轻混凝土重量为高层建筑使用提供解决方案，有望作为新型工程水泥基复合材料的新选择。此外现有工程水泥基复合材料已在桥梁路面有广泛应用，对混凝土磨损性有较高要求，而橡胶粉加入能提高混凝土耐磨性能。再者塑料粉、橡胶粉取代石英砂还能减轻建筑行业对天然河砂的依赖，因此，研发一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料具有十分重要的意义。
由于橡胶粉以及塑料粉在混凝土中的混合较为困难，目前关于橡胶粉以及塑料粉在ECC上使用比较有限，在保证其工作性能的前提下保证力学性能是行业内研究难点，橡胶粉与塑料粉同时使用在工程水泥基复合材料(ECC)上的研究尚未出现。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有传统混凝土易开裂，资源消耗多等技术问题，提供一种工艺简单、能耗低、生产成本低、对环境友好、废弃物利用率高的环保工程水泥基复合材料及其制备方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明公开一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料，该材料按重量计包括以下组分：
进一步地，在上述一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料中，所述的胶凝材料包括：普通硅酸盐水泥、高炉矿渣、硅灰的混合，所述矿渣的质量占胶凝材料总质量37-52％，所述高炉矿渣的质量占胶凝材料总质量的37-52％，所述硅灰的质量占胶凝材料总质量的8-12％。
进一步地，在上述一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料中，所述的普通硅酸盐水泥为PII-52.5级普通硅酸盐水泥。
进一步地，在上述一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料中，所述的高炉矿渣为S105级矿渣，其物理、化学特性应符合GB/T 18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》标准要求。
进一步地，在上述一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料中，所述的硅灰中SiO2含量应大于等于92％，平均粒径为0.3um。
进一步地，在上述一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料中，所述的普通硅酸盐水泥粒径为10-20μm，所述的高炉矿渣粒径为8-10μm，所述的硅灰粒径为0.1-1μm。
进一步地，在上述一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料中，所述的石英砂为9#号砂，粒径0.076-0.15mm，密度2.5-2.7g/cm3。
进一步地，在上述一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料中，所述的橡胶粉为废旧轮胎中回收经历粉碎、分级筛选后优选所得，其粒径分布与上述石英砂分布接近。粒径100-150目，密度1.1-1.2g/cm3。橡胶粉用量0-80kg/m3且不为0。
进一步地，在上述一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料中，所述的塑料粉为粉碎的PET瓶子后、分级筛选后优选所得，其粒径分布与上述石英砂粒径分布接近。粒径100-150目，密度0.7-0.8g/cm3。塑料粉用量0-15kg/m3且不为0。
进一步地，在上述一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料中，所述的水为普通自来水，符合《混凝土用水标准》(JG163-2006)的要求。
进一步地，在上述一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料中，所述的PE纤维为超高分子量聚乙烯纤维，直径为12-24um，长度大于等于12mm，长径比为700-1000，弹性模量大于等于100Gpa，抗拉强度大于等于3000Mpa。
本发明还提供了所述的橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型工程水泥基复合材料及其制备方法，具体包括以下步骤：
先取普通硅酸盐水泥、高炉矿渣、硅灰、石英砂、橡胶粉、塑料粉、水、聚羧酸减水剂、PE纤维。利用行星式搅拌机将普通硅酸盐水泥、高炉矿渣、硅灰、石英砂、橡胶粉、塑料粉搅拌均匀，得到均匀混合干料。再将聚羧酸减水剂与水均匀混合后缓慢加入上述混合干料中，得到新鲜均匀混合流动性上佳的浆体后低速搅拌下加入PE纤维均匀混合后便得到上述所说的橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明提供的橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料，能够充分利用橡胶粉、塑料粉、PE纤维等材料的特性及优点，使混凝土材料具有较高的力学性能、工作性能以及经济环保价值。
(2)本发明使用橡胶分和塑料粉替代适应砂，可以减少因天然河沙开采带来的环境破坏，响应了国家绿色建筑的号召。
(3)本发明使用了高掺量的高炉矿渣代替一部分水泥的火山灰反应，能够减少因生产水泥带来的碳排放，进一步提高工程水泥基复合材料的绿色环保的优势。
(4)本发明提供的橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料。自重可低至1800kg/m3以下，7d平均抗压强度最高可达31.58MPa以上，28d平均抗压强度最高可达40.97MPa以上。
更具体的，为得到上述橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)为保证纤维在浆体中分散均匀需对纤维预分散处理：将集聚的PE纤维置于布袋中然后使用空气压缩机对布袋中的PE纤维吹气处理，更具体操作步骤为：
1)空气压缩机开机充气，直到气压值达到并保证持续1.2Mpa以上时开始操作。
2)使用出气口直径为2-3mm的气枪链接空气压缩机并保证中间气管不漏气。
3)将不超过25克的PE纤维置于可闭口的布袋中，然后对布袋中集聚的PE纤维喷出强有力而短促的气束，气束将PE纤维打散。
4)多次重复步骤3，得到比较分散的PE纤维，然后持续吹气并多次吹气改变方向30秒-60秒，使PE充分分散至蓬松状(类似棉花糖蓬松状)。
5)若还观察到还有未充分分散的PE纤维可先将已充分分散的纤维先行取出，然后对剩下纤维重复步骤3-4直到所有纤维都成棉花糖似蓬松状时停止吹气。
(2)称取普通硅酸盐水泥、高炉矿渣、硅灰、石英砂、橡胶粉、塑料粉、水、减水剂、PE纤维。
(3)用湿布将搅拌机的搅拌扇叶以及模具充分湿润。
(4)取普通硅酸盐水泥、高炉矿渣、硅灰、石英砂、橡胶粉、塑料粉，利用充分湿润的行星式搅拌机将干料低速(70转/min)下搅拌2-4分钟混合均匀，得到均匀混合干料。
(5)将一半聚羧酸减水剂与一半水混合，用玻璃棒搅拌均匀后缓慢加入上述混合干料中，低速(70转/min)下搅拌2-3分钟。再假如另一半聚羧酸减水剂与水均匀混合物缓慢加入其中后继续低速(70转/min)搅拌8-12分钟，之后高速(135转/min)下搅拌2-4分钟便得到新鲜均匀混合浆体。
(6)得到新鲜均匀混合浆体后，在低速下(70转/min)继续搅拌2-3分钟并在第一1分钟内缓慢均匀加入一半PE纤维，然后重复上述操作加入另一半PE纤维，加入所有纤维之后高速下(135转/min)搅拌2-3分钟。
(7)将混凝土浆料入模成形、养护，得到橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料
在本发明中，步骤(7)中成型优选为本领域技术人员熟知的成型方式即可，没有特殊限制。
在本发明中，步骤(7)中养护优选为在混凝土养护室中室温养护28天。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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1
原料：以重量kg/m3计称取水泥760kg/m3、高炉矿渣760kg/m3，硅灰161kg/m3、石英砂500kg/m3、水250kg/m3、减水剂28kg/m3、PE纤维20kg/m3。
制备：先用湿布将搅拌机的搅拌扇叶以及模具充分湿润，分散纤维。称取普通硅酸盐水泥、高炉矿渣、硅灰、石英砂、水、减水剂、PE纤维。取普通硅酸盐水泥、高炉矿渣、硅灰、石英砂、橡胶粉、塑料粉，利用充分湿润的行星式搅拌机将干料低速下搅拌混合均匀，得到均匀混合干料。将一半聚羧酸减水剂与一半水混合，用玻璃棒搅拌均匀后缓慢加入上述混合干料中，低速下搅拌2分钟。后再将另一半聚羧酸减水剂与水均匀混合物缓慢加入其中后继续低速搅拌6分钟，之后高速下搅拌2分钟便得到新鲜均匀混合浆体。得到新鲜均匀混合浆体后，在低速下继续搅拌2分钟并缓慢均匀加入一半PE纤维，然后重复上述操作加入另一半PE纤维，加入所有纤维之后高速下搅拌2分钟。测量扩展度，便得到上述所说的橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料。将新搅拌橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料装入上述模具(50mm×50mm×50mm立方体试件3个、330mm×60mm×13mm狗骨头试件6个、100mm×100mm×100mm立方体试件3个)浇筑成型，并在振捣台上振捣3分钟，随后连同模具一起放入室内常温覆膜养护24小时后拆模，随后置于常温水中养护28天。
按照美国ASTM C109测试混凝土28d抗压强度；按照JSCE 2008测试混凝土拉伸性能；按照《普通混凝土拌合物性能方法试验标准》(GBT50080-2016)测试混凝土容重；按照IS：1237-1980测试混凝土耐磨性。
性能测试：
按照实施例1的测试方法对所得混凝土进行物理力学性能测试，结果显示，28d平均抗压强度为109MPa；平均极限抗拉强度14Mpa，相应抗拉应变7.5％，平均自重为2350Kg/m3；磨损深度为1.2mm。
实施例2
原料：以重量kg/m3计称取水泥760kg/m3、高炉矿渣760kg/m3，硅灰161kg/m3、石英砂298kg/m3、橡胶粉80.4kg/m3、水280、减水剂28kg/m3、PE纤维20kg/m3。
制备：先用湿布将搅拌机的搅拌扇叶以及模具充分湿润，分散纤维。称取普通硅酸盐水泥、高炉矿渣、硅灰、石英砂、橡胶粉、水、减水剂、PE纤维。取普通硅酸盐水泥、高炉矿渣、硅灰、石英砂、橡胶粉、塑料粉，利用充分湿润的行星式搅拌机将干料低速下搅拌混合均匀，得到均匀混合干料。将一半聚羧酸减水剂与一半水混合，用玻璃棒搅拌均匀后缓慢加入上述混合干料中，低速下搅拌2分钟。后再将另一半聚羧酸减水剂与水均匀混合物缓慢加入其中后继续低速搅拌6分钟，之后高速下搅拌2分钟便得到新鲜均匀混合浆体。得到新鲜均匀混合浆体后，在低速下继续搅拌2分钟并缓慢均匀加入一半PE纤维，然后重复上述操作加入另一半PE纤维，加入所有纤维之后高速下搅拌2分钟。测量扩展度，便得到上述所说的橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料。将新搅拌橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料装入上述模具(50mm×50mm×50mm立方体试件、3个330mm×60mm×13mm狗骨头试件6个、100mm×100mm×100mm立方体试件3个))浇筑成型，并在振捣台上振捣3分钟，随后连同模具一起放入室内常温覆膜养护24小时后拆模，随后置于常温水中养护28天。
性能测试：
按照实施例1的测试方法对所得混凝土进行物理力学性能测试，结果显示，28d平均抗压强度为70MPa；平均极限抗拉强度7.1Mpa，相应抗拉应变12％，平均自重为2220Kg/m3；磨损深度为0.8mm。
实施例3
原料：以重量kg/m3计称取水泥760kg/m3、高炉矿渣760kg/m3，硅灰161kg/m3、石英砂250kg/m3、橡胶粉80.4kg/m3、塑料粉13.4kg/m3、水280、减水剂30kg/m3、PE纤维20kg/m3。
制备：先用湿布将搅拌机的搅拌扇叶以及模具充分湿润，分散纤维。称取普通硅酸盐水泥、高炉矿渣、硅灰、石英砂、橡胶粉、塑料粉、水、减水剂、PE纤维。取普通硅酸盐水泥、高炉矿渣、硅灰、石英砂、橡胶粉、塑料粉，利用充分湿润的行星式搅拌机将干料低速下搅拌混合均匀，得到均匀混合干料。将一半聚羧酸减水剂与一半水混合，用玻璃棒搅拌均匀后缓慢加入上述混合干料中，低速下搅拌2分钟。后再将另一半聚羧酸减水剂与水均匀混合物缓慢加入其中后继续低速搅拌6分钟，之后高速下搅拌2分钟便得到新鲜均匀混合浆体。得到新鲜均匀混合浆体后，在低速下继续搅拌2分钟并缓慢均匀加入一半PE纤维，然后重复上述操作加入另一半PE纤维，加入所有纤维之后高速下搅拌2分钟。测量扩展度，便得到上述所说的橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料。将新搅拌橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料装入上述模具(50mm×50mm×50mm立方体试件3个、330mm×60mm×13mm狗骨头试件6个、100mm×100mm×100mm立方体试件3个))浇筑成型，并在振捣台上振捣3分钟，随后连同模具一起放入室内常温覆膜养护24小时后拆模，随后置于常温水中养护28天。
性能测试：
按照实施例1的测试方法对所得混凝土进行物理力学性能测试，结果显示，28d平均抗压强度为55MPa；平均极限抗拉强度6.2Mpa，相应抗拉应变14％，平均自重为2173Kg/m33；磨损深度为0.7mm。
由以上测试结果可知，本发明提供橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料在减轻自重的基础上，还能充分利用废旧橡胶粉、塑料粉减轻日益加重的固体废料对环境的破坏并且保持了良好的抗压强度、抗拉强度更难得的是产生了更大的极限应变，此外还将混凝土的磨损深度从1.2mm降低到0.7mm，表现出更强的耐磨性为复杂工程提供新材料。
Claims (9)
1.一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变绿色工程水泥基复合材料，其特征在于，主要由以下组分混合而得，按重量kg/m3数计，所述组分为：普通硅酸盐水泥760kg/m3、高炉矿渣760kg/m3，硅灰161kg/m3、石英砂250kg/m3、橡胶粉80.4kg/m3、塑料粉13.4kg/m3、水280kg/m3、减水剂30kg/m3、PE纤维20kg/m3；
所述橡胶粉的粒径大小为100-150目，密度1.1-1.2g/cm3；
所述塑料粉的粒径大小为100-150目，密度0.7-0.8g/cm3。
2.根据权利要求1所述的橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变绿色工程水泥基复合材料，其特征在于所用普通硅酸盐水泥为PII-52.5级普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变绿色工程水泥基复合材料，其特征在于所用高炉矿渣为s105级矿渣，其物理、化学特性应符合GB/T 18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》标准要求。
4.根据权利要求1所述的橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变绿色工程水泥基复合材料，其特征在于所用的硅灰中SiO2含量应大于等于92％，粒径为0.01-5um，平均粒径为0.3um，连续级配。
5.根据权利要求1所述的橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变绿色工程水泥基复合材料，其特征在于所用的减水剂为聚羧酸减水剂，固含量49％-51％，PH值5.0-8.0，减水率大于30％。
6.根据权利要求1所述的橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变绿色工程水泥基复合材料，其特征在于所用的PE纤维为超高分子量聚乙烯纤维，直径为12-24um，长度大于等于12um，长径比为750-1000，弹性模量大于等于100Gpa，抗拉强度大于等于3000Mpa。
7.根据权利要求1所述的橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变绿色工程水泥基复合材料，其特征在于，为保证所述的PE纤维在水泥基充分分散，其制备方法包括以下步骤：
1)空气压缩机开机充气，直到气压值达到并保证持续1.2Mpa以上时开始操作；
2)使用出气口直径为2-3mm的气枪连接空气压缩机并保证中间气管不漏气；
3)将不超过25克的PE纤维置于可闭口的布袋中，然后对布袋中集聚的PE纤维喷出强有力而短促的气束，气束将PE纤维打散；
4)多次重复步骤3)，得到分散的PE纤维，然后持续吹气并多次吹气改变方向30秒-60秒，使PE充分分散至蓬松状；
5)若观察到还有未充分分散的PE纤维可先将已充分分散的纤维先行取出，然后对剩下纤维重复步骤3)-4)直到所有纤维都成棉花糖似蓬松状时停止吹气。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变绿色工程水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取用于制备所述橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变绿色工程水泥基复合材料的普通硅酸盐水泥、高炉矿渣、硅灰、石英砂、橡胶粉、塑料粉，利用充分湿润的搅拌机将干料搅拌混合均匀；
(2)将一半聚羧酸减水剂与一半水混合，用玻璃棒搅拌均匀后缓慢加入上述混合干料中，低速下搅拌2分钟；后再将另一半聚羧酸减水剂与水均匀混合物缓慢加入其中后继续低速搅拌6分钟，之后高速下搅拌2分钟便得到新鲜均匀混合浆体；
(3)得到新鲜均匀混合浆体后，在低速下继续搅拌2分钟并缓慢均匀加入一半PE纤维，然后重复上述操作加入另一半PE纤维，加入所有纤维之后高速下搅拌2分钟；
(4)入模浇筑成型，并在振捣台上振捣3分钟，随后连同模具一起放入室内常温覆膜养护24小时后拆模，随后置于常温水中养护28天。
9.根据权利要求8所述的橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变绿色工程水泥基复合材料的制备方法，其特征在于所述的步骤(1)-(4)中，所用搅拌机为行星式搅拌机；工作参数为：低速70转/分钟，高速为135转/分钟；旋转过程为逆时针旋转。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210500663.4A CN115959865B (zh) | 2022-05-07 | 2022-05-07 | 一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210500663.4A CN115959865B (zh) | 2022-05-07 | 2022-05-07 | 一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115959865A CN115959865A (zh) | 2023-04-14 |
| CN115959865B true CN115959865B (zh) | 2024-05-03 |
Family
ID=87362228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210500663.4A Active CN115959865B (zh) | 2022-05-07 | 2022-05-07 | 一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115959865B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118026606B (zh) * | 2024-01-22 | 2024-08-30 | 广东工业大学 | 一种利用pet粉提高水泥基复合材料变形能力的方法 |
| CN118307255A (zh) * | 2024-04-10 | 2024-07-09 | 广东工业大学 | 一种橡胶改性应变硬化碱激发复合材料及其制备方法 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5391226A (en) * | 1992-04-23 | 1995-02-21 | Tiremix Corporation | Rubber-crumb-reinforced cement concrete |
| CN1393420A (zh) * | 2001-06-27 | 2003-01-29 | 马奔 | 一种金属橡胶混凝土及制备方法 |
| WO2003022774A1 (en) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | 3M Innovative Properties Company | Toughened fibre-reinforced cementitious composites |
| CN103396047A (zh) * | 2013-08-06 | 2013-11-20 | 东南大学 | 一种橡胶-高延性水泥基复合材料及其制备方法 |
| CN105819786A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-08-03 | 合肥晨煦信息科技有限公司 | 一种水泥基增强复合材料 |
| CN106673552A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-17 | 上海理工大学 | 一种超高韧性水泥基复合材料及其制备方法 |
| CN107445545A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-12-08 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种水工混凝土结构修补用高延性水泥基复合材料 |
| CN108585671A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-09-28 | 东南大学 | 一种工程水泥基复合材料及其制备方法 |
| CN111807790A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-10-23 | 同济大学 | 一种用于建筑3d打印的橡胶粉超高延性砂浆及制备 |
| CN112549308A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-26 | 张国庆 | 一种抗冻聚丙烯纤维骨料再生混凝土制备方法 |
| CN113493330A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-10-12 | 浙江永坚新材料科技股份有限公司 | 废弃混杂纤维增强大掺量再生pet塑料骨料砂浆的制备方法 |
-
2022
- 2022-05-07 CN CN202210500663.4A patent/CN115959865B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5391226A (en) * | 1992-04-23 | 1995-02-21 | Tiremix Corporation | Rubber-crumb-reinforced cement concrete |
| CN1393420A (zh) * | 2001-06-27 | 2003-01-29 | 马奔 | 一种金属橡胶混凝土及制备方法 |
| WO2003022774A1 (en) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | 3M Innovative Properties Company | Toughened fibre-reinforced cementitious composites |
| CN103396047A (zh) * | 2013-08-06 | 2013-11-20 | 东南大学 | 一种橡胶-高延性水泥基复合材料及其制备方法 |
| CN105819786A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-08-03 | 合肥晨煦信息科技有限公司 | 一种水泥基增强复合材料 |
| CN106673552A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-17 | 上海理工大学 | 一种超高韧性水泥基复合材料及其制备方法 |
| CN107445545A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-12-08 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种水工混凝土结构修补用高延性水泥基复合材料 |
| CN108585671A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-09-28 | 东南大学 | 一种工程水泥基复合材料及其制备方法 |
| CN111807790A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-10-23 | 同济大学 | 一种用于建筑3d打印的橡胶粉超高延性砂浆及制备 |
| CN112549308A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-26 | 张国庆 | 一种抗冻聚丙烯纤维骨料再生混凝土制备方法 |
| CN113493330A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-10-12 | 浙江永坚新材料科技股份有限公司 | 废弃混杂纤维增强大掺量再生pet塑料骨料砂浆的制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| "Effects of crumb rubber aggregate on the static and fatigue performance of reinforced concrete slabs";Jianhe Xie, et. al;《Journal Pre-proofs》;20190904;1-35 * |
| "干湿循环条件下橡胶混凝土单轴抗压力学性能 耐久性试验研究";谢志红等;《混凝土》;20160131(第1期);52-58 * |
| 常魁和等.《公路沥青路面养护新技术》.人民交通出版社,2001,第287-288页. * |
| 橡胶粉对PVA纤维增强水泥基复合材料韧性的影响;胡苗;周娟兰;李永鹏;;混凝土;20150427(04);114-116、120 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115959865A (zh) | 2023-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chen et al. | Development of high performance geopolymer concrete with waste rubber and recycle steel fiber: A study on compressive behavior, carbon emissions and economical performance | |
| CN113429178B (zh) | 抗冻融循环再生混凝土及其制备方法 | |
| CN115959865B (zh) | 一种橡胶粉、塑料粉、耐磨超大应变新型绿色工程水泥基复合材料及其制备方法 | |
| CN110790552B (zh) | 一种废弃砖再生超高韧性混合料及其制备方法和应用 | |
| CN114409347A (zh) | 一种免蒸养低成本超高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN111620624B (zh) | 一种自密实混凝土及其制备方法 | |
| CN112341101B (zh) | 一种轻质再生混凝土及其制备方法 | |
| CN112028565A (zh) | 一种再生粗骨料海水海砂混凝土及其制备方法和应用 | |
| CN116354679B (zh) | 一种应变硬化型再生粗骨料混凝土及其制备方法 | |
| CN111253127A (zh) | 一种c30碳纤维碎砖再生混凝土及其制备方法 | |
| CN112390589A (zh) | 一种建筑垃圾再生连锁砌块及其制备方法 | |
| CN115304311A (zh) | 一种超高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN113896475B (zh) | 一种利用岩棉炉底渣制备高强免烧实心砖的方法 | |
| CN107162526A (zh) | 一种抗渗活性粉末混凝土及其制备方法 | |
| CN107973555A (zh) | 一种玻璃纤维自密实混凝土 | |
| CN113636802A (zh) | 一种超高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN117088655A (zh) | 一种基于复合浆体改性的强化再生骨料的再生混凝土及其制备方法 | |
| CN112661457A (zh) | 一种聚丙烯纤维改性橡胶混凝土及其制备方法 | |
| CN115321924B (zh) | 地下结构工程用耐久自密实填充混凝土材料 | |
| CN116283105A (zh) | 一种混杂纤维地聚物复合材料及其制备方法 | |
| CN114956707B (zh) | 一种框架结构房屋用混凝土及其制备方法 | |
| CN113292295B (zh) | 抗冻融透水混凝土及其制备方法 | |
| CN116120002A (zh) | 一种建筑垃圾再生骨料高抗渗性混凝土及其制备方法 | |
| CN114436621A (zh) | 一种碱激发复合再生粉体再生骨料透水混凝土及其制备方法 | |
| CN115124298A (zh) | 一种利用废弃石粉制备的高强再生骨料混凝土及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |