[发明专利]一种利用改性废旧橡胶粉制备的混凝土

说明书

本发明公开了一种改性废旧橡胶粉制备的混凝土，是由以下重量份数的原料制成的：水泥200‑250份，砂350‑500份，碎石1100‑1300份，改性废旧橡胶粉50‑80份，增强剂3‑5份，减水剂3‑5份，以及水90‑135份。本发明改性废旧橡胶粉先经由NaOH溶液与无水乙醇混合制得的表面处理剂进行表面预处理，再采用γ‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、十二烷基硫酸钠、硅溶胶经反应得到的。本发明的改性废旧橡胶粉混凝土消纳大量的废旧橡胶，减少对自然资源的开采，降低成本，提高废旧橡胶的经济附加值，具有显著的经济效益和社会效益；使用增强剂，提高混凝土中的改性废旧橡胶粉和水泥之间的结合力，显著提高其强度。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种利用改性废旧橡胶粉制备的混凝土。

背景技术

我国人口众多，但资源利用率不是很高，开发废旧橡胶在水泥混凝土中的应用具有重大的资源循环利用和环保意义。首先，有助于消除黑色污染。废轮胎属于生物不能降解的物资，即使深埋地下数百年也不易分解。胶粉掺入混凝土可促进废旧轮胎资源的有效利用，遏制废旧轮胎对土地的占用和造成的环境污染；第二，将橡胶粉添加入胶凝材料中，用于道路、桥梁和水工等建设，一方面可以变废为宝，改善环境，另一方面可以改善混凝土的抗开裂、抗冲击性、耐久性和吸收噪音、增加安全性，延长道路、桥梁等工程的使用寿命，将收到较好的社会效益和经济效益。

然而，大量研究表明将废旧橡胶破碎成胶粉后作为一种轻质骨料掺入到混凝土中，虽然可以增加混凝土的韧性，有效改善其抗冲击性和抗震性能，同时又有望解决了大量废旧橡胶的回收利用问题，但是由于橡胶粉与基体之间的界面结合能力较差，将胶粉直接与水泥基无机材料等共混时，所得产品的性能都将随胶粉的加入而急剧下降，所以直接掺入胶粉，往往导致混凝土强度的大幅下降，限制了其实际应用。造成这种现象的具体原因包括：①胶粉不参与水化，不能与水泥浆体形成有效的黏合，这种仅在外观上致密化的填充对材料的强度起不到增强的作用，反而增加了其内部结构的不连续性，在受力时成为疏松的薄弱区；②是水泥硬化后弹性模量较大，变形能力小，而胶粉的弹性模量较小，具有较高的弹性和韧性，水泥石包裹胶粉颗粒形成的结构在承力时，力学性质差异较大的橡胶和水泥石就不能有效协同发挥作用，胶粉不能起到骨架作用，不能与水泥石共同受力。通常认为，憎水性的胶粉和亲水性的水泥浆体界面结合力差，二者之间存在不连续相，为混凝土内部结构中的薄弱环节，是橡胶混凝土强度下降的首要原因。若采用适当的方法，改善橡胶和水泥浆体的界面，即可提高橡胶混凝土的力学性能。目前通常采取NaOH溶液浸泡，用清水清洗的方法来去除橡胶粉中的硬脂酸锌后直接使用于混凝土中，由于橡胶粉与基体之间的界面结合能力较差，制备的混凝土性能较差，限制了其应用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，通过对废旧橡胶粉进行改性，对废旧橡胶进行二次综合利用，提供了一种利用改性旧橡胶粉制备的混凝土。本发明所采用的技术方案是：

一种利用改性废旧橡胶粉制备的混凝土，是由以下重量份数的原料制备而成：水泥200-250份，砂350-500份，碎石1100-1300份，改性废旧橡胶粉50-80份，增强剂3-5份，减水剂3-5份以及水90-135份；

所述改性废旧橡胶粉经由以下步骤制得：

（1）配制表面处理剂：按照1:0.8-1的重量比称取NaOH溶液和无水乙醇，加入至超声波清洗机中搅拌均匀；

（2）废旧橡胶粉表面预处理：将50-100份的废旧橡胶粉加入至100-120份的步骤（1）所得表面处理剂中，并于超声波清洗机中清洗浸泡30min-60min后取出，用去离子水洗涤；

（3）配制改性混合溶液：称取γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷25-30份，十二烷基硫酸钠3-5份放入反应器中，量取去离子水90-100份，加入反应器中，搅拌5-8min，制得改性混合溶液；