[发明专利]一种制备橡胶颗粒混凝土的实验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿山工程、隧道工程中的一种支护材料的制备方法，具体是一种制备橡胶颗粒混凝土的实验方法。

背景技术

随着我国煤矿开采和隧道施工深度的不断增加，巷道开挖后其周边围岩条件变得复杂多变，伴随着较高水平地应力的急剧释放，大大超出围岩自承能力，巷道开始发生大变形，顶板冒落、底臌、片帮甚至发生岩爆等现象相继发生，与此同时，大量巷道处于软岩环境之中，软岩具有膨胀性和崩解性，尤其在潮湿和遇水环境下，围岩膨胀加速，随着时间的变化，压力急剧增高，变形增大，使巷道受到严重破坏。这就要求支护材料和支护结构具有一定的柔性，具备可让压性能，在保证具有一定支护强度的前提下，可以随围岩发生形变，在最大程度上保证围岩稳定。

在巷道支护材料和支护结构上，传统的主动支护形式，其组成基本为刚性材料，不具备大变形功能，当发生一定程度的变形时，往往会发生脆性破坏。而一部分具备让压性能的支护结构作用原理较复杂，通常需要多种条件激发才能工作，而且造价成本较高。然而喷射橡胶颗粒混凝土其施工较为方便，让压效果显著，且具备一定的支护强度，可以在巷道围岩大变形控制过程中发挥重要作用，同时废旧橡胶的处理成为一项急需解决的问题，如何对废弃橡胶进行回收、加工、再利用的技术瓶颈有待突破。而对于工程应用来讲，如何对橡胶颗粒进行处理，采用适当的制备方法制备成橡胶颗粒混凝土材料，以具备预期的抗压强度和变形量，需要在实验条件下探索出来一种制备橡胶颗粒混凝土的方法。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提出一种制备橡胶颗粒混凝土的实验方法，将橡胶颗粒进行预处理，经过多次试验确定处理橡胶颗粒的流程、试剂以及条件，用橡胶颗粒取代普通混凝土中的石子，提高橡胶颗粒与混凝土结合的整体性与稳定性。同时研究不同橡胶颗粒掺量下的橡胶颗粒混凝土的抗压强度和可压缩性，为巷道围岩大变形的支护问题的解决提供有力依据。

本发明采用如下技术方案：

一种制备橡胶颗粒混凝土的实验方法，将橡胶颗粒进行预处理，再采用如下实验方法制备橡胶颗粒混凝土：

(1)将预处理后的橡胶颗粒中加入粘结剂进行搅拌；

(2)将配比好的水泥和砂放入实验用搅拌机内搅拌均匀，然后将步骤(1)中搅拌好的橡胶颗粒加入搅拌机内搅拌均匀；

(3)在搅拌机中加水搅拌一段时间，再加减水剂搅拌一段时间；

(4)将橡胶颗粒混凝土放入标准模具中养护；

(5)养护一定时间后对模具中的橡胶颗粒混凝土进行二次处理之后，养护至28天，橡胶颗粒混凝土试件制备完成；

(6)拆除模具，将橡胶颗粒混凝土进行物理力学特性实验。

进一步地，所述将橡胶颗粒进行预处理改变橡胶颗粒界面的性质，同时提高橡胶颗粒的物理力学性质，橡胶颗粒预处理包括如下工艺流程：

A、选用粒径为3-5mm的橡胶颗粒，表观密度为1000kg/m³；

B、将橡胶颗粒在温度为100℃浓度为25％-30％的NaOH溶液中浸泡2min；

C、再将橡胶颗粒在25％-30％的NaOH溶液中常温浸泡5h，期间每隔1h搅拌1次；

D、之后将橡胶颗粒放入清水中浸泡，通入臭氧处理30min；

E、取出后晾干，在紫外线下照射30min。

所述步骤(1)中粘结剂为聚丙烯酸酯乳液，粘结剂为橡胶颗粒用量的10％。

所述步骤(2)中砂选用河砂，细度模数2.6，最大粒径3mm，表观密度2500kg/m³；

水泥选用普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5；

其中，水泥和砂的配比为1：1.5，水灰比为0.35。

所述步骤(3)中减水剂为萘系高效减水剂，减水剂的用量为步骤(2)中水泥用量的1.5％。

所述步骤(4)中标准模具内壁均匀涂抹一层机械润滑油，将搅拌好的橡胶颗粒混凝土装满模具，把模具放在振动台上进行震动，再次加入橡胶颗粒混凝土，再次进行震动，直到加满为止，再将混凝土上表面处理平整后，用保鲜膜覆盖住橡胶颗粒混凝土上表面。

所述步骤(5)中二次处理包括对橡胶颗粒混凝土上部进行二次捣实，处理好表面因气泡出现的空腔，保证其密实度以及表面平整度。

所述步骤(6)中物理力学特性实验包括抗压强度实验和最大压缩量实验。

采用如上技术方案取得的有益技术效果为：