CN104926239A - 一种掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混凝土及制备方法，具体涉及到一种掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土及制备方法。本发明制备每立方米混凝土，包括下述原料的质量百分配合比：水泥14%～25%、塑钢纤维0.1%～0.6%、橡胶粉0.03～1.75%、细砂22%～45%、粉煤灰陶粒27%～50%、净用水量6%～12.9%、减水剂0%～0.03%。本发明将废旧橡胶粉及塑钢纤维掺入轻骨料混凝土中，一方面能够充分发挥两种材料独特的性能优势，另一方面，在塑钢纤维增强轻骨料混凝土中掺加废旧橡胶粉，能够更加有效地吸收震动能量，使轻骨料混凝土的抗冲击性、弯曲韧性显著增强，同时能够改善塑钢纤维增强轻骨料混凝土的抗冻性、抗侵蚀及耐磨性。

Description

一种掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土及制备方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土及制备方法，具体涉及到一种掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土及制备方法。

背景技术

采用轻骨料混凝土替代普通混凝土是减轻结构自重的最有效、最直接的措施。在强度等级相同的情况下，轻骨料混凝土的表观密度比普通混凝土低20%～40%。

轻骨料混凝土耐火性好，轻骨料是多孔性材料，导热系数和线膨胀系数都小于普通混凝土，热工性能好，保温、隔热效果显著。火灾发生时，采用普通混凝土的建筑物耐火1h，而采用轻骨料混凝土的建筑物可耐火4h；即使在高温600℃下，轻骨料混凝土仍能维持室温强度的85%，而普通混凝土只能维持35～75%。

轻骨料混凝土的抗震性能好，地震力和上部结构的自重成正比，当采用轻骨料混凝土后，由于自重的下降，将降低地震力。从实际地震效果看，1976年唐山地震发生时，位于京津地区的几十幢轻骨料混凝土工业与民用建筑基本完好，而周围砖混建筑结构破损严重，出现不同程度的坍塌。

采用轻骨料混凝土的综合技术经济效益好，国内外工程实践证明，在高层、大跨桥梁中采用轻骨料混凝土可使工程造价降低10～20%。

尽管轻骨料混凝土相对于普通混凝土而言具有诸多优点，但目前大多数轻骨料混凝土原料均由硬质材料组合而成，抗冲击性差，且易产生脆性破坏等性能缺陷，致使我国轻骨料混凝土仍主要应用于低强度的非承重结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：通过在塑钢纤维增强轻骨料混凝土中掺加废旧橡胶粉，最大限度的提高轻骨料混凝土的抗压强度、抗折强度、抗冲击性能，以及耐磨性、抗冻性、抗氯离子的侵蚀，进一步改善轻骨料混凝土的保温、隔热、吸音性能，从而使其更好的应用于高层建筑、大跨桥梁，人行道，桥面伸缩缝及对抗震等级要求较高的建筑物中。

解决以上技术问题所采用的技术方案

本发明是包括下述质量百分配比的原料制成：

水泥  14%～25%

塑钢纤维    0.1%～0.6%

橡胶粉     0.03～1.75%

细砂    22%～45%

粉煤灰陶粒:    27%～50%

净用水量    6%～12.9%

减水剂    0%～0.03%

所述水泥为P·O42.5R级普通硅酸盐水泥，由包头市蒙西水泥有限责任公司生产。

所述纤维为异型塑钢纤维，纤维长度为25-39mm，沿纤维长度方向表面有波浪形压纹，纤维截面为五棱型，由浙江宁波大成新材料股份有限公司生产。

所述橡胶粉是由废旧汽车轮胎采用常温粉碎法制得，采用包头桓成橡胶再生有限责任公司生产的30～120目橡胶粉。

所述粉煤灰陶粒外形为圆球形，粒径大小为5～20mm，由包头精正建材公司生产。

所述细砂的细度模数为2.9含泥量不大于3%。

所述水为普通自来水，净用水量是指不包括粉煤灰陶粒1h吸水量的混凝土拌和用水量。

所述减水剂为PCA-5聚羧酸，由内蒙古恒众工程材料有限责任公司生产。

一种掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土的制备方法：

 由于混凝土拌和过程中轻质粉煤灰陶粒、橡胶粉容易上浮，不易搅拌均匀，宜采用强制式搅拌机进行搅拌，具体制备步骤如下：

（1）备料，按上述比例分别称取水泥、塑钢纤维、橡胶粉、粉煤灰陶粒、细砂备用；

（2）陶粒预湿，将称量好的粉煤灰陶粒倒入盛有水的容器中进行常压吸水处理，水面需高出陶粒表面，要保证陶粒常压吸水水面下降后仍能完全浸没陶粒；浸泡1h后，将容器中的陶粒倒出，处理成饱和面干状态；

（3）对废旧橡胶粉进行改性处理，将称量好的废旧橡胶粉放入质量浓度为3%的氢氧化钠饱和水溶液中浸泡20分钟，捞出橡胶粉然后用水漂洗，处理成饱和面干状态；

（4）投料、拌和，将称量好及处理后的原材料投入搅拌机进行机械拌和，投料顺序为，将饱和面干状态的粉煤灰陶粒及橡胶粉、细砂、水泥、塑钢纤维依次投入搅拌机内，搅拌1～2min；投入水和减水剂，拌和2.5min，制备出掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土。

本发明每种原料的性能特点：

纤维产品种类繁多，而塑钢纤维除了具有钢筋、钢纤维的外型，还具备钢筋、钢纤维的功能，又拥有合成软纤维的优点，是一种弹性模量大、抗拉强度高、抗腐蚀能力强的纤维。

废橡胶粉是废橡胶利用的主要途径，它是废橡胶经机械方法粉碎或研磨制成的不同粒度的粉末物质，表观密度小（1000~1100 kg/m³），具有良好的粘弹性、韧性、抗疲劳性、隔热隔声等特点。将废橡胶粉掺入混凝土中，不仅可以改善混凝土的性能，还能够处理大量的废橡胶，促进废橡胶的资源化利用，遏制废橡胶对土地的占用和环境的污染，是将其变废为宝、利国利民的重要途径，具有重大的经济和社会意义。

圆球型粉煤灰陶粒具有筒压强度高、密度小、保温性好、抗震性好，特别适用于高层及大跨度建筑。

PCA-5主要是以减水、引气组分复合而成的混凝土外加剂，该产品对不同水泥具有较强的适应性，并有较高的减水效果和可工作性。

目前的研究表明，将塑钢纤维掺入轻骨料混凝土中能够显著改善轻骨料混凝土的抗开裂能力，降低其脆性系数，并能够有效提高轻骨料混凝土的各项力学性能及耐久性能。但是塑钢纤维对轻骨料混凝土力学性能及耐久性的改善效果并非随纤维掺量的持续增加而一直提高，通常存在最佳纤维掺量问题，当掺入过多时，非但达不到改善效果还有可能产生负面效应。另一方面，为了获得轻骨料混凝土的某一或某几项突出性能，仅通过在混凝土中掺入塑钢纤维的方式仍显得捉襟见肘。

本发明通过在塑钢纤维增强轻骨料混凝土中掺入适量废旧橡胶粉，开发出一种掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土。该种轻骨料混凝土能够有效克服上述缺陷，将废旧橡胶粉及塑钢纤维掺入轻骨料混凝土中一方面能够充分发挥两种材料独特的性能优势，另一方面，在塑钢纤维增强轻骨料混凝土中掺加废旧橡胶粉，能够更加有效地吸收震动能量，使轻骨料混凝土的抗冲击性、弯曲韧性显著增强，同时能够改善塑钢纤维增强轻骨料混凝土的抗冻性、抗侵蚀及耐磨性。

同时，开发使用此类混凝土对于自然环境的保护及社会的可持续发展都有着重要的意义。轻骨料混凝土是一种生态环保型建筑材料，人造轻骨料是配制轻骨料混凝土的主要原料，其可由工业废弃物和建筑垃圾等烧制而成，可以大大减少对天然集料资源的开采。废旧橡胶是一种在自然条件下难以降解的高分子弹性材料，将废旧橡胶破碎后制成橡胶粉掺入混凝土中制备成新型建筑材料，是废旧橡胶再生利用的有效途径。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明不限于这些实施例。

实施例1

以制备一立方掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土为例，所用原料及质量配比为：

水泥  420kg

塑钢纤维    8kg

橡胶粉    10.2kg

细砂    626.2kg

粉煤灰陶粒    686kg

净用水量    185kg

减水剂    0.35kg

上述的水泥为P·O42.5R级普通硅酸盐水泥，由包头市蒙西水泥有限责任公司生产；纤维为异型塑钢纤维，纤维长度为25-39mm，沿纤维长度方向表面有波浪形压纹，纤维截面为五棱型，由浙江宁波大成新材料股份有限公司生产；橡胶粉由废旧轮胎加工制得，采用包头桓成橡胶再生有限责任公司生产的80目橡胶粉；粉煤灰陶粒外形为圆球形，粒径大小为5～20mm，由包头精正建材公司生产；细砂的细度模数为2.9含泥量不大于3%；水为普通自来水，净用水量是指不包括粉煤灰陶粒1h吸水量的混凝土拌和用水量；减水剂为PCA-5聚羧酸，由内蒙古恒众工程材料有限责任公司生产。

其制备方法

按照本发明的原料质量配比称量各种材料用量。将称量好的粉煤灰陶粒倒入水中预湿1h，然后将粉煤灰陶粒处理成饱和面干状态。将称量好的橡胶粉放入质量浓度为3%的氢氧化钠饱和水溶液中浸泡20分钟，然后用水漂洗，并处理成饱和面干状态。将饱和面干状态的粉煤灰陶粒及橡胶粉、细砂、水泥、塑钢纤维按顺序依次投入搅拌机内，搅拌1～2min，然后投入水和减水剂，拌和2.5min，制备出掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土。出料成模，在振动机上振动成型（振动30～40s），24h后脱模，置于标准养护室（温度为20±2℃，相对湿度≥95%）养护28d。

性能测试:

取出放置于标准养护室中的掺废旧橡胶的粉塑钢纤维增强轻骨料混凝土试件，对其进行各项性能测试。参照《纤维混凝土试验方法标准》（CECS13：2009）中的有关规定对掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土试件分别进行抗压强度及抗折强度测试。参考ACI544 委员会规定，依照《水泥混凝土和砂浆用合成纤维》（GB/T21120—2007），对掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土进行抗冲击性能测试。参照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（GB/T50082—2009）对废旧橡胶改性纤维轻骨料混凝土进行抗冻耐久性测试。根据《无机地面材料耐磨性试验方法》（GB/T12988-2009）进行耐磨性测试。根据《轻集料混凝土技术规程》（JGJ51—2002），采用热脉冲法进行导热系数的快速测定。各项性能测试结果见表1。

表1

 实施例2

以制备一立方掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土为例，所用原料及质量配比为：

水泥  420kg

塑钢纤维    7kg

橡胶粉    5.1kg

细砂    653.5kg

粉煤灰陶粒    686kg

净用水量    185kg

减水剂    0.20kg

上述实施例1中的橡胶粉用60目的代替。其他原料以及用量与相应的实施例相同。

其制备方法与实施例1相同，制备成掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土，并放置于标准养护室中养护。

其性能测试方法与实施例1相同，各项性能测试结果见表2。

表2

 实施例3

以制备一立方掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土为例，所用原料及质量配比为：

水泥  420kg

塑钢纤维    7kg

橡胶粉    10.2kg

细砂    626.2kg

粉煤灰陶粒    686kg

净用水量    185kg

减水剂    0.30kg

上述实施例1中的橡胶粉用80目的代替。其他原料以及用量与相应的实施例相同。

其制备方法与实施例1相同，制备成掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土，并放置于标准养护室中养护。

其性能测试方法与实施例1相同，各项性能测试结果见表3。

表3

 实施例4

以制备一立方掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土为例，所用原料及质量配比为：

水泥  420kg

塑钢纤维    7kg

橡胶粉    15.3kg

细砂    598.9kg

粉煤灰陶粒    686kg

净用水量    185kg

减水剂    0.40kg

上述实施例1中的橡胶粉用100目的代替。其他原料以及用量与相应的实施例相同。

其制备方法与实施例1相同，制备成掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土，并放置于标准养护室中养护。

其性能测试方法与实施例1相同，各项性能测试结果见表4。

表4

 实施例5

以制备一立方掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土为例，所用原料及质量配比为：

水泥  420kg

塑钢纤维    8kg

橡胶粉    10.2kg

细砂    626.2kg

粉煤灰陶粒    686kg

净用水量    185kg

减水剂    0.35kg

上述实施例1中的橡胶粉用60目的代替。其他原料以及用量与相应的实施例相同。

其制备方法与实施例1相同，制备成掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土，并放置于标准养护室中养护。

其性能测试方法与实施例1相同，各项性能测试结果见表5。

表5

 实施例6

以制备一立方掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土为例，所用原料及质量配比为：

水泥  420kg

塑钢纤维    8kg

橡胶粉    15.3kg

细砂    598.9kg

粉煤灰陶粒    686kg

净用水量    185kg

减水剂    0.45kg

上述实施例1中的橡胶粉用80目的代替。其他原料以及用量与相应的实施例相同。

其制备方法与实施例1相同，制备成掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土，并放置于标准养护室中养护。

其性能测试方法与实施例1相同，各项性能测试结果见表6。

表6

 实施例7

以制备一立方掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土为例，所用原料及质量配比为：

水泥  420kg

塑钢纤维    8kg

橡胶粉    5.1kg

细砂    653.4kg

粉煤灰陶粒    686kg

净用水量    185kg

减水剂    0.25kg

上述实施例1中的橡胶粉用100目的代替。其他原料以及用量与相应的实施例相同。

其制备方法与实施例1相同，制备成掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土，并放置于标准养护室中养护。

其性能测试方法与实施例1相同，各项性能测试结果见表7。

表7

 实施例8

以制备一立方掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土为例，所用原料及质量配比为：

水泥  420kg

塑钢纤维    9kg

橡胶粉    15.3kg

细砂    598.9kg

粉煤灰陶粒    686kg

净用水量    185kg

减水剂    0.50kg

上述实施例1中的橡胶粉用60目的代替。其他原料以及用量与相应的实施例相同。

其制备方法与实施例1相同，制备成掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土，并放置于标准养护室中养护。

其性能测试方法与实施例1相同，各项性能测试结果见表8。

表8

 实施例9

以制备一立方掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土为例，所用原料及质量配比为：

水泥  420kg

塑钢纤维    9kg

橡胶粉    5.1kg

细砂    653.5kg

粉煤灰陶粒    686kg

净用水量    185kg

减水剂    0.30kg

上述实施例1中的橡胶粉用80目的代替。其他原料以及用量与相应的实施例相同。

其制备方法与实施例1相同，制备成掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土，并放置于标准养护室中养护。

其性能测试方法与实施例1相同，各项性能测试结果见表9。

表9

 实施例10

以制备一立方掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土为例，所用原料及质量配比为：

水泥  420kg

塑钢纤维    9kg

橡胶粉    10.2kg

细砂    626.2kg

粉煤灰陶粒    686kg

净用水量    185kg

减水剂    0.40kg

上述实施例1中的橡胶粉用100目的代替。其他原料以及用量与相应的实施例相同。

其制备方法与实施例1相同，制备成掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土，并放置于标准养护室中养护。

其性能测试方法与实施例1相同，各项性能测试结果见表10。

表10

性能测试结果分析

由上述实施例1～10可知，轻骨料混凝土的抗压强度、抗折强度均随纤维掺量的增加呈递增的变化趋势，但当纤维掺量分别为8kg/m³及9kg/m³时，轻骨料混凝土对应的平均抗压强度分别为39.50MPa、39.66MPa，平均抗折强度分别为5.04MPa、5.05MPa，强度值相差很小。从经济性角度考虑，可近似认为对于轻骨料混凝土抗压强度及抗折强度而言，纤维最佳掺量为8kg/m³。轻骨料混凝土的两项力学性能强度指标均随橡胶粉目数的增大及橡胶粉质量的增加呈先增后减的变化趋势。因此对于轻骨料混凝土抗压强度和抗折强度而言，每立方米轻骨料混凝土中，塑钢纤维掺量为8kg，橡胶粉质量为10.2kg，橡胶粉为80目时，达到峰值。

由上述实施例1～10可知，轻骨料混凝土的抗冲击性能及耐磨性能分别随塑钢纤维掺入量、橡胶粉粒目数及橡胶粉质量的提高呈先增后减的变化趋势，因此，对于每立方米轻骨料混凝土，当塑钢纤维掺量为8kg，橡胶粉质量为10.2kg，橡胶粉为80目时，轻骨料混凝土的抗冲击性能及耐磨性分别达到最理想状态。

由上述实施例1～10可知，塑钢纤维掺量的变化对轻骨料混凝土的抗冻性影响比橡胶粉的目数及掺入量对轻骨料混凝土抗冻性的影响显著，当塑钢纤维掺入量分别为8kg/m³、9kg/m³时，轻骨料混凝土对应的平均抗冻融破坏循环次数分别为351.67次、366.67次，相差次数不多，因此从经济性角度考虑，建议采用纤维掺量为8kg/m³。轻骨料混凝土抗冻融破坏循环次数，亦均随橡胶颗粒的目数及橡胶粉掺入量的增加呈先增后减的变化趋势。因此对于轻骨料混凝土抗冻耐久性而言，建议采用的塑钢纤维掺量为8kg，橡胶粉质量为10.2kg，橡胶粉为80目。

由上述实施例1～10可知，轻骨料混凝土的导热系数主要随废旧橡胶粉的掺入量及橡胶粉的目数增加而显著减小，而塑钢纤维掺量的变化对轻骨料混凝土的导热系数影响不显著。即橡胶粉掺入量及橡胶粉的目数是影响轻骨料混凝土隔热性能的主要因素。

将塑钢纤维增强轻骨料混凝土及掺废旧橡胶粉的轻骨料混凝土与本发明废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土作相应的对比试验。试验配合比如表11所示。

表11 轻骨料混凝土配比（kg/m³）

注：表中配比A、B、C为塑钢纤维增强轻骨料混凝土，配比D、E、F为掺废旧橡胶粉的轻骨料混凝土，配比G、H、I、J为本发明掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土。

试验对A～I九种原料配比制备的轻骨料混凝土根据《纤维混凝土试验方法标准》（CECS13：2009）中有关规定，分别进行了抗压强度和抗折强度测试。试验结果见表12。

表12  各配比轻骨料混凝土强度

由表12可知，塑钢纤维增强轻骨料混凝土的抗压强度、抗折强度随纤维掺量的增加呈增大趋势发展；掺废旧橡胶粉后的轻骨料混凝土的抗压强度、抗折强度随橡胶粉掺入量增加呈下降趋势变化。不难发现，塑钢纤维掺入轻骨料混凝土中有助于改善其抗压强度及抗折强度，废旧橡胶粉的掺入对轻骨料混凝土的抗压强度和抗折强度会产生不利影响。

由表12可知，对于掺废旧橡胶粉的轻骨料混凝土，可以通过掺入适量塑钢纤维来改善其抗压强度及抗折强度，有效缓解废旧橡胶粉对轻骨料混凝土抗压性能及抗折性能的不利影响。

尽管在塑钢纤维增强轻骨料混凝土中掺入废旧橡胶粉会对轻骨料混凝土抗压性能及抗折性能产生不利影响。但掺入废旧橡胶粉后的轻骨料混凝土，破坏形态发生显著改变。试验过程中发现，掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土比不掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土的裂纹更细小，试件完整度更高，承受极限荷载的时间更持久，因此本发明掺废旧橡胶粉后的塑钢纤维增强轻骨料混凝土特别适用于地震发生较为频繁的地区，从而更能有效保证人们的生命、财产安全。

试验对不同配比制备的轻骨料混凝土，参考ACI544 委员会规定，依照《水泥混凝土和砂浆用合成纤维》（GB/T21120—2007），对其进行了抗冲击性能测试。试验结果见表13。

表13 各配比轻骨料混凝土抗冲击性能指标

由表13可知，在轻骨料混凝土中掺入废旧橡胶粉或者掺入塑钢纤维后，轻骨料混凝土的抗冲击性能大幅度提高。当在轻骨料混凝土中混掺塑钢纤维与橡胶粉后，轻骨料混凝土的抗冲击性能比单掺塑钢纤维轻骨料混凝土或者单掺废旧橡胶粉的轻骨料混凝土提高幅度更大。

从而说明，混掺废旧橡胶粉及塑钢纤维对轻骨料混凝土的抗冲击性能的提高效果十分显著。所以本发明所制备的掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土适用于在承受反复冲击荷载的结构物或道路工程应用。

试验对不同配比制备的轻骨料混凝土，参照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（GB/T 50082—2009），对其进行了抗冲击性能测试。试验结果见表14。

表14 各配比轻骨料混凝土抗冻融循环破坏次数

 由表14可知，轻骨料混凝土的抗冲击破坏次数随塑钢纤维掺量及废旧橡胶粉掺入量的增加而呈递增趋势变化。当在轻骨料混凝土中混掺塑钢纤维与橡胶粉后，轻骨料混凝土的抗冻耐久性能比单掺塑钢纤维轻骨料混凝土或者单掺废旧橡胶粉的轻骨料混凝土有大幅度提高。从而说明，在轻骨料混凝土中混合掺入废旧橡胶粉与塑钢纤维，对轻骨料混凝土的抗冻性更有利。因此本发明所制备的掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土可适用于在严寒和寒冷地区建筑物或者结构物中应用。

试验对不同配比制备的轻骨料混凝土，参照《无机地面材料耐磨性试验方法》（GB/T12988-2009），对其进行耐磨性测定。试验结果见表15。

表15 各配比轻骨料混凝土耐磨指标

由表15可知，轻骨料混凝土的耐磨性随塑钢纤维掺量的增加或者废旧橡胶粉掺量的增加显著增强。在轻骨料混凝土中混掺废旧橡胶粉与塑钢纤维后轻骨料混凝土耐磨性比单掺塑钢纤维或者废旧橡胶粉的轻骨料混凝土显著提高。因此，本发明所制备的废旧橡胶粉改性轻骨料混凝土可以在人行道、高速公路及飞机跑道等道路工程中发挥显著优势。

试验对不同配比制备的轻骨料混凝土，参照《轻集料混凝土技术规程》（JGJ 51—2002），采用热脉冲法，对其进行了导热系数的快速测定。试验结果见表16。

根据表16可知，轻骨料混凝土的导热系数随塑钢纤维及废旧橡胶粉掺量增加呈递减趋势变化，从而说明塑钢纤维及废旧橡胶粉掺入轻骨料混凝土中，可以起到很好的保温、隔热效果。在轻骨料混凝土中混掺废旧橡胶粉与塑钢纤维后轻骨料混凝土导热系数比单掺塑钢纤维或者废旧橡胶粉的轻骨料混凝土显著降低，对轻骨料混凝土的保温隔热效果更有利。因此本发明制备的废旧橡胶粉改性轻骨料混凝土可被广泛应用于高层建筑的外墙保温，恒温室等建筑工程中。

试验结论

通过发明设计人员针对本发明设计的掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土抗压强度、抗折强度、抗冲击性能以及耐磨损、抗冻性能的试验研究，得出本发明设计的掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土能够有效克服轻骨料混凝土的脆性问题，并能综合塑钢纤维和橡胶粉的性能优势于一身，进一步发挥轻骨料混凝土轻质高强、抗冻、耐磨的性能优势。综合各项强度指标及耐久性指标给出本发明设计的掺废旧橡胶粉后的塑钢纤维增强轻骨料混凝土用于结构工程中，每一立方粉煤灰陶粒轻骨料混凝土建议采用的塑钢纤维掺量为8kg，橡胶粉质量为10.2kg，橡胶粉为80目。

本发明设计的掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土可以被广泛应用于地震发生较为频繁的地区的建筑物，承受反复冲击荷载的结构物或道路工程，严寒和寒冷地区建筑物，人行道、高速公路及飞机跑道等道路工程，高层建筑的外墙保温，恒温室等建筑工程中。

Claims (9)

1.一种掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土，其特征在于，制备每立方米混凝土，包括下述原料的质量百分配合比制成：

水泥  14 %～25%

塑钢纤维    0.1%～0.6%

橡胶粉    0.03～1.75%

细砂    22 %～45%

粉煤灰陶粒   27%～50%

净用水量    6%～12.9%

减水剂    0%～0.03%。

2.按照权利要求1所述的一种掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土，其特征在于，所述橡胶粉是由废旧汽车轮胎采用常温粉碎法制得，为30～120目。

3.按照权利要求1所述的一种掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土，其特征在于，所述塑钢纤维长度为25-39mm，沿纤维长度方向表面有波浪形压纹，纤维截面为五棱型。

4.按照权利要求1所述的一种掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土，其特征在于，所述粉煤灰陶粒与细砂松散体积为1.1～1.4/m³，粉煤灰陶粒与细砂需为干燥状态，其中粉煤灰陶粒为圆球形外观，粒径大小为5～20mm，密度等级为900。

5.按照权利要求1所述的一种掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土，其特征在于，细砂为普通河砂，细度模数为2.9，堆积密度为1547kg/m³。

6.按照权利要求1所述的一种掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土，其特征在于，所述净用水量是指不包括粉煤灰陶粒1h吸水量的混凝土拌和用水量。

7.按照权利要求1所述的掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土，其特征在于，减水剂为PCA-5聚羧酸。

8.按照权利要求1所述的一种掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土，其特征在于，废旧橡胶粉需要用质量浓度为3%的氢氧化钠饱和水溶液做改性处理，使得橡胶粉与水泥浆体更好的粘结。

9.一种掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土的制备方法：

由于混凝土拌和过程中轻质粉煤灰陶粒、橡胶粉容易上浮，不易搅拌均匀，宜采用强制式搅拌机进行搅拌，具体制备步骤如下：

（1）备料，按上述比例分别称取水泥、塑钢纤维、橡胶粉、粉煤灰陶粒、细砂备用；

（2）陶粒预湿，将称量好的粉煤灰陶粒倒入盛有水的容器中进行常压吸水处理，水面需高出陶粒表面，要保证陶粒常压吸水水面下降后仍能完全浸没陶粒；浸泡1h后，将容器中的陶粒倒出，处理成饱和面干状态；

（3）对废旧橡胶粉进行改性处理，将称量好的废旧橡胶粉放入质量浓度为3%的氢氧化钠饱和水溶液中浸泡20分钟，捞出橡胶粉然后用水漂洗，处理成饱和面干状态；

（4）投料、拌和，将称量好及处理后的原材料投入搅拌机进行机械拌和，投料顺序为，将饱和面干状态的粉煤灰陶粒及橡胶粉、细砂、水泥、塑钢纤维依次投入搅拌机内，搅拌1～2min；投入水和减水剂，拌和2.5min，制备出掺废旧橡胶粉的塑钢纤维增强轻骨料混凝土。