[发明专利]一种碳-玻璃混杂纤维改性橡胶混凝土及其制备方法

说明书

本发明一种碳‑玻璃混杂纤维改性橡胶混凝土及其制备方法，属于混凝土技术领域。该混凝土的原料组成包括：硅酸盐水泥、沙子、石子、水、减水剂、改性橡胶粉、耐碱玻璃纤维、短切碳纤维、分散剂。本发明利用废弃轮胎作为改性橡胶粉的原材料，加入到混杂纤维混凝土中，做成具有高弹性模量、高强度、优异抗冻性能的路面材料。既可以解决汽车废旧轮胎的处理问题，符合绿色环保的原则，又可以解决新型路面材料的需求问题。

技术领域

本发明属于路面材料技术领域，尤其涉及一种碳-玻璃混杂纤维改性橡胶混凝土及其制备方法。

背景技术

近年来汽车行业的快速发展使橡胶轮胎的需求量越来越大，而废旧的橡胶轮胎很难处理进而带来“黑色污染”。国内外研究废旧轮胎处置的主要方向之一是采用废旧轮胎制备橡胶颗粒和橡胶粉，并分别取代集料和胶凝材料用于制备橡胶混凝土。此种处置方法已经被比较广泛的应用到了现代公路建设中，橡胶的掺入降低了车辆行驶时的马路噪音，混凝土中掺入橡胶颗粒后，可以提高混凝土的韧性、抗冲击性能、抗冻性能和减震性能。

混杂纤维橡胶混凝土是指将不同类型或尺寸的纤维同时按一定比例加入到橡胶混凝土中制备而成的高性能复合型材料。相比单掺纤维橡胶混凝土而言，混杂纤维橡胶混凝土能更有效的控制裂缝在多阶段、多层次的扩展，同时还能明显的达到增韧效果，多方面的改善混凝土的力学性能，也弥补了橡胶混凝土在强度方面不足的缺陷。

在基体中加入短切碳纤维后能改善混凝土内部结构，起到阻裂、增强和增韧的作用。因其具有良好的温敏性和压敏性，在道路工程、桥梁工程、水利工程等及结构补强加固、安全监测中具有很好的应用前景，在自感应混凝土、自修复混凝土、自调节混凝土等智能混凝土中的应用研究也受到关注。国内外学者针对碳纤维混凝土力学性能开展了大量理论与试验研究，普遍认为碳纤维能提高混凝土抗拉强度和抗折强度，改善混凝土韧性、抗裂性和抗冲击性。在基体中加入作为一种新型高强纤维材料的耐碱玻璃纤维，由于其抗拉强度大、耐热耐高温、防火性能好、电绝缘、隔热、隔音性能优良、耐化学腐蚀性好、比重轻，弹性模量与混凝土接近以及一定程度的功能可设计性而一度受到青睐。综合以上两种纤维的各种优劣，优势互补，实现在不同尺度、不同层次上增韧和增强。

发明内容

为了发挥碳-玻璃混杂纤维橡改性胶混凝土的优势，本发明的目的是提供一种碳-玻璃混杂纤维改性橡胶混凝土及其制备方法。利用废旧轮胎制成改性橡胶粉作为生态建筑垃圾，在其中加入碳纤维和玻璃纤维，做出优异耐化学腐蚀、抗裂性、抗冻性、抗冲击性、高韧性、高强度的路面材料，既可以解决建筑垃圾的处理问题，又能解决新型路面材料的需求问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种碳-玻璃混杂纤维改性橡胶混凝土，其包括如下组分：

水泥359-362kg、细骨料574-579kg、粗骨料1340-1353kg、水126kg、减水剂3.6kg、改性橡胶粉37.7-40kg、短切碳纤维0.88-5.28kg、耐碱玻璃纤维3.4-22.8kg、分散剂0.7-4.2kg。

所述水泥为普通硅酸盐水泥PO·42.5，配置强度为C40。

所述砂为普通河沙(中级)，细度模数为2.4-2.65。

所述粗骨料为粒径10-20mm的石子。

所述减水剂为聚羧酸类高性能减水剂。

所述改性橡胶粉为废弃轮胎粉碎而成的40目橡胶颗粒，经10％NaOH溶液浸泡两小时改性处理后烘干得到。

所述短切碳纤维的长度为10mm，密度为1.75g/cm³，耐碱玻璃纤维的长度为12mm，密度为2.54g/cm³。

所述分散剂为粉状甲基纤维素，用作分散短切碳纤维，用量控制在短切碳纤维的0.8倍。