本发明属于建筑材料技术领域,具体涉及一种改性的橡胶混凝土。
背景技术：
近年来,废旧轮胎的产生量随着中国汽车工业的高速发展、汽车的拥有量突飞猛增而大量增加。废旧轮胎具有很强的抗热性、抗机械性,并很难降解,几十年都不会自然消失,被人们称为“黑色污染”,给环境造成了较大威胁。废旧轮胎是一种再生资源,回收再利用既节约资源又能减少污染,还可创造可观的经济效益。
橡胶混凝土作为一种复合型混凝土材料，具有抗裂性好、韧性好、耐久性好、质量轻、抗震性好等优点。但从国内外学者进行的较多研究中可以看出，橡胶混凝土的实验数据十分离散，有时甚至相互矛盾，例如ali和fattuhiandclark以及刘峰、林凤兰等人均认为橡胶的粒径越大，橡胶混凝土的抗压强度下降幅度越小；而khatib、bayomy、topcu以及kewh.y.研究结论与其正好相反。河南理工大学的张海波则认为在较低取代量下，100目的橡胶混凝土的抗压强度高于5目的橡胶混凝土，当达到一定取代量后，两者抗压强度的大小关系对调。究其原因，应该是在制作橡胶混凝土时橡胶颗粒分布不均匀所致。
在对橡胶颗粒样品检测时，5-20目橡胶颗粒的毛体积密度在1.81g/cm3-1.83g/cm3，略大于水，但由于颗粒内含有气体，且橡胶颗粒属于憎水性弹性胶体合成材料，在水中处于悬浮和上浮状态；而砂、石密度远大于水，在水中下沉。在搅拌过程中橡胶颗粒上浮、结坨，与混凝土粘结不密实，在成型后的试样内部，橡胶颗粒分布不均匀，从而造成橡胶混凝土力学性能较普通混凝土大幅下降、且试验数据离散较大。因此解决橡胶混凝土中橡胶颗粒分布不均匀是众多学者研究的新热点。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种改性的橡胶混凝土，该混凝土的强度与基准普通混凝土强度相比，降低幅度减小，与基准橡胶混凝土相比，强度明显提高。
如上构思，本发明的技术方案是：一种改性的橡胶混凝土，其特征在于：水泥：水：砂：石子：改性的橡胶颗粒＝430:151.7:593.75-531.25:1160:13.76-41.3；所述改性的橡胶颗粒的制备方法是：
①将橡胶颗粒浸泡在自来水中7-10日后取出；
②将速凝剂和水泥按照1:4的比例混合均匀；
③将步骤①湿润的橡胶颗粒和步骤②所得粉末混合、搅拌至混合物坍落度为6—10；
④将步骤③得到的混合物颗粒干燥后，在水中养护，需使用时，取出来晾干至颗粒表面呈灰白色即可。
上述水泥选用普通硅酸盐水泥p.o42.5。
上述砂为中砂，最大粒径为5mm，细度模数为2.53，表观密度为2543kg/m3。
上述石子为二级配石灰岩，粒径为5-10mm，10-20mm两种，二者参量之比为4:6，表观密度2732kg/m3。
上述橡胶颗粒粒径为3-4mm，表观密度1118kg/m3。
上述速凝剂为782-3高效水泥速凝剂。
上述水泥:水:砂:石子：橡胶颗粒＝430:151.7:593.75:1160:13.76。
上述水泥:水:砂:石子：橡胶颗粒＝430:151.7:562.5:1160:27.5。
上述水泥:水:砂:石子：橡胶颗粒＝430:151.7:531.25:1160:41.3。
上述改性的橡胶颗粒制备方法的步骤①中自来水的添加量为橡胶体积的2倍。
上述改性的橡胶颗粒制备方法的步骤④中在水中养护时，每隔12个小时搅拌颗粒一次。
本发明具有如下的优点和积极效果：
(1)橡胶颗粒经过石化法改性预处理后，表面被水泥混合物包裹，较普通橡胶颗粒质量增加，密度增大，在水中不易上浮且避免了橡胶材料的憎水性和结坨现象，因此橡胶颗粒在混凝土内均匀分布。
(2)通过劈裂后的剖面观察，经石化法改性后的橡胶混凝土较普通橡胶混凝土橡胶颗粒分布较均匀，没有明显结坨和颗粒上浮的现象，与混凝土其他材料结合密实。
(3)试验结果表明，石化法改性可以显著提高橡胶混凝土的抗压强度和劈拉强度，在一定范围内，橡胶颗粒掺入越多，效果愈明显。
(4)在抗冻融试验中，普通橡胶混凝土的抗冻融性能明显好于基准混凝土和石化法橡胶混凝土，试件外观的完整性最好；在进行动弹性模量试验时，基准混凝土、橡胶混凝土、石化法橡胶混凝土、内部的劣化程度逐渐加快。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地详细介绍，但本发明的保护范围并不局限于此。
术语解释:1、橡胶混凝土:把橡胶颗粒(或粉或其它形状)作为一种掺合料等体积部分取代砂添加到水泥混凝土中制成的一种新型混凝土；2、基准普通混凝土:不掺加橡胶颗粒的普通混凝土；3、基准橡胶混凝土:橡胶颗粒不经过任何处理的橡胶混凝土；4、改性橡胶混凝土:橡胶颗粒经过改性过的橡胶混凝土。
材料规格:水泥选用选用普通硅酸盐水泥p.o42.5，指标合格；砂为中砂，最大粒径为5mm，细度模数为2.53，表观密度为2543kg/m3，连续级配，表观密度2534kg/m3；石子为二级配石灰岩，粒径为5-10mm，10-20mm两种，二者参量之比为4:6，表观密度2732kg/m3，级配合格；橡胶颗粒粒径3-4mm，表观密度1118kg/m3。
为了改善混凝土的和易性，在施工过程中会添加适量的减水剂，此为本领域的公知常识。下述实施例中添加的减水剂为茶系高效减水剂。
橡胶颗粒的改性方法实施例
实施例1
一种橡胶颗粒的改性方法，其包括如下步骤:
1)以重量份计，取7份橡胶颗粒浸泡在自来水中7-10日后取出，至浸泡的橡胶颗粒，完全下沉，颗粒表面无气泡，浸泡的自来水，呈现明黄色，水上散发刺鼻的气味；
2)以重量份计，取1份速凝剂、4份水泥混合均匀；
3)将步骤1)湿润的橡胶颗粒和2)所得粉末混合，搅拌3min，再加入适量的水，再搅拌5min，至混合物坍落度为6—10；
4)使用铲刀把混合物，均匀摊开在干净的水泥地上，使得颗粒不结坨，每颗颗粒要分开，待颗粒干燥后，筛去多余杂质，在水中养护3天之后，需使用时，取出来晾干至颗粒表面呈灰白色即可。然后便可掺入混凝土拌合物。
上述改性的橡胶颗粒制备方法的步骤①中自来水的添加量为橡胶体积的2倍。
上述改性的橡胶颗粒制备方法的步骤④中在水中养护时，每隔12个小时搅拌颗粒一次。
实施例2
改性橡胶混凝土:将橡胶颗粒按5％等体积取代部分砂，各原料重量配合比为:水泥:水:砂:石子:橡胶颗粒:减水剂＝430:151.7:593.75:1160:13.76:7.74，并且所述橡胶颗粒按实施例1方法改性。
拌和工艺:
1)按照配合比称取石子、水泥、砂、橡胶颗粒、减水剂和水(其中橡胶颗粒的质量为处理前橡胶颗粒的质量；
2)先把石子加入拌合锅内，再把橡胶颗粒拌入水泥中一起加入拌合锅中，然后加入减水剂和砂，启动拌合锅搅拌10s，最后加入水拌合2min30s。
实施例3
改性橡胶混凝土:将橡胶颗粒按10％等体积取代部分砂，各原料重量配合比为水泥:水:砂:石子:橡胶颗粒:减水剂＝430:151.7:562.5:1160:27.5:7.74，并且所述橡胶颗粒按实施例1方法改性。拌和工艺参照实施例2。
实施例4
改性橡胶混凝土:将橡胶颗粒按15％等体积取代部分砂，各原料重量配合比为水泥:水:砂:石子:橡胶颗粒:减水剂＝430:151.7:531.25:1160:41.3:7.74，并且所述橡胶颗粒按实施例1方法改性。拌和工艺参照实施例2。
下面对基准普通混凝土、基准橡胶混凝土的性能进行测试：
一、对照例1—基准普通混凝土：
各原料重量配合比为:水泥:水:砂:石子:减水剂＝430：151.7：625：1160：7.74。
拌和工艺:
1)按照配合比称取石子、水泥、砂、减水剂和水；
2)先把石子加入拌合锅内，再把水泥、减水剂加入拌合锅中，然后加入砂，启动拌合锅搅拌10s，最后加入水拌合2min30s。
二、对照例2、3、4—基准橡胶混凝土：
1、对照例2
基准橡胶混凝土:橡胶颗粒按5％等体积取代部分砂，各原料重量配合比为:水泥:水:砂:石子:橡胶颗粒:减水剂＝430:151.7:593.75:1160:13.76:7.74，并且所述橡胶颗粒未经任何处理。
拌和工艺:
1)按照配合比称取石子、水泥、砂、橡胶颗粒、减水剂和水；
2)先把石子加入拌合锅内，再把橡胶颗粒拌入水泥中一起加入拌合锅中，之后加入减水剂和砂，启动拌合锅搅拌10s，最后加入水拌合2min30s。
2、对照例3
基准橡胶混凝土:橡胶颗粒按10％等体积取代部分砂，各原料重量配合比为水泥:水:砂:石子:橡胶颗粒:减水剂＝430:151.7:562.5:1160:27.5:7.74，并且所述橡胶颗粒未经任何处理。
拌和工艺:
1)按照配合比称取石子、水泥、砂、橡胶颗粒、减水剂和水；
2)先把石子加入拌合锅内，再把橡胶颗粒拌入水泥中一起加入拌合锅中，之后加入减水剂和砂，启动拌合锅搅拌10s，最后加入水拌合2min30s。
3、对照例4
基准橡胶混凝土:橡胶颗粒按15％等体积取代部分砂，各原料重量配合比为水泥:水:砂:石子:橡胶颗粒:减水剂＝430:151.7:531.25:1160:41.3:7.74，并且所述橡胶颗粒未经任何处理。
拌和工艺:
1)按照配合比称取石子、水泥、砂、橡胶颗粒、减水剂和水；
2)先把石子加入拌合锅内，再把橡胶颗粒拌入水泥中一起加入拌合锅中，之后加入减水剂和砂，启动拌合锅搅拌10s，最后加入水拌合2min30s。
实施例2,3，4改性橡胶混凝土和对照例1基准普通混凝土、对照例2,3,4基准橡胶混凝土的性能对比结果见下表。由下表可知:经过本发明方法处理过的橡胶颗粒掺加到普通混凝土中后，实施例2，3，4改性橡胶混凝土的强度与基准普通混凝土强度相比，降低幅度减小，与对照组2,3,4基准橡胶混凝土相比，强度明显提高，分别提高19.2％、25.8％、30.2％。与基准橡胶混凝土相比，实施例2,3,4改性橡胶混凝土的抗劈裂拉压强度与基准橡胶混凝土强度相比大幅度提高，分别提高38.8％、17.6％、13.7％；但是实例2,3,4改性橡胶混凝土的抗冻融性能较对照组2,3,4基准橡胶混凝土明显变差，内部裂化程度最快，趋于对照例1基准普通混凝土性能。