废弃固体物再生利用的高性能混凝土及其制备方法与流程

本发明涉及混凝土制备技术领域，尤其涉及废弃固体物再生利用的高性能混凝土及其制备方法。

背景技术

废旧轮胎以及废旧塑料等在生活当中产生的量是巨大的，并且废旧轮胎与废旧塑料一般采用填埋的方式进行掩埋，但是废旧轮胎以及塑料在掩埋过程中，废旧轮胎掩埋污染环境，且掩埋地点逐渐减少，且混凝土，此外废旧轮胎与废旧塑料的利用率低，少量的橡胶混凝土在制备混凝土过程中添加橡胶材料，使得的混凝土相比较传统混凝土局域一定的延展性，但是橡胶混凝土，对橡胶的利用率不是很高，且混凝土的性能增加有限，为此我们提出一种废弃固体物再生利用的高性能混凝土及其制备方法。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在数据处理速度慢，存在废旧塑料利用率低，混凝土新能差的缺点，而提出的废弃固体物再生利用的高性能混凝土及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

废弃固体物再生利用的高性能混凝土，包括以下原料：水泥14％、细骨料23％、粗骨料54％、水5％、减水剂0.2％、添加剂3.8％，其中细骨料中聚丙烯纤维添加材料占比10％-15％，其中粗骨料中橡胶颗粒占比10％-20％。

废弃固体物再生利用的高性能混凝土制备方法，包括一下步骤：

步骤1，回收废弃固体物，废旧轮胎，回收废旧塑料；

步骤2，去除金属物，进行清洗，去除杂质；

步骤3，对橡胶材料进行切碎，造粒，作为骨料，对废旧材料进行加工制成纤聚丙烯维添加材料；

步骤4，进一步进行清洗，去除杂质，将橡胶骨料与钠盐溶液浸泡；

步骤5，对橡胶骨料清洗风干，与混凝土进行混合，加入聚丙烯纤维材料；

步骤6，对混合得出的混凝土材料进行检测，数据对比。

优选的，所述步骤3中聚丙烯纤维添加材料添加量为0.5％，可显着提高开裂后的韧性并更好地控制裂纹。

优选的，所述橡胶替代量达15％时仍展现优异的力学强度，良好的抗弯、抗裂性能及耐久性。

优选的，所述橡胶骨料在于混凝土混合之前通过硅酸钠溶液(水玻璃)浸泡20分钟，再进行清洗烘干，改变橡胶骨料表面的疏水性及微观构造。

优选的，根据步骤6中，高性能混凝土制备完成进行检测时，主要检测和易性、抗压强度、拉伸强度、断裂能、电阻率。

优选的，在废旧轮胎进行回收过程中剔除其中钢丝等金属物质，在橡胶颗粒切碎、造粒过程中通过磁选吸附，将未处理干净的细小金属颗粒物进行吸附。

相比现有技术，本发明的有益效果为：

1、本发明对废旧轮胎进行有效再利用，在生活中废旧轮胎产生量大，利用率小，占用耕地，对脆弱的生态环境造成极大危害，对废旧轮胎以及废旧塑料进行回收及资源化利用，减少对环境的污染，实现固废资源高值化，助力国家实现“碳中和”目标；

2、本发明，通过废旧轮胎回收制成橡胶颗粒，通过与聚丙烯以及混凝土进行复合，制备出环保型高性能混凝土，节约成本，提高对固废资源的利用，减小对环境的影响；

3、本发明相比较传统的混凝土而言，极大提高了混凝土的耐久性、抗冻性以及断裂性能，尤其在裂纹生成时，由于裂纹尖端扩展到橡胶颗粒时，橡胶颗粒的良好的弹性性能大大降低了裂纹的尖端应力，防止裂纹进一步延伸，通过添加聚丙烯纤维，表现出比普通混凝土更优越的抗裂缝扩展能力，大大提高延性及断裂能，避免结构的脆性破坏。

附图说明

图1为本发明提出的废弃固体物再生利用的高性能混凝土及其制备方法基本流程图；

图2为本发明提出的废弃固体物再生利用的高性能混凝土及其制备方法中新拌混凝土密度与添加纤维、橡胶后混凝土质量对比。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，废弃固体物再生利用的高性能混凝土制备方法，包括以下步骤：

废弃固体物再生利用的高性能混凝土制备方法，包括以下步骤：

步骤1，回收废弃固体物，废旧轮胎，回收废旧塑料；

步骤2，去除金属物，进行清洗，去除杂质；

步骤3，对橡胶材料进行切碎，造粒，作为骨料，对废旧材料进行加工制成聚丙烯纤维添加材料；

步骤4，进一步进行清洗，去除杂质，将橡胶骨料与钠盐溶液浸泡；

步骤5，对橡胶骨料清洗风干，与新拌混凝土混合，加入聚丙烯纤维材料并均匀分散；

步骤6，对混合得出的混凝土材料进行检测，数据对比。

废弃固体物再生利用的高性能混凝土，包括以下原料：水泥14％、细骨料23％、粗骨料54％、水5％、减水剂0.2％、添加剂3.8％，其中细骨料中聚丙烯纤维添加材料占比10％-15％，其中粗骨料中橡胶颗粒占比10％-20％。

废弃固体物再生利用的高性能混凝土，所述废弃固体物再生利用的高性能混凝土，由废弃轮胎，废弃塑料为主回收的材料进行再加工，去除其中杂质，与混凝土进行融合搅拌，产生的一种高性能混凝土，所述高性能混凝土中由橡胶颗粒材料作为骨料，进行一定配比添加聚丙烯纤维材料制成，且高性能混凝土改善了混凝土的抗冻性、强度以及耐久性，减少混凝土的裂纹。

现制备两种不同的橡胶体积含量的废弃固体物再生利用的高性能混凝土，分别为10％和15％。掺入一致的纤维量(体积分数0.5％)。同时制备素混凝土试件和仅含聚丙烯(PP)纤维的试件进行比较。力学测试结果表明：PP纤维和橡胶骨料的掺入均可提高素混凝土的断裂能。此外，所有试件均达到40Mpa以上的抗压强度，超声脉冲速度表明混凝土试件质量良好。试件断裂面形貌和环境扫面电镜(ESEM)成像显示橡胶骨料和PP纤维对抑制裂纹扩展的积极协同作用。PP纤维增强橡胶混凝土提高了混凝土裂缝开展后的残余承载能力和变形能力，从而提高整体断裂韧性并降低脆性。

耐久性性能测试结果表明：与素混凝土相比，PP纤维增强橡胶混凝土还降低了试件的干缩率、碱骨料反应(ASR)膨胀率。PP纤维增强橡胶混凝土提高了抗冻融循环性能，其相对动态弹性模量在经历数百个冻融循环后仍保持在95％以上，并展现出良好的体积稳定性。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.废弃固体物再生利用的高性能混凝土，其特征在于，包括以下原料：水泥14％、细骨料23％、粗骨料54％、水5％、减水剂0.2％、添加剂3.8％，其中细骨料中聚丙烯纤维添加材料占比10％-15％，其中粗骨料中橡胶颗粒占比10％-20％。

2.废弃固体物再生利用的高性能混凝土制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，回收废弃固体物，废旧轮胎，回收废旧塑料；

步骤2，抽出轮胎中钢丝等金属物，进行清洗，去除杂质；

步骤3，按要求粒径大小对轮胎橡胶进行切碎、筛选，作为骨料，对废旧材料进行加工制成纤聚丙烯维添加材料；

步骤4，进一步进行清洗，去除杂质，将橡胶骨料与钠盐溶液浸泡；

步骤5，对橡胶骨料清洗风干，与新拌混凝土进行混合，并均匀加入聚丙烯纤维材料使其分散；

步骤6，对混合得出的混凝土材料进行检测，数据对比。

3.根据权利要求2所述的废弃固体物再生利用的高性能混凝土制备方法，其特征在于，所述步骤3中聚丙烯纤维添加材料添加量为混凝土总体积的0.5％，可显着提高开裂后的韧性并更好地控制裂纹。

4.根据权利要求2所述的废弃固体物再生利用的高性能混凝土制备方法，其特征在于，所述橡胶替代量达混凝土骨料总提及两15％时仍展现优异的力学强度，良好的抗弯、抗裂性能及耐久性。

5.根据权利要求2所述的废弃固体物再生利用的高性能混凝土制备方法，其特征在于，所述橡胶骨料在于混凝土混合之前通过钠盐溶液浸泡20分钟，再进行清洗烘干，改变橡胶标点的疏水性。

6.根据权利要求2所述的废弃固体物再生利用的高性能混凝土制备方法，其特征在于，根据权利要求书1中步骤6，高性能混凝土制备完成进行检测时，主要检测新鲜性、抗压性、拉伸强度、断裂样品、电阻率。

7.根据权利要求2所述的废弃固体物再生利用的高性能混凝土制备方法，其特征在于，在废旧轮胎进行回收过程中拆除其中轮毂等金属物质，在橡胶颗粒切碎、造粒过程中通过磁石吸附，将细小的金属颗粒物进行吸附。

技术总结
本发明公开了废弃固体物再生利用的高性能混凝土及其制备方法，所述废弃固体物再生利用的高性能混凝土，由废弃轮胎，废弃塑料为主回收的材料进行再加工，去除其中杂质并进行相应的表面处理，与混凝土进行融合搅拌，产生的一种高性能混凝土，所述高性能混凝土中由橡胶颗粒材料作为部分骨料替代，进行一定配比优化后添加回收聚丙烯纤维材料制成，且高性能混凝土改善了混凝土的抗冻性、强度以及耐久度，减少混凝土的裂纹；本发明，提高了混凝土的耐久性、抗裂韧性、在裂纹生成时，由于裂纹尖端延展至橡胶颗粒时，橡胶颗粒的变形能力耗散了裂缝尖端应力，延缓裂纹进一步延伸，通过添加回收聚丙烯纤维，表现出比普通混凝土更优越的残余强度及断裂能。

技术研发人员：王家庆;魏洋;李强;黄凯健;邹星星;郑开启;
受保护的技术使用者：南京林业大学;
技术研发日：2021.08.25
技术公布日：2021.10.01