專利名稱：一種自密實抗凍融混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程的混凝土技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型的自密實抗凍融混凝土的配制技術(shù)，特別涉及到以一定粒徑的廢舊輪胎橡膠顆粒來配制自密實抗凍融混凝土的技術(shù)。
背景技術(shù)：
廢舊輪胎是固體工業(yè)廢棄物的一種，隨著橡膠工業(yè)及汽車工業(yè)的發(fā)展，大量的廢舊輪胎、橡膠制品及邊角料不斷增多。世界環(huán)衛(wèi)組織統(tǒng)計，世界廢舊輪胎積存量已達(dá)30億條，并以每年約10億條的數(shù)字增長。我國廢舊輪胎年產(chǎn)量已經(jīng)超過1億條，并以每年兩位數(shù)的速度增長，目前我國廢舊輪胎將超過2億條，居世界首位。它是惡化自然環(huán)境、破壞植被生長、影響人類健康、危機地球生態(tài)環(huán)境的最有害垃圾之一。這些輪胎不僅對環(huán)境造成了巨大的威脅，而且是一種嚴(yán)重的資源浪費，因此如何對這些廢舊輪胎進(jìn)行處理及再利用已成為一個嚴(yán)重的社會問題。通常處理固體廢物的方法，如填埋、燃燒等，對廢舊輪胎都不適用。作為新的固體污染源，廢舊輪胎具有很強的抗熱性、抗機械性和抗降解性。若深埋處理，上百年不會分解腐爛；若露天存放，不僅占用土地，而且極易滋生蚊蟲、引發(fā)傳染疾病、造成火災(zāi)等。廢舊橡膠處理已成為世界性難題，國外某些國家對廢舊輪胎的管理很嚴(yán)格，各輪胎生產(chǎn)廠賣新胎的同時有義務(wù)回收舊胎，廢橡膠的運輸處置有嚴(yán)密監(jiān)管、歐共體的工作部門對廢舊輪胎提出了禁止填埋的法令，并要求提高輪胎回收比率至65% ；提高輪胎平均使用壽命5% ；提高翻新輪胎比率至25% ；舊輪胎利用回收率達(dá)100%。荷蘭、瑞典等均有專門禁止填埋廢舊輪胎的法令，而將廢橡膠資源綜合利用，深加工生產(chǎn)了一系列的產(chǎn)品，作為重要的環(huán)保產(chǎn)業(yè)。并規(guī)定國家資助的浙青路面必須加5%的膠粉。目前，廢舊輪胎回收利用的途徑主要有作為燃料的來源之一；與煤比較，廢舊橡膠具有很高的熱值( 37MJ/kg)，可用作水泥窯等特殊燃料等。直接作為原材料用于民用工程；被直接用于碼頭作船泊的緩沖器，用于構(gòu)筑人工礁或防護(hù)提或作為公路的防護(hù)欄、 水土保護(hù)欄、建筑用的消音隔板或地下排水系統(tǒng)。生產(chǎn)再生橡膠；再生橡膠可以直接通過適當(dāng)配方硫化加工成多種橡膠制品，一般輪胎的摻用量在5%以下。直接生產(chǎn)膠粉；膠粉按其原料來源可分為胎面膠粉和雜品膠粉，按膠粉的粒度可以分為粗膠粉和細(xì)膠粉、微細(xì)膠粉、 超微細(xì)膠粉，按制備工藝可分為常溫粉碎膠粉和冷凍粉碎膠粉，按膠粉的處理方法又可分為一般膠粉、活化膠粉或改性膠粉?；炷潦乾F(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)的主要材料，我國每年混凝土用量約20億立方米，規(guī)模大，耗資巨，居世界前列。隨著高強、超高強混凝土的實踐和應(yīng)用，人們發(fā)現(xiàn)混凝土在滿足強度要求的情況下，仍然發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞，而且屬于低應(yīng)力的脆斷。因此，混凝土的脆性越來越受到重視。實際上，混凝土本質(zhì)上是屬脆性材料，只是隨著混凝土強度的不斷提高，其固有的脆性問題才愈顯突出?；炷恋母邚娀c高脆性化的矛盾限制了混凝土的發(fā)展與應(yīng)用。 為了解決上述問題，人們一直努力探索通過混凝土材料改性來降低混凝土的脆性、提高延性。研究發(fā)現(xiàn)，在混凝土中摻加橡膠粉可以解決上述問題，橡膠混凝土已經(jīng)顯示出許多水泥混凝土不具備的獨特優(yōu)點。橡膠混凝土是以混凝土為基材，摻入膠粉(包括粒徑較大的膠粒)制成的土木工程復(fù)合材料。膠粉主要通過物理作用改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不改變混凝土中各種材料的化學(xué)性能。橡膠是一種彈性模量較低的材料，摻入膠粉后，混凝土的韌性得到了改善，降低了混凝土的彈性模量。在橡膠混凝土中，橡膠對混凝土的影響主要有對混凝土有保水作用，摻入橡膠后，混凝土的泌水得到改善，粘聚性增強。此外，橡膠作為細(xì)小的料群起著類似彈性纖維的作用，能減小體系的各種應(yīng)力和約束微觀裂紋，從而減少裂紋產(chǎn)生及阻止或減緩微裂紋發(fā)展而導(dǎo)致的混凝土斷裂；同時形成吸收應(yīng)變能的結(jié)構(gòu)變形中心，大量吸收振動能，明顯改善混凝土的抗沖擊性能和減震性能?？傮w來說，與普通水泥混凝土相比，橡膠混凝土具有輕質(zhì)、良好的彈性、韌性、耐久性能、減震性能、抗沖擊性能、抗爆裂性能、透氣透水、保溫隔熱性能和降噪隔聲性能等特點，有潛力成為一種能較好地適應(yīng)建筑市場需要的新的綠色建筑材料。自密實混凝土由于具有高流動性和勻質(zhì)性，施工無需振搗，靠混凝土本身的流動性和填充型達(dá)到密實的效果，可以減少施工噪音，保護(hù)環(huán)境。目前具有自密實和抗凍要求的混凝土基本上采用優(yōu)質(zhì)骨料、活性摻合料、高性能減水劑、引氣劑技術(shù)來配制，具有混凝土總體成本高、所用引氣劑生產(chǎn)工藝復(fù)雜且污染環(huán)境等缺點。橡膠粉可代替?zhèn)鹘y(tǒng)化學(xué)類引氣劑起到固體抗凍劑的作用，提高混凝土的抗凍性， 而且使用橡膠粉作為混凝土的抗凍劑比使用引氣劑有明顯的優(yōu)越性，可以避免新拌混凝土再攪拌、振動、運輸及澆注過程中引入的氣泡不穩(wěn)定發(fā)生破壞。因此復(fù)合采用廢舊橡膠輪胎顆粒、高性能減水劑、礦物摻合料、優(yōu)質(zhì)骨料配置自密實抗凍融混凝土將具有顯著的發(fā)展前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種自密實抗凍融混凝土的配制技術(shù)，目的是解決傳統(tǒng)引氣劑引入氣泡的不穩(wěn)定性，降低混凝土的生產(chǎn)成本，提供一種廢舊輪胎橡膠的綜合利用途徑，減少環(huán)境污染。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明的自密實抗凍融混凝土的組分和含量如下1m3混凝土中水泥375_475kg， 細(xì)骨料785-83^g，粗骨料794-9(^kg，水160_17^g，粉煤灰0-12 ,磨細(xì)礦渣0_15^g，高性能減水劑6. 75-9. 55kg，橡膠輪胎顆粒10-30kg。自密實抗凍融混凝土的制備工藝是機械攪拌，攪拌時間180秒-240秒。自密實抗凍融混凝土的主要原材料由水泥、砂、碎石、水、高性能減水劑、廢舊橡膠輪胎顆粒、礦物摻合料組成。水泥選用42. 5級硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥。細(xì)骨料采用砂，符合中砂級配要求，含泥量小于2. 5%。粗骨料采用碎石，粒徑5_25mm，針片狀含量小于8%。高性能減水劑減水率大于觀％，1小時坍落度損失小于50mm，通常為聚羧酸減水劑。橡膠輪胎顆粒為機械常溫一次性粉碎，粒徑為80-150目，水分小于1%，金屬含量小于0. 1%。粉煤灰選用I級粉煤灰；礦渣選用S95及以上?；炷恋呐浜媳仍O(shè)計依據(jù)體積法計算。砂率45-48%，水灰比0. 30-0. 50。本發(fā)明的效果和益處是采用本技術(shù)可以配制C20-C60自密實抗凍融混凝土，混凝土拌合物初始坍?dāng)U度650mm-750mm ；坍?dāng)U500mm需時間為9秒-10秒；骨含量差為6% -7%, 坍?dāng)U中邊高差8mm-10mm ；L儀t40為1-142秒；Ih坍?dāng)U度610mm-700mm ；Ih坍?dāng)U度500mm時間12秒。配制的自密實抗凍融混凝土比傳統(tǒng)自密實抗凍融混凝土成本降低10-20%。以 80-150目的廢舊輪胎橡膠顆粒代替?zhèn)鹘y(tǒng)引氣劑，采用的橡膠粉是廢舊橡膠輪胎機械常溫一次性粉碎工藝生產(chǎn)而得，消除了生產(chǎn)引氣劑產(chǎn)生的化學(xué)污染，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明涉及的廢舊橡膠輪胎綜合利用技術(shù)中，我國廢輪胎以每條產(chǎn)生5千克橡膠粉計算，則年產(chǎn)生5億千克橡膠粉，以混凝土年產(chǎn)20億立方米計，理論上每方混凝土只須摻加橡膠粉0. 25千克便可以消化徹底，而本發(fā)明中橡膠粉在每立方混凝土中的摻量可達(dá)幾十公斤，大大減少環(huán)境污染，具有良好的社會效益。
具體實施例方式以下結(jié)合技術(shù)方案詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實施方式
。以配制C40、C45、C50自密實抗凍融混凝土為例說明。實施例1某港口工程用C40自密實抗凍融混凝土，要求抗凍等級F250。所用原材料及性能如下水泥Ρ · I 42.5硅酸鹽水泥，某水泥廠生產(chǎn)，觀天抗壓強度49. 6MPa。砂子河砂，細(xì)度模數(shù)2.85，II區(qū)中砂，表觀密度為2. 65g/cm3，堆積密度為 1400kg/m3。石子粒徑為5-25mm，表觀密度為2. 68g/cm3,堆積密度為1450kg/m3，針片度為5%。水自來水。粉煤灰I級粉煤灰。礦渣S95。減水劑MY-1聚羧酸減水劑，減水率35%。橡膠粉100目廢舊輪胎橡膠粉。密度為1. 116g/cm3，堆積密度^Okg/m3。混凝土配合比及性能如下
權(quán)利要求
1. 一種自密實抗凍融混凝土，其特征在于，該自密實抗凍融混凝土的組分和含量如下 Im3混凝土中水泥375-47^g，細(xì)骨料785_83^g，粗骨料794_9(^kg，水160_17^g，粉煤灰 0-126kg,磨細(xì)礦渣0-15^g，高性能減水劑6. 75-9. 55kg，橡膠輪胎顆粒10_30kg ； 水泥選用42. 5級硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥； 細(xì)骨料采用砂，符合中砂級配要求，含泥量小于2. 5% ； 粗骨料采用碎石，粒徑5-25mm，針片狀含量小于8% ； 高性能減水劑減水率大于，1小時坍落度損失小于50mm ； 橡膠輪胎顆粒為機械常溫一次性粉碎，粒徑為80-150目，水分小于1%，金屬含量小于 0. 1% ；粉煤灰選用I級粉煤灰；礦渣選用S95及以上；混凝土的配合比設(shè)計依據(jù)體積法計算；砂率45-48%，水灰比0. 30-0. 50。
全文摘要
本發(fā)明屬于土木工程的混凝土技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種自密實抗凍融混凝土。其特征是1m3混凝土中含有水泥375-475kg，細(xì)骨料785-835kg，粗骨料794-905kg，水160-175kg，粉煤灰0-126kg，磨細(xì)礦渣0-155kg，高性能減水劑6.75-9.55kg，廢舊橡膠輪胎顆粒10-30kg。自密實抗凍融混凝土的制備工藝是機械攪拌，攪拌時間180秒-240秒。本發(fā)明的效果和益處是解決傳統(tǒng)引氣劑引入氣泡的不穩(wěn)定性，降低混凝土的生產(chǎn)成本，提供一種廢舊輪胎橡膠的綜合利用途徑，減少環(huán)境污染，經(jīng)濟技術(shù)效益和社會效益顯著。
文檔編號C04B18/22GK102199022SQ201110074578
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月26日
發(fā)明者王寶民, 王金來 申請人:大連理工大學(xué)