[發(fā)明專利]聚合物改性PET混凝土及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210499635.1
• 申請(qǐng)日: 2012-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN102976663A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚占勇;張曉萌;葛智;韓杰;崔衡;姚凱;張愷;鄒鑫;潘相宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B26/18
• 分類號(hào): C04B26/18
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種混凝土結(jié)構(gòu)材料技術(shù)，尤其是一種聚合物改性PET混凝土及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，PET（英文Polyethylene?terephthalate的縮寫，簡(jiǎn)稱PET或PETP。中文意思是：聚對(duì)苯二甲酸類塑料，主要包括聚對(duì)苯二甲酸乙二酯PET和聚對(duì)苯二甲酸丁二酯PBT。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯又俗稱滌綸樹脂，俗稱滌綸樹脂）通常被用于生產(chǎn)塑料飲料瓶、食品包裝袋等日常消費(fèi)類產(chǎn)品。PET塑料飲料瓶具有質(zhì)量輕、易生產(chǎn)和便于儲(chǔ)藏的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)取代玻璃飲料瓶用于碳酸飲料的運(yùn)輸與儲(chǔ)存。2007年有研究報(bào)告表明：全世界每年消耗的PET飲料瓶重量大約為一千萬噸，且每年的增長(zhǎng)率約為15%（ECO?PET，2007），截止到目前，每年大約消耗約兩千萬噸PET原料。但另一方面，回收再利用的PET數(shù)量卻非常有限。通常情況下，人們?cè)谑褂肞ET飲料瓶過后會(huì)將其隨意丟棄，使其變?yōu)閺U舊PET，這帶來一個(gè)很大的問題是我們不得不建造更多的設(shè)施去存放和處理廢舊PET。對(duì)于熱塑性材料而言，再生是一種非常可行的廢物處理方法。將廢舊PET分類回收再生產(chǎn)新材料，將有效降低廢舊PET的數(shù)量，而每年成指數(shù)倍增長(zhǎng)的廢舊塑料數(shù)量也推動(dòng)了人們探索對(duì)塑料產(chǎn)品再利用的新途徑。回收再利用PET材料對(duì)塑料工業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。有報(bào)告稱PET是城市固體垃圾中最豐富的一類，因?yàn)镻ET材料無法被生物降解，所以廢舊PET處理的好壞對(duì)生態(tài)環(huán)境有重大影響。當(dāng)回收再利用廢舊PET不可行時(shí)，焚燒PET作為能量來源成為最主要的處理方法，廢物燃燒所帶來的空氣污染和酸雨是對(duì)人類生存的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)，綠色和平組織一直積極致力于解決這個(gè)問題。廢物的減少與再利用促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量廢舊的原材料回收并用于其他方面，減少了浪費(fèi)節(jié)約了資源。將PET應(yīng)用于混凝土為塑料處理提供了一條嶄新的道路，同時(shí)還能減少因?yàn)椴杉V質(zhì)原料（如燒制水泥等）所帶來的環(huán)境破壞問題。

在混凝土結(jié)構(gòu)中，例如道路維護(hù)，混凝土路面由于荷載、環(huán)境、設(shè)計(jì)、施工等因素影響，會(huì)出現(xiàn)路面局部破損。如果這些小范圍的局部病害得不到有效及時(shí)的修補(bǔ)，將導(dǎo)致破損范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，病害進(jìn)一步加劇，最終導(dǎo)致更為嚴(yán)重的破壞。在修補(bǔ)時(shí)，材料的強(qiáng)度增長(zhǎng)快慢制約著開放交通的時(shí)間。早強(qiáng)、耐久的快速修補(bǔ)材料可以縮短道路封閉時(shí)間，大大減少對(duì)交通的影響。將早期強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度高的混凝土應(yīng)用于各種混凝土結(jié)構(gòu)中，具有良好的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。

俄克拉荷馬大學(xué)尼基（Niji?Khoury）等人在《回收塑料瓶制備應(yīng)用于地質(zhì)工程的合成土研究》（《Soil?Fused?with?Recycled?Plastic?Bottles?for?Various?Geo-Engineering?Application》）提到將PET和土或者砂子在275℃的條件下加熱融化，形成均質(zhì)的塑料土材料，所采用的PET用量為PET：砂=1:1。在利用熱熔PET制備混凝土方面，尼基等人沒有開展研究，也沒用涉及用于各種混凝土結(jié)構(gòu)的PET混凝土。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種聚合物改性PET混凝土及其制備方法，該混凝土利用PET制備，具有較高的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度以及早期強(qiáng)度，適用于各種早強(qiáng)、高抗沖擊與高抗折強(qiáng)度的混凝土結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種聚合物改性PET混凝土，包括粘結(jié)劑、集料和摻加料，按重量比，粘結(jié)劑+摻加料:集料=1：1~3；所述粘結(jié)劑為PET，采用回收的廢舊塑料瓶或新生產(chǎn)PET材料，摻加料為粉煤灰，按重量比，PET：粉煤灰=1：0.5~4，集料為石料和砂，按集料重量百分比砂占20%~100%。

所述石料的粒徑小于等于31.5mm。

一種聚合物改性PET混凝土的制備方法，步驟如下：

1）按重量比準(zhǔn)備PET、粉煤灰和集料；

2）將粉煤灰和PET混合攪拌2min~5min；

3）然后加入集料繼續(xù)攪拌3min~5min；

4）在270～290℃加熱2h～3h，使混合料成為流動(dòng)狀態(tài)即可使用，使用時(shí)再次攪拌1min。

本發(fā)明所使用的PET在混凝土中作為粘結(jié)劑，所用的砂和碎石作為混凝土的集料，粉煤灰作為摻加料起到部分替代PET和增加混凝土和易性的作用。通過優(yōu)化PET的用量以及集料的級(jí)配，有效的提高了PET混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度以及早期強(qiáng)度，并將此PET混凝土應(yīng)用于各種早強(qiáng)、高抗沖擊與高抗折強(qiáng)度的混凝土結(jié)構(gòu)中。

本發(fā)明按照前述技術(shù)方案研制了三種PET混凝土。