一种橡胶颗粒的改性方法及一种高抗冲耐磨橡胶混凝土的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种橡胶颗粒的改性方法及一种高抗冲 耐磨橡胶混凝土。
【背景技术】
[0002] 近年来，废旧轮胎的产生量随着中国汽车工业的高速发展、汽车拥有量的突飞猛 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。
[0003] 橡胶混凝土的出现既可回收利用废旧轮胎橡胶，又可为建筑工程提供一种新型材 料。与普通混凝土相比，橡胶混凝土具有韧性高、抗震能力强、抗裂抗渗及耐久性能好等优 点；与沥青混凝土相比，它又具有刚度相对较大、耐水性好、疲劳寿命长等特点。橡胶混凝土 是一种前景较好的新型建筑材料。
[0004] 橡胶混凝土的缺点是强度较普通混凝土大幅下降，这很大程度地限制了橡胶混凝 土的实际应用。研究表明：橡胶混凝土强度大幅下降的主要原因在于：橡胶颗粒是有机材 料，与无机材料水泥石间的粘结强度远小于骨料与水泥石间的粘结强度，导致混凝土的强 度降低。
[0005] 含沙高速水流对水工建筑物过流面混凝土的冲磨破坏是水利工程建设和运行中 的疑难问题。目前，在我国水利工程中普遍应用的硅粉抗冲耐磨混凝土、改性环氧树脂砂浆 和防护涂料无疑均具有较好的抗冲耐磨能力，但由于选用原材料、组成配方和技术路线的 限制，使其在工程施工和应用中也暴露出自身难以克服的种种弱点。如硅粉抗冲磨混凝土 早期强度发展过快，中后期强度增长微小，水化热集中释放，干缩和自于燥收缩大，极易发 生裂缝；改性环氧类抗冲耐磨砂浆线膨胀系数与混凝土差别较大，与混凝土变形不协调，容 易空鼓、开裂成片剥落；防护涂料一般含有较多易挥发性溶剂组分，在潮湿和有水环境下不 易施工，柔韧性仍显不足。
【发明内容】
[0006] 针对橡胶混凝土强度下降较大的缺点及抗冲耐磨材料的不足，本发明提供了一种 橡胶颗粒的改性方法及一种高抗冲耐磨橡胶混凝土，经过该方法处理过的橡胶颗粒掺加到 普通混凝土中后，与基准橡胶混凝土相比，强度明显提高，抗冲耐磨性能大大提高。
[0007] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下： 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50份质量浓度1%的KH-560溶液用乙酸调pH值至5 - 6 ; 2) 以重量份计，取4 一 6份尿素、1 一 2份鹿糖、0. 5份重络酸钠、1 一 2份硫酸镁和1 份高岭土（ 1250#)，混合均匀后用适量水溶解； 3) 将步骤1)和2)所得溶液混合，再加入30 - 50份硅酸钠，混合均匀后与适量橡胶颗 粒搅拌均匀使橡胶颗粒表面湿润，处理15 - 25分钟，即得。然后便可掺入混凝土拌合物。
[0008] 具体的，步骤2)中水的添加量为步骤3)中硅酸钠重量的3 - 4倍。
[0009] 采用上述改性方法获得的橡胶颗粒。
[0010] 一种高抗冲耐磨橡胶混凝土，包括水泥、水、砂和石子，其中，上述的橡胶颗粒按 10 - 20%等体积取代部分砂。
[0011] 具体的，一种高抗冲耐磨橡胶混凝土，各原料的重量配合比为：水泥：水：砂：石 子；橡胶颗粒=492 :162 :523. 8 :1177 :25. 7。
[0012] 具体的，一种高抗冲耐磨橡胶混凝土，其各原料的重量配合比为：水泥：水：砂：石 子；橡胶颗粒=492 :162: :465. 6 :1177 ;51. 4。
[0013] 较好的，上述的高抗冲耐磨橡胶混凝土中，水泥选用复合硅酸盐水泥P?C42. 5 ;砂 为河砂，细度模数2. 65,最大粒径5mm，连续级配，表观密度2534kg/m3;石子为石灰岩碎石， 5~20mm连续级配，表观密度2732kg/m3;橡胶颗粒粒径3~6mm，表观密度1119kg/m3。
[0014] 与不经过任何处理的基准橡胶混凝土相比，经过本发明改性方法处理得到的橡胶 混凝土可有效提高橡胶混凝土的抗压强度和劈拉强度，对混凝土拌和物的工作性能没有不 良影响，并大大提尚抗冲耐磨性能。
【具体实施方式】
[0015] 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。
[0016] 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 ：橡胶颗粒经过某种方法改性过的橡胶混凝土。
[0017] 材料规格：水泥选用复合硅酸盐水泥P?C42. 5,指标合格；砂为河砂，细度模数 2. 65,最大粒径5mm，连续级配，表观密度2534kg/m3;5~20mm连续级配，表观密度2732kg/ m3,级配合格；橡胶颗粒粒径3~6mm，表观密度1119kg/m3。
[0018] 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萘系高效减水剂。
[0019] 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50份质量浓度1%的KH-560溶液用乙酸调pH值至5. 5 ; 2) 以重量份计，取5份尿素、1. 5份蔗糖、0. 5份重铬酸钠、1. 5份硫酸镁和1份高岭土 (1250#)，混合均匀后用120份水溶解； 3) 将步骤1)和2)所得溶液混合，再加入40份硅酸钠，混合均匀后与500份橡胶颗粒 (粒径3~6mm)搅拌均匀使橡胶颗粒表面湿润，处理20分钟。便可掺入混凝土拌合物。
[0020] 改性橡胶混凝土实施例 实施例2 改性橡胶混凝土 ：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=492 :162 :523. 8 :1177 :25. 7 :5,并且所述橡胶颗粒按 实施例1方法改性。
[0021] 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(其中水的质量需减去橡胶颗 粒改性处理时加入的水量）； 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l〇s，最后加入水拌合2min30s。
[0022] 实施例3 改性橡胶混凝土 ：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=492 :162: :465. 6 :1177 ;51. 4 :5,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。
[0023] 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 =492:162:582:1177: 5。
[0024] 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。
[0025] 对照例2 基准橡胶混凝土 ：橡胶颗粒按10%等体积取代部分砂，重量配合比为水泥：水：砂：石 子：橡胶颗粒：减水剂=492:162:523. 8:1177:25. 7:5,并且所述橡胶颗粒未经任何处理。
[0026] 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l〇s，最后加入水拌合2min30s。
[0027] 实施例2、3改性橡胶混凝土和对照例1基准普通混凝土、对照例2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 基准橡胶混凝土相比，强度明显提高。与基准橡胶混凝土相比，实施例2改性橡胶混凝土的 抗冲磨强度与基准普通混凝土强度相比大幅度提高，抗冲磨强度提高52% ;实施例3改性橡 胶混凝土的抗冲磨强度则提高204%。
【主权项】
1. 一种橡胶颗粒的改性方法，其特征在于：包括如下步骤： 1) 以重量份计，取50份质量浓度1%的KH-560溶液用乙酸调pH值至5 - 6 ; 2) 以重量份计，取4 一 6份尿素、1 一 2份鹿糖、0. 5份重络酸钠、1 一 2份硫酸镁和1 份高岭土，混合均匀后用适量水溶解； 3) 将步骤1)和2)所得溶液混合，再加入30 - 50份硅酸钠，混合均匀后与适量橡胶颗 粒搅拌均匀使橡胶颗粒表面湿润，处理15 - 25分钟，即得。2. 如权利要求1所述橡胶颗粒的改性方法，其特征在于，步骤2)中水的添加量为步骤 3)中硅酸钠重量的3 - 4倍。3. 采用权利要求1或2所述改性方法获得的橡胶颗粒。4. 一种高抗冲耐磨橡胶混凝土，包括水泥、水、砂和石子，其特征在于，权利要求3所述 的橡胶颗粒按10 - 20%等体积取代部分砂。5. 如权利要求4所述的高抗冲耐磨橡胶混凝土，其特征在于，各原料的重量配合比为： 水泥：水：砂：石子；橡胶颗粒=492 :162 :523. 8 :1177 :25. 7。6. 如权利要求4所述的高抗冲耐磨橡胶混凝土，其特征在于，各原料的重量配合比为： 水泥：水：砂：石子；橡胶颗粒=492 :162: :465. 6 :1177 ;51. 4。7. 如权利要求4至6任意所述的高抗冲耐磨橡胶混凝土，其特征在于，水泥选用复 合硅酸盐水泥P ? C42. 5 ;砂为河砂，细度模数2. 65,最大粒径5mm，连续级配，表观密度 2534kg/m3;石子为石灰岩碎石，5~20mm连续级配，表观密度2732 kg/m 3;橡胶颗粒粒径 3~6mm，表观密度1119kg/ m3。
【专利摘要】本发明属于建筑材料技术领域，具体公开了一种橡胶颗粒的改性方法，其包括如下步骤：1）取50份质量浓度1%的KH-560溶液用乙酸调pH值至5－6；2）取4－6份尿素、1－2份蔗糖、0.5份重铬酸钠、1－2份硫酸镁和1份高岭土（1250#），混合均匀后用适量水溶解；3）将步骤1）和2）所得溶液混合，再加入30－50份硅酸钠，混合均匀后与适量橡胶颗粒搅拌均匀使橡胶颗粒表面湿润，处理15－25分钟，即得。本发明还公开了一种高抗冲耐磨橡胶混凝土，其用上述改性方法获得的橡胶颗粒按10－20%等体积取代部分砂。经过本发明方法处理的橡胶混凝土可有效提高其抗压强度和劈拉强度，并大幅度提高抗冲磨强度。
【IPC分类】C04B28/04, C04B18/22
【公开号】CN105084796
【申请号】CN201510514976
【发明人】袁群, 曹宏亮, 冯凌云, 史长城, 马莹, 王大辉, 赵玉宏, 李晓旭, 林四庆, 张兆省, 李永江, 赵翼, 程晋亮, 李广辉, 宋艳, 张佳男, 李继纲, 李威, 殷欢庆, 于春霞, 邹纪明, 雷应国, 李申亭, 王海
【申请人】河南省水利科学研究院
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月21日