本发明涉及混凝土添加剂技术领域，特别是一种用于橡胶混凝土的改性橡胶颗粒的制备工艺。
背景技术：
目前，全世界废旧橡胶的年产量约2000万吨，我国废旧橡胶的年产量估计已达150万吨。国内外研究者将目光投向废旧橡胶改性水泥混凝土上。水泥混凝土是用量最大的建筑材料，但混凝土高脆性、低应变能力和早期收缩等性能缺陷限制了水泥混凝土在很多特定场所的应用。合理回收、利用这些废旧橡胶具有重要意义，将废旧橡胶颗粒作为骨料用于水泥混凝土材料是一种资源节约、环境友好的利用途径。
水泥混凝土中添加胶粉或胶粒可以显著降低密度，增加韧性和延性，提高抗冲击和抗疲劳能力。胶粉作为细小的料群起着类似弹性纤维的作用，能减小体系的各种应力和约束微观裂纹，从而减少裂纹产生及阻止或减缓微裂纹发展而导致的混凝土断裂；同时形成吸收应变能的结构变形中心，大量吸收振动能，明显改善混凝土的抗冲击性能和减震性能。材料的阻尼是衡量材料本身减振性能的主要指标，阻尼越大则表明材料本身的振动性越低，越有利于材料的正常使用。
但是在实际使用中，混凝土中的橡胶的掺量不能超过5％，否则严重影响混凝土的强度；由于橡胶中作为硫化活性剂、软化剂的硬脂酸锌，为憎水材料，橡胶与水泥砂浆的粘结性大大降低；橡胶的掺入增加了混凝土内部的缺陷，且橡胶表面的灰尘、杂质更是放大了缺陷，直接掺入橡胶颗粒虽然能够增强混凝土的韧性，但是强度减少太多，究其原因，主要是因为橡胶颗粒与水泥、骨料之间粘结能力不足，造成一些孔洞，整个混凝土产品的密实性降低。
技术实现要素：
本发明的目的是要解决现有技术问题中存在的不足，提供一种用于橡胶混凝土的改性橡胶颗粒的制备工艺。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种用于橡胶混凝土的改性橡胶颗粒的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、将氢氧化钠粉末加水得到质量分数为1-10％的氢氧化钠溶液，备用；
步骤二、将橡胶颗粒用清水冲洗以清除表面灰尘，清洗后的橡胶颗粒放入步骤一制得的氢氧化钠溶液中浸泡45分钟；
步骤三、将步骤二浸泡后的橡胶颗粒取出，用清水冲洗至ph＝7得到改进橡胶颗粒。
优选地，所述步骤一中氢氧化钠溶液的质量分数为3％。
优选地，所述步骤三中整个冲洗过程不超过15分钟。
氢氧化钠对橡胶颗粒的改性机理：
zn(c17h35coo)2+4naoh＝2na(c17h35coo)+na2(zn(oh)4)
c17h35coo是饱和羧酸，结构式为ch3(ch2)16cooh，不饱和度为1，不易断裂。
与现有技术相比，本发明通过用氢氧化钠对橡胶颗粒预处理，消除了橡胶表面的硬脂酸锌，在橡胶表面留下空洞，而与非处理的橡胶相比，橡胶表面形成了相对粗糙和多孔的表面，使橡胶由憎水性材料变为亲水性材料，而水泥、骨料等都是亲水性材料，通过对橡胶的改性增强了橡胶颗粒与水泥、骨料的粘结作用，对整个混凝土的强度有利。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
本实施例的一种用于橡胶混凝土的改性橡胶颗粒的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、将氢氧化钠粉末加水得到质量分数为1-10％的氢氧化钠溶液，最佳为3％，备用；
步骤二、将橡胶颗粒用清水冲洗以清除表面灰尘，清洗后的橡胶颗粒放入步骤一制得的氢氧化钠溶液中浸泡45分钟；
步骤三、将步骤二浸泡后的橡胶颗粒取出，用清水冲洗至ph＝7得到改进橡胶颗粒，整个冲洗过程不超过15分钟。
对上述实施例的制备的改性橡胶颗粒用于基准混凝土中，其中改性橡胶颗粒的用量分别为0％、5％、15％、25％、35％，对橡胶颗粒改性时氢氧化钠的质量分数分别为：0％、1％、3％、5％、10％，并进行性能测试，为防止氢氧化钠残留，将冲洗的橡胶在试验前仍在水中浸泡30分钟，然后再加入到混凝土中，改性前后橡胶混凝土的坍落度、立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度如下表1和表2：
表1力学性能各试验强度表
表2耐久性能各试验强度表
由表1可知，在基准混凝土强度基础上，通过水和不同氢氧化钠处理后的橡胶得到了不同强度的增大，可以看到，氢氧化钠质量分数为0％、1％、3％时，均大于未处理的橡胶混凝土，在氢氧化钠质量分数为5％和10％时，橡胶混凝土强度小于未处理的橡胶混凝土强度，我们推断，可能是氢氧化钠残留未处理干净，对混凝土强度造成负面影响。
表2显示，随着冻融循环次数增加，普通混凝土的强度减小幅度越来越大，而随着氢氧化钠质量分数的增大，橡胶掺量的增加，强度减小幅度远远小于普通混凝土，表现出极佳的抗冻性能，由表2可知，被3％氢氧化钠质量分数浸泡后的橡胶在掺入混凝土中性能最佳，过少不能完全去除橡胶表面的硬脂酸锌，过多会使橡胶过分反应，表面氢氧化钠残留较多，在养护期间可能会与水泥、粗骨料等反应，造成强度下降，且清洗至中性较困难。掺入橡胶能缓解混凝土冻融强度减小的原因是，混凝土凝固硬化后遗存的游离水和通过孔隙渗透进入的水都存留在内部的各种孔隙中。当周围气温下降时，孔隙中的水受冻结冰，体积膨胀，破坏材料的内部结构，而掺入橡胶无意之间增加了孔洞，减小了破坏，这些孔隙中混有部分空气时，一部分为冰冻的水被挤入胶凝孔和其他孔隙，可减小膨胀压力，对冰冻破坏起缓冲作用。在橡胶掺量为25％时，氢氧化钠质量分数为5％浸泡的橡胶混凝土强度已大于普通混凝土强度，由此，橡胶的掺入使混凝土的抗硫酸盐性能大大提高。硫酸盐侵蚀破坏是一个十分复杂的物理化学过程，机理非常复杂，实质就是外界侵蚀介质中的一进入混凝土的内部孔隙，与水泥石的某些组分发生反应，产生膨胀物质，形成膨胀内应力，当该力大于混凝土抗拉强度时，导致混凝土强度大大降低，甚至引起混凝土结构破坏或产生无粘聚力的物质，使混凝土内部界面粘结力降低，严重影响混凝土强度。
综上，对橡胶混凝土的力学性能和耐久性能进行了试验分析，通过试验数据比较可以发现，橡胶混凝土的力学性能和普通混凝土有所不同，其力学性能的差别与橡胶掺入量、粒径、龄期等因素有关。随着橡胶掺量的增加，橡胶混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度都会随着掺量的增加而降低；经改性后的橡胶掺入混凝土中有效增强了混凝土的力学性能，在耐久性上增长惊人，可见，橡胶掺入具有实际意义。从实际应用出发，橡胶的掺量不要超过5％，经改性后的橡胶掺量允许增加到15％，最佳改性氢氧化钠质量分数为3％。造成橡胶混凝土与普通混凝土的差异，可以从橡胶混凝土机理加以解释。首先是橡胶表面的硬脂酸锌是憎水性物质，与水泥砂浆的粘结性大大降低；其次橡胶的掺入增加了混凝土内部的缺陷，且橡胶表面的灰尘、杂质更是放大了缺陷，故经处理的橡胶掺入混凝土中能够增加一定的强度；最后，橡胶颗粒的密度远远低于砂的密度，造成混凝土的密实度和重量都小于普通混凝土。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。