[发明专利]一种基于废旧轮胎橡胶粉的聚丙烯纤维泡沫轻质土及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种基于废旧轮胎橡胶粉的聚丙烯纤维泡沫轻质土及其制备方法和应用，属于建筑材料制备技术领域。经研究发现，橡胶粉具有较好的抗冲击性能，可考虑将橡胶粉加入到泡沫轻质土中来既能提高抗震性能又能回收利用橡胶轮胎，不失为一种较好的解决方法。此外，聚丙烯纤维具有较高的强度和弹性模量、分散快、与水泥表面握裹力强，其加入到泡沫轻质土中可以提高抗折强度，可以增加轻质土的韧性及止裂性能，还可以提高轻质土的抗疲劳、抗震、冻融性能，阻止混凝土开裂。聚丙烯纤维能和橡胶粉一起作用，提高抗冲击性能，因此具有良好的实际应用之价值。

技术领域

本发明属于建筑材料制备技术领域，具体涉及一种基于废旧轮胎橡胶粉的聚丙烯纤维泡沫轻质土及其制备方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

在未来的较长时期内，我国仍将处于大规模基础设施建设阶段。然而，受线位约束的影响，工程建设中不可避免地会出现大量高填、深挖、高陡、拓宽、沿河等特殊路基，进而引发永久占地多、土料用量大、建设费用高、环境破坏严重等诸多社会、经济与环境问题，因此，发展土地高效节约利用技术已成为我国基础设施建设中亟需解决的重大课题。

相比较，泡沫轻质土路基由于具有自重轻、抗压强度高、自立性强、施工便捷、适用性广等特点，而在交通基础设施建设中具有广阔的应用前景。目前，关于路基中的泡沫轻质土应用主要以水泥发泡轻质土、水泥粉煤灰发泡轻质土为主，其他还包括掺加细砂、粉土、黏土、纤维等材料替代部分水泥，降低水泥用量，减少施工成本。然而，轻质土路基属于刚性体材料，在服役过程中，会经受明显的交通动荷载影响，尤其在与桥梁、涵洞等结构物连接处，还会承受较大的冲击荷载。相关研究表明，在较大的交通动荷载作用下，轻质土孔隙结构会受到累积损伤而影响其疲劳寿命。因此，如何通过改变材料配比，提高水泥基泡沫轻质土的减震特性成为其推广应用的核心技术问题之一。

我国道路工程迅猛发展侧面反映了人们的生活水平提高，对生活质量的要求也相应提高，用汽车代步是当代人们生活的真实写照，汽车已然称为人类文明进步的必需品。据不完全统计，2020年1-11月全国橡胶轮胎外胎产量为74448.9万条。在汽车保有量逐年增加、汽车的报废和车型的更替等客观因素影响下，每年轮胎的报废率还会保持在6％～8％之间。将废旧轮胎和其他废弃物一起焚烧以蒸汽或电力的形式回收能量，虽可大量处理废旧轮胎，但资源利用率不高，只能回收约42％的能源。所以废旧轮胎橡胶存在大量堆放的问题，此外，轮胎橡胶难以被生物降解，处理成本较高，带来二次污染，资源的浪费，且危害居民健康，亟需一种合理的解决办法。

发明内容

基于上述现有技术的不足，本发明提供一种基于废旧轮胎橡胶粉的聚丙烯纤维泡沫轻质土及其制备方法和应用。经研究发现，橡胶粉具有较好的抗冲击性能，可考虑将橡胶粉加入到泡沫轻质土中来既能提高抗震性能又能回收利用橡胶轮胎，不失为一种较好的解决方法。此外，聚丙烯纤维具有较高的强度和弹性模量、分散快、与水泥表面握裹力强，其加入到泡沫轻质土中可以提高抗折强度，可以增加轻质土的韧性及止裂性能，还可以提高轻质土的抗疲劳、抗震、冻融性能，阻止混凝土开裂。聚丙烯纤维能和橡胶粉一起作用，提高抗冲击性能，基于上述研究，从而制备一种基于废旧轮胎橡胶粉的聚丙烯纤维泡沫轻质土，因此具有良好的实际应用之价值。

本发明的第一个方面，提供一种基于废旧轮胎橡胶粉的聚丙烯纤维泡沫轻质土，所述轻质土，由以下质量份数的组分制成：

废旧轮胎橡胶粉18-90.472份，水泥219-545份，水159-278份，泡沫18-44份，聚丙烯纤维0.91-2.73份。

本发明的第二个方面，提供上述基于废旧轮胎橡胶粉的聚丙烯纤维泡沫轻质土的制备方法，所述方法包括：

将称量好的水、橡胶、聚丙烯纤维搅拌混合均匀得混合浆料；向混合浆料中加入称量好的水泥并继续搅拌，混合均匀；然后向其中加入泡沫并继续搅拌，即得。