一種混凝土改性用柔性材料及其制備工藝和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混凝土改性用柔性材料及其制備工藝和應(yīng)用，該該柔性材料的組成按質(zhì)量計為：膠粉30%～40%，膠粒30%～40%，聚丙烯類纖維0.5%～1.5%，粉煤灰3%～8%，礦物摻合料20%～28%；所述礦物摻合料為礦粉或礦渣粉；膠粉和膠粒需通過強(qiáng)堿溶液將橡膠粒及橡膠粉表面的硬脂酸鋅去除；該柔性材料制備工藝如下：一、膠粉及膠粒制備；二、均勻混配；該柔性材料的應(yīng)用如下：采用等質(zhì)量替換法將普通混凝土的部分細(xì)集料替換為柔性材料后制得半剛性混凝土。本發(fā)明制備工藝步驟簡單、操作簡便且投入成本低、使用效果好，采用柔性材料制備而成的半剛性混凝土能彌補(bǔ)現(xiàn)有普通混凝土存在的變形小、脆性大、抗拉能力低等缺陷。
【專利說明】一種混凝土改性用柔性材料及其制備工藝和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于混凝土制備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種混凝土改性用柔性材料及其制備工藝和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的興起，混凝土這種工程材料大量應(yīng)用于不同類別的土木工程建設(shè)中，由于混凝土材料最大的特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度高而抗拉伸強(qiáng)度較低，故混凝土材料主要用于承重結(jié)構(gòu)。但隨著工程技術(shù)的發(fā)展，混凝土這種強(qiáng)度大、變形小的鋼性材料逐漸顯現(xiàn)出它的局限性，現(xiàn)如今特別渴求能夠出現(xiàn)一種界于鋼性材料和柔性材料之間的半剛性材料，即出現(xiàn)一種混凝土材料，其既有鋼性混凝土一樣強(qiáng)大的承重能力(或略低一些的強(qiáng)度需求)，又具有較強(qiáng)拉伸韌性并具有在一定范圍內(nèi)變形的變形能力(其變形能力比目前混凝土要求大些)，而且此種變形在相對范圍內(nèi)帶有可恢復(fù)性。例如巨大的建筑物基礎(chǔ)如果具有一定的韌性就可以減少地震波對結(jié)構(gòu)物的破壞并降低吸收地震產(chǎn)生的能量，減少因地震和地基變形引起的混凝土開裂隙、結(jié)構(gòu)破壞和整個建筑物失去使用功能；地下工程的游泳池、污水處理池、核電站廢品處理池等結(jié)構(gòu)物的混凝土在接受地震和強(qiáng)大的外力作用發(fā)生一定的變形但不開裂，變形在外力消失后能夠恢復(fù)到原來狀態(tài)而不被破壞，日本福田核電站地震造成的核廢液外漏就是混凝土剛性過大抗拉伸韌性不足造成事故的典型事例。再例如大型斜拉索橋箱型梁體內(nèi)填充混凝土 和其路面混凝土往往由于混凝土的彈性模量大、剛性大、脆性強(qiáng)等原因不能長期性承受車輛巨大沖擊波而使混凝土過早地出現(xiàn)了裂縫或斷裂。
[0003]綜上，如能開發(fā)一種介于剛性混凝土和柔性有機(jī)材料之間的半剛性混凝土材料，用于上述結(jié)構(gòu)物中是最為理想的，并且也能大大降低混凝土工程將來巨大配筋和鋼鉸線的用量，降低混凝土工程對鋼筋和鋼鉸線的依賴性。因而，開展對半剛性混凝土材料的開發(fā)和研究是一項(xiàng)突出而又迫切的研究任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種制備過程簡單、投入成本較低且使用效果好、實(shí)用價值高的混凝土改性用柔性材料。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種混凝土改性用柔性材料，其特征在于:該柔性材料的組成按質(zhì)量計為:膠粉30%~40%，膠粒30%~40%，聚丙烯類纖維
0.5%~1.5%，粉煤灰3%~8%，礦物摻合料20%~28% ;所述礦物摻合料為礦粉或礦渣粉；所述膠粉為通過強(qiáng)堿溶液將橡膠粉表面所含硬脂酸鋅去除后獲得的固體粉末，所述膠粒為通過強(qiáng)堿溶液將橡膠粒表面所含硬脂酸鋅去除后獲得的固體顆粒。
[0006]上述一種混凝土改性用柔性材料，其特征是:該柔性材料的組成按質(zhì)量計為:膠粉35%，膠粒35%，聚丙烯類纖維1%，粉煤灰5%，礦物摻合料24%。
[0007]上述一種混凝土改性用柔性材料，其特征是:所述膠粉的粒度為40目~200目，膠粒的粒度為0.45mm~5mm,聚丙烯類纖維的長度為20mm±5mm,所述粉煤灰的45 μ m方孔篩余量< 25%，礦物摻合料的比表面積≥350m2/Kg。
[0008]上述一種混凝土改性用柔性材料，其特征是:所述橡膠粒由橡膠粒一和橡膠粒二按質(zhì)量比4: (2.5~3.5)均勻混合而成,橡膠粒一的粒度為0.45mm~Imm,橡膠粒二的粒度為1mm~Smnin
[0009]同時，本發(fā)明還提供了一種工藝步驟簡單、實(shí)現(xiàn)方便且投入成本較低、所制備柔性材料使用效果好的混凝土改性用柔性材料制備工藝，其特征在于該工藝包括以下步驟:
[0010]步驟一、膠粉及膠粒制備:將橡膠粉放入強(qiáng)堿溶液內(nèi)并連續(xù)攪拌IOmin~30min后，取出烘干制得膠粉；將橡膠粒放入強(qiáng)堿溶液內(nèi)并連續(xù)攪拌IOmin~30min后，取出烘干制得膠粒； [0011]步驟二、均勻混配:將步驟一中所制得的膠粉和膠粒與聚丙烯類纖維、粉煤灰和礦物摻合料按照設(shè)計比例混合均勻后，制得所述柔性材料。
[0012]上述工藝，其特征是:步驟二中進(jìn)行均勻混配之前，還需采用表面處理劑對步驟一中所制得的膠粉和膠粒進(jìn)行處理，所述表面處理劑為硅烷偶聯(lián)劑。
[0013]上述工藝，其特征是:步驟一中所述強(qiáng)堿溶液為NaOH溶液，所述NaOH溶液的濃度為 lmol/L ~5mol/L。
[0014]另外，本發(fā)明還公開了一種實(shí)現(xiàn)方便且使用效果好、實(shí)用價值高的如權(quán)利要求1所述柔性材料的應(yīng)用，其特征在于:采用等質(zhì)量替換法將普通混凝土的部分細(xì)集料替換為所述柔性材料后，制得半剛性混凝土。
[0015]上述應(yīng)用，其特征是:普通混凝土中替換為柔性材料的細(xì)集料的質(zhì)量不大于細(xì)集料總質(zhì)量的60%。優(yōu)選地，普通混凝土中替換為柔性材料的細(xì)集料的質(zhì)量為細(xì)集料總質(zhì)量的15% ~60%。
[0016]上述應(yīng)用，其特征是:所制得半剛性混凝土為彈性模量為ε I的混凝土，其中
【權(quán)利要求】
1.一種混凝土改性用柔性材料，其特征在于:該柔性材料的組成按質(zhì)量計為:膠粉30%~40%，膠粒30%~40%，聚丙烯類纖維0.5%~1.5%,粉煤灰3%~8%，礦物摻合料20%~28% ;所述礦物摻合料為礦粉或礦渣粉；所述膠粉為通過強(qiáng)堿溶液將橡膠粉表面所含硬脂酸鋅去除后獲得的固體粉末，所述膠粒為通過強(qiáng)堿溶液將橡膠粒表面所含硬脂酸鋅去除后獲得的固體顆粒。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種混凝土改性用柔性材料，其特征在于:該柔性材料的組成按質(zhì)量計為:膠粉35%，膠粒35%，聚丙烯類纖維1%，粉煤灰5%，礦物摻合料24%。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種混凝土改性用柔性材料，其特征在于:所述膠粉的粒度為40目~200目，膠粒的粒度為0.45mm~5mm，聚丙烯類纖維的長度為20mm±5mm，所述粉煤灰的45 μ m方孔篩余量< 25%，礦物摻合料的比表面積≥350m2/Kg。
4.按照權(quán)利要求3所述的一種混凝土改性用柔性材料，其特征在于:所述橡膠粒由橡膠粒一和橡膠粒二按質(zhì)量比4: (2.5~3.5)均勻混合而成,橡膠粒一的粒度為0.45mm~1mm，橡膠粒二的粒度為1mm~5mm。
5.一種制備如權(quán)利要求1混凝土改性用柔性材料的工藝，其特征在于該工藝包括以下步驟: 步驟一、膠粉及膠粒制備:將橡膠粉放入強(qiáng)堿溶液內(nèi)并連續(xù)攪拌IOmin~30min后，取出烘干制得膠粉；將橡膠粒放入強(qiáng)堿溶液內(nèi)并連續(xù)攪拌IOmin~30min后，取出烘干制得膠粒; 步驟二、均勻混配:將步驟一中所制得的膠粉和膠粒與聚丙烯類纖維、粉煤灰和礦物摻合料按照設(shè)計比例混合均勻后，制得所述柔性材料。
6.按照權(quán)利要求5所述的工藝，其特征在于:步驟二中進(jìn)行均勻混配之前，還需采用表面處理劑對步驟一中所制得的膠粉和膠粒進(jìn)行處理，所述表面處理劑為硅烷偶聯(lián)劑。
7.按照權(quán)利要求5或6所述的工藝，其特征在于:步驟一中所述強(qiáng)堿溶液為NaOH溶液，所述NaOH溶液的濃度為lmol/L~5mol/L。
8.—種如權(quán)利要求1所述柔性材料的應(yīng)用，其特征在于:采用等質(zhì)量替換法將普通混凝土的部分細(xì)集料替換為所述柔性材料后，制得半剛性混凝土。
9.按照權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于:普通混凝土中替換為柔性材料的細(xì)集料的質(zhì)量不大于細(xì)集料總質(zhì)量的60%。
10.按照權(quán)利要求8或9所述的應(yīng)用，其特征在于:所制得半剛性混凝土為彈性模量為ε I的混凝土，其中
【文檔編號】C04B18/30GK103739220SQ201310698916
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】汪君睿, 李強(qiáng), 黃小軍, 仲維玲, 周玉兵, 劉金明 申請人:中鐵二十局集團(tuán)第四工程有限公司