[发明专利]用于大流动度水泥基材料的橡胶骨料的表面改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面改性方法，具体说是一种改善橡胶骨料表面性能的方法，采用该方法处理后的橡胶骨料可广泛应用于大流动度混凝土、砂浆及其他水泥基材料。

背景技术

随着我国国民经济的不断发展，高速铁路建设、设备基础建设飞速发展，这些基础设施大多采用水泥基材料。众所周知，水泥基材料强度高，且强度能够随着龄期的延长不断提高，通常强度很高的水泥基材料的韧性较差，采用橡胶骨料替代水泥基材料中的刚性骨料是提高材料基体弹性的手段之一。目前橡胶集料主要应用于混凝土，例如专利CN101085871A中提出用环氧树脂和橡胶骨料改善沥青性能，最终将改性后的沥青应用于沥青混凝土中；专利CN1821159A中提出的道路吸音高弹混凝土，加入橡胶颗粒作为骨料的一部分起到吸音的作用。

橡胶骨料属于有机弹性骨料，与无机刚性骨料相比比重较轻，在大流动度的水泥基材料体系中容易出现上浮的现象，且使材料本身的抗压强度大幅降低。为了解决以上问题，出现了一些对橡胶骨料表面改性的方法，如：清水冲洗、Na(OH)溶液腐蚀和四氯化碳溶液清洗处理等，但都存在效果不理想、过程腐蚀性较强、有毒有污染等问题。中国专利CN101182157A中提出采用苯乙烯-丙烯酸酯-有机硅偶连剂共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇偶联剂(PVA)，三种材料均匀混合制成界面改性剂改善橡胶颗粒-水泥石基体，该方法虽然效果较好，但改性成本较高，过程复杂、所需时间较长。

发明内容

本发明的目的是提供一种橡胶骨料的表面改性方法，此方法操作简便、操作时间短、过程无毒、环保，通过该方法处理后的橡胶骨料可适于大流动度混凝土、砂浆及其他水泥基材料，解决橡胶骨料的上浮问题，同时提高橡胶骨料水泥基材料的抗压强度。

本发明用于大流动度水泥基材料的橡胶骨料的表面改性方法，按以下步骤进行：

1)备料；选取下列组分及按质量份数的含量：橡胶骨料300～500份、界面处理剂30～80份、水泥240～400份；所述界面处理剂为环氧树脂和固化剂的混合物，或硅烷偶联剂；

2)进行表面处理；将橡胶骨料置入容器中搅拌，搅拌过程中缓慢倒入所述界面处理剂，并保持搅拌5～10分钟至均匀，待橡胶骨料表面充分被界面处理剂覆盖后，加入水泥继续搅拌10～15分钟，直至骨料表面完全被水泥覆盖；

3)干燥处理；将上述处理后的橡胶骨料放置于干燥环境中1天，或在50～60℃干燥环境中1～2小时。

上述方法中，备料时所述橡胶骨料选用粒径为0.5～3mm的废旧轮胎颗粒；所述水泥为普通硅酸盐水泥或者快硬硫铝酸盐水泥等快硬早强水泥。

所述环氧树脂和固化剂混合物中，环氧树脂和固化剂根据种类不同选择用量，其中固化剂用量为混合物用量20％～50％(重量百分比)，此种界面处理剂制备方法如下：将固化剂投入环氧树脂中，搅拌3～5分钟至均匀。

所述硅烷偶联剂结构如图：

使用时，将本方法处理后的混合物按照等体积方法替代橡胶骨料，投入水泥基材料中。本方法提高了橡胶骨料的比重，当水泥基材料流动度较大时，处理后的橡胶骨料均匀分散于水泥体系中，不出现上浮分层的现象，并且改善了橡胶骨料与无机材料之间的界面状态，提高橡胶骨料水泥基材料的抗压强度。本发明的有益效果在于：

(1)原材料简单，操作工艺简便，过程环保无污染；

(2)改性后橡胶骨料在大流动度水泥基材料中分散均匀，不上浮；

(3)改性后橡胶骨料能够提高橡胶水泥基材料的抗压强度。

具体实施方式

以下结合具体实施例来对本发明做进一步说明，下述各实施例仅用于说明本发明而非对本发明的限制。

实施例1

选择普通硅酸盐水泥4kg，环氧树脂0.6kg，固化剂0.2kg，粒径为2-3mm橡胶骨料5kg。界面处理剂的制备：将固化剂投入环氧树脂中，同一方向匀速搅拌3～5分钟。表面处理操作过程如下：将橡胶骨料投入搅拌机中搅拌1～2分钟后，继续维持搅拌并将界面处理剂缓慢投入其中，保持同一方向匀速搅拌5～10分钟，再投入普通硅酸盐水泥，继续搅拌10～15分钟，直至橡胶颗粒表面充分被水泥覆盖。最后将处理后的橡胶颗粒放入50～60℃干燥设备中干燥2小时，取出自然冷却，制成改性橡胶骨料1。

实施例2