[發明專利]一種高抗壓強度橡膠集料混凝土及其制備方法

在審

• 申請號: 201810077432.0
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108033740A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 王一泓;高丹盈;張普;陳嘉偉;楊翥
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B18/22
• 代理公司: 北京衛智暢科專利代理事務所(普通合伙) 11557
• 代理人: 唐維鐵

一種高抗壓強度橡膠集料混凝土，包括混凝土基料、橡膠集料、鋼纖維、減水劑，混凝土基料包括納米二氧化硅；其中，混凝土基料包括膠凝材料、石子和砂子，其質量比為0.9～1.1:0.6～0.9:1.4～1.8；膠凝材料包括水泥和納米二氧化硅；橡膠集料的體積摻量為50～100kg/m3；鋼纖維的體積摻量為70～120kg/m3；水的質量與膠凝材料的質量比為0.28～0.33:1；減水劑的質量與膠凝材料的質量比為0.9～1.2:100。高抗壓強度橡膠集料混凝土的抗壓強度能達到C55級別，較相同水膠比的傳統橡膠集料混凝土劈裂抗拉強度提高50％以上，坍落度在60mm以上，流動性、保水性能良好，節約水泥熟料，制備過程簡單、環保，易于施工。

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種高抗壓強度橡膠集料混凝土及其制備方法。

背景技術

據統計，全球廢舊輪胎積存量已達60億條，截至2015年末，我國廢舊輪胎產量已超過3.3億條，總重達1200萬噸，已然超過美國成為世界第一廢舊輪胎生產大國，并且中國每年產生的廢舊輪胎在以8％～10％的速度急劇增加，到2020年，中國廢舊輪胎產量將達2000萬噸，已成為我們面前被忽視的一種新污染。目前我國回收利用的各種廢舊橡膠數量很少，回收利用率僅為5％，比國外先進水平低3～4個百分點。隨著全球汽車工業和交通運輸業的發展，汽車輪胎使用量迅速增加，同時造成廢舊輪胎日益增多。

大量的廢舊輪胎造成了比塑料污染更難處理的“黑色污染”，同時浪費了寶貴的橡膠資源，因此廢舊橡膠制品的回收利用逐漸成為國際社會普遍關注的問題。將廢棄的橡膠輪胎經機械破碎、研磨、除塵、清洗后制成橡膠粉末，摻入水泥混凝土中形成橡膠混凝土是實現資源回收利用的一種有效新途徑，對環境保護大有裨益。加入橡膠集料后，混凝土的變形性能、減震降噪、抗沖擊性能以及疲勞性能等方面都有大幅提升，但亟待解決的問題即為橡膠混凝土抗壓和抗拉強度低。針對此問題很多學者做了關于改性橡膠集料混凝土的研究，包括在橡膠混凝土中加入銅渣，石灰石粉，高嶺土和偶聯劑等等，但是仍存在一些亟待解決的問題。例如，改性方法單一，抗拉與抗壓強度不能同時得到相應提高；改性后混凝土工作性能較差，不適用于結構構件；僅僅追求強度的提升，未使用粗骨料，工程的普適性不高，例如，CN104891886A公開的發明專利申請“橡膠鋼纖維混凝土”在配置過程中選用細砂，未使用粗骨料。

發明內容

為了至少解決以上提到的現有技術存在的技術問題之一，本發明實施例公開了一種高抗壓強度橡膠集料混凝土，該混凝土包括混凝土基料、橡膠集料、鋼纖維、減水劑，混凝土基料包括納米二氧化硅。

本發明一些可選實施例公開的高抗壓強度橡膠集料混凝土，還包括水，其中：膠凝材料、石子和砂子的質量比為0.9～1.1:0.7～1.2:1.4～1.8；膠凝材料包括水泥和納米二氧化硅；橡膠集料的體積摻量為50～100kg/m3；鋼纖維的體積摻量為39～117kg/m3；水的質量與所述膠凝材料的質量比為0.28～0.33:1；減水劑的質量與所述膠凝材料的質量比為0.9～1.2:100。

本發明一些可選實施例公開的高抗壓強度橡膠集料混凝土中，膠凝材料中，水泥的質量含量為97～99％，納米二氧化硅的質量含量為1～3％。

本發明一些可選實施例公開的高抗壓強度橡膠集料混凝土中，鋼纖維的體積摻量為78～117kg/m3之間。

本發明一些可選實施例公開的高抗壓強度橡膠集料混凝土中，橡膠集料由輪胎經機械破碎、研磨、除塵、清洗后得到，該橡膠集料的顆粒直徑為1～2mm。

本發明一些可選實施例公開的高抗壓強度橡膠集料混凝土中，鋼纖維為彎鉤形，其直徑為0.3～0.8mm、長度為30～40mm，抗拉強度大于1100N/mm2。