专利名称：由废旧轮胎分离的多元混杂再生纤维混凝土的制备方法
技术领域：
本发明属于新型环保的绿色建筑材料制作技术领域，涉及利用一种由废旧轮胎提取的尼龙纤维、子午线钢丝纤维并混杂低弹模聚丙烯网状纤维，制备一种多元混杂再生纤维混凝土的方法。
背景技术：
随着我国经济的快速发展，混凝土成为用量最大、应用范围最广的工程材料。混凝土材料具有诸多优点，但也有抗拉能力低、韧性差等固有的初始缺陷。因此，采用纤维增强混凝土的性能就成为人们致力于混凝土改性研究的一种重要的解决途径。此外，伴随着汽车工业的发展，每年将会产生大量的废弃轮胎，而原始的简单露天堆放、焚烧销毁等方法不仅大量占用土地资源，还造成极大的环境污染。所以废旧轮胎的循环再利用则可以较好的解决资源浪费、环境污染和节约土地资源这一系列的问题，而且能带来一定的经济效益和社会效益。所以，将废弃轮胎资源化再利用，将其分离的橡胶颗粒、再生纤维，如子午线钢丝纤维和尼龙纤维，应用于抗拉性能低、脆性大的混凝土中，制备新的一种再生纤维混凝土， 就成为本发明主要研究的任务。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种由废旧轮胎分离的多元混杂再生纤维混凝土的制备方法。为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案—种由废旧轮胎分离的多元混杂再生纤维混凝土的制备方法，其特征在于，该方法选择从废弃轮胎中分离的尼龙纤维和子午线钢丝纤维，以及聚丙烯网状三枝抗老化纤维加入到混凝土中，具体制备按下列步骤进行步骤一，按照如下配比对混凝土进行配制，每立方米混凝土中，以100份重量单位计各组分组成为32. 5R普通硅酸盐水泥21份，细骨料20份，天然碎石51份，尼龙纤维 0. 01-0. 02份，子午线钢丝纤维0. 01-0. 02份，聚丙烯三枝抗老化网状纤维0. 01-0. 02份， 水9份；步骤二，依据《普通混凝土用砂、石质量及检测方法标准》(JGJ52-2006)对天然骨料进行筛分析、含泥量及压碎值指标等骨料性能进行试验，使得粗骨料满足连续级配、含泥量及压碎值指标的要求；步骤三，对于细骨料颗粒级配，依据《普通混凝土用砂、石质量及检测方法标准》 (JGJ52-2006)，细骨料颗粒级配宜优先选用II区砂，以满足混凝土配制过程中对细骨料级配的要求；步骤四，按照重量份数将干物料32. 5R普通硅酸盐水泥、细骨料放入搅拌机，干混搅拌均勻，搅拌时间不少于120秒；
步骤五，按照配比分别称量子午线钢丝纤维、尼龙纤维和聚丙烯三枝抗老化网状纤维并投入上述干物料中，在搅拌机中干混搅拌均勻，搅拌时间不少于180秒；步骤六，将天然碎石按照总重量的百分比的70%加入步骤五的干混料中，在搅拌机中干混搅拌90-120秒后加入配方中总水量的60%进行搅拌，混料搅拌时间不少于180 秒；步骤七，将配方中余下的天然碎石和剩余的40%总水量再加入搅拌机进行搅拌， 混料时间约2-3分钟，直至混凝土拌合均勻，工作性能满足混凝土的浇筑要求。本发明的优点1、选用废弃轮胎提取的尼龙纤维和子午线钢丝纤维并结合低弹模聚丙烯网状纤维，对普通混凝土性能进行改进，制备一种多元混杂的再生纤维混凝土。这种混凝土不仅能使废弃轮胎循环再利用，而且利用高弹模钢纤维和低弹模聚丙烯纤维的各自增强、增韧阻裂的特点，改善混凝土的力学性能。2、制作方法简单，可以普遍满足常用的中、低标号混凝土的要求，并且能够改善混凝土的性能，尤其是混凝土的抗折性能。此外，由于尼龙纤维和子午线钢丝纤维均来源于废旧轮胎，从废弃物循环再利用以及节能、环保的角度均能起到一定的经济和社会效益，具有广泛的应用推广空间。
图1是废旧轮胎切割原料图片；图2是废旧轮胎加工的提取子午线钢丝纤维图3是废弃轮胎分离的尼龙纤维图片；图4是截面为三角形的聚丙烯三枝抗老化网状纤维图片；图5是聚丙烯三枝抗老化网状纤维电镜SEM扫描断面图片；图6是混凝土粗骨料颗粒连续级配曲线；图7是混凝土细骨料颗粒级配曲线；图8是多元混杂再生纤维混凝土强度归一化对比。以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施例方式在以下的实验中，所述的废弃轮胎中提取的尼龙纤维、子午线钢丝纤维如图2 图3所示，先将废弃轮胎切割成片状，然后抽取其中的子午线钢丝纤维(如图1所示)。将废旧轮胎分离的尼龙纤维、子午线钢丝纤维和断面为三角形的低弹模聚丙烯三枝抗老化网状纤维混杂成为多元再生纤维，按照配比掺入混凝土中。为研究纤维对混凝土力学性能的影响，制备了四种不同混凝土，其一为普通混凝土，作为对比混凝土，即未掺加任何纤维的普通混凝土，记为NC ；其二是在普通混凝土中添加聚丙烯三枝抗老化纤维，记为NFC ；其三，在普通混凝土中添加聚丙烯三枝抗老化纤维和尼龙纤维组成的二元混杂再生纤维，记为NC-I ；最后，在普通混凝土中添加由废旧轮胎分离的尼龙纤维、子午线钢丝纤维和聚丙烯三枝抗老化网状纤维混合的多元混杂再生纤维，记为NC-II。通过实施例分析说明再生纤维对普通混凝土力学性能的影响。
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以下是发明人给出的实施例实施例1 1、依据《普通混凝土用砂、石质量及检测方法标准》(JGJ52-2006)中第3. 2. 1条中表3. 2. 1_2(碎石或卵石的颗粒级配范围)对骨粗料的要求，对混凝土粗骨料进行筛分析， 使得骨料的连续级配均满足要求。颗粒级配曲线如图6所示。确定出颗粒的相关粒径d1(l、
d30和d6(1，并求出不均勻系数Ku = d60/d10和曲率系数& = 4)/(^) 力())。其中d1(1为小于
某颗粒粒径的颗粒质量累计百分数为10%时对应的粒径；d3(l为小于某颗粒粒径的颗粒质量累计百分数为30%时对应的粒径；Cl6tl为小于某颗粒粒径的颗粒质量累计百分数为60% 时对应的粒径。由JGJ52-2006中第3. 2. 1条中表3. 2. 1-2可知，对于5-31. 5mm以内的粗骨料，经计算，不均勻系数Ku的范围在(0. 37,0. 69)之间，而曲率系数K。范围应在(0. 80， 1. 53)之间。由表2可知各不同骨料的不均勻系数和曲率系数，均满足JGJ52-2006对颗粒级配的要求，说明骨料级配良好。表1 天然粗骨料不均勻系数及曲率系数
权利要求
1. 一种由废旧轮胎分离的多元混杂再生纤维混凝土的制备方法，其特征在于，该方法选择从废弃轮胎中分离的尼龙纤维和子午线钢丝纤维，以及聚丙烯网状三枝抗老化纤维加入到混凝土中，具体制备按下列步骤进行步骤一，按照如下配比对混凝土进行配制，每立方米混凝土中，以100份重量单位计各组分组成为32. 5R普通硅酸盐水泥21份，细骨料20份，天然碎石51份，尼龙纤维 0. 01-0. 02份，子午线钢丝纤维0. 01-0. 02份，聚丙烯三枝抗老化网状纤维0. 01-0. 02份， 水9份；步骤二，依据《普通混凝土用砂、石质量及检测方法标准》(JGJ52-2006)对天然骨料进行筛分析、含泥量及压碎值指标等骨料性能进行试验，使得粗骨料满足连续级配、含泥量及压碎值指标的要求；步骤三，对于细骨料颗粒级配，依据《普通混凝土用砂、石质量及检测方法标准》 (JGJ52-2006)，细骨料颗粒级配宜优先选用II区砂，以满足混凝土配制过程中对细骨料级配的要求；步骤四，按照重量份数将干物料32. 5R普通硅酸盐水泥、细骨料放入搅拌机，干混搅拌均勻，搅拌时间不少于120秒；步骤五，按照配比分别称量子午线钢丝纤维、尼龙纤维和聚丙烯三枝抗老化网状纤维并投入上述干物料中，在搅拌机中干混搅拌均勻，搅拌时间不少于180秒；步骤六，将天然碎石按照总重量的百分比的70%加入步骤五的干混料中，在搅拌机中干混搅拌90-120秒后加入配方中总水量的60%进行搅拌，混料搅拌时间不少于180秒；步骤七，将配方中余下的天然碎石和剩余的40%总水量再加入搅拌机进行搅拌，混料时间约2-3分钟，直至混凝土拌合均勻，工作性能满足混凝土的浇筑要求。
全文摘要
本发明涉及一种由废旧轮胎分离的多元混杂再生纤维混凝土的制备方法，该方法选择从废弃轮胎中分离的尼龙纤维和子午线钢丝纤维，以及聚丙烯网状三枝抗老化纤维加入到混凝土中，每立方米混凝土中，以100份重量单位计各组分32.5R普通硅酸盐水泥21份；细骨料20份；天然碎石51份；尼龙纤维0.01-0.02份；钢丝纤维0.01-0.02份；聚丙烯三枝抗老化网状纤维0.01-0.02份；水9份。该方法制备简单，不仅充分利用废旧轮胎剥离的各种纤维，而且将低弹模聚丙烯网状纤维的阻裂增韧的特点和钢纤维增强增韧的优点结合起来，为研究添加混杂再生纤维增强混凝土性能提供了一种新的方法。
文档编号C04B28/04GK102557554SQ20111044685
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者丁怡洁, 张博, 朱熹育, 杨涛, 樊禹江, 王社良, 赵祥 申请人:西安建筑科技大学