CN108484037A - 一种利用退役复合绝缘子改性硅橡胶制得的高强耐久混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种利用退役复合绝缘子改性硅橡胶制得的高强耐久混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种利用退役复合绝缘子改性硅橡胶制得的高强耐久混凝土及其制备方法，属于混凝土工程技术领域，混凝土的组成为：水泥为400~450份，骨料为1670‑1720份，钢纤维为10‑20份，减水剂为1~3份，水为190~200份，骨料由石子、砂和退役复合绝缘子改性硅橡胶粉组成。进一步地，骨料中石子1153份、砂453~515份和退役复合绝缘子改性硅橡胶粉32~64份。在混凝土中掺入定量的硅橡胶粉与钢纤维，使制备的混凝土既具有硅橡胶弹性体特质，又兼顾钢纤维高强性能，使制备的高强耐久性混凝土具有强度高、韧性好、耐久性性能好等优点。

Description

一种利用退役复合绝缘子改性硅橡胶制得的高强耐久混凝土 及其制备方法
技术领域
本发明属于混凝土工程领域，具体涉及一种利用退役复合绝缘子改性硅橡胶制得的高强耐久混凝土及其制备方法。
背景技术
复合硅橡胶绝缘子属于有机材料，在电力***大量使用，长期运行会产生老化现象，严重的威胁着输变电设备的绝缘性能，从而退役产生大量的退役复合绝缘子硅橡胶，处理好废弃硅橡胶对于充分利用可再生资源、减少环境污染、改善人类的生存环境是非常重要的。
混凝土是常用的建筑施工材料，对硅橡胶处理后，将其掺混到混凝土中，既是有效利用资源，又是解决环境问题的一条新途径。但单独添加硅橡胶会造成混凝土强度降低，本发明在混凝土中掺入定量的硅橡胶粉与钢纤维，使混凝土既具有硅橡胶弹性体特质，又兼顾钢纤维高强性能，从而使制备的高强耐久性混凝土具有强度高、韧性好、耐久性能好等优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用退役复合绝缘子改性硅橡胶制得的高强耐久混凝土及其制备方法。
基于上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种退役复合绝缘子硅橡胶的改性方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将退役的复合绝缘子硅橡胶材料经回收、清洗、粉碎制得5~200目复合绝缘子硅橡胶粉；
（2）将复合绝缘子硅橡胶粉在强碱溶液中浸泡23-25小时；
（3）过滤，水洗，干燥即得。
所述强碱溶液为饱和KOH溶液或饱和NaOH溶液。
利用上述方法制得的退役复合绝缘子改性硅橡胶粉。
一种利用上述退役复合绝缘子改性硅橡胶制得的高强耐久混凝土，各原料的重量份为：水泥为400~450份，骨料为1670-1720份，钢纤维为10-20份，减水剂为1~3份，水为190~200份，骨料由石子、砂和退役复合绝缘子改性硅橡胶粉组成。
进一步地，骨料中石子1153份、砂453~515份和退役复合绝缘子改性硅橡胶粉32~64份。
水泥为PO42.5普通硅酸盐水泥。
所述砂为普通河砂。
钢纤维采用全掺式外掺入混凝土中。
所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂。
所述石子粒径≤40mm。
饱和KOH水溶液浓度为111 g/100 mL。优选地，混凝土中各原料的重量份为：水泥430份，骨料1700份，钢纤维10份，减水剂2份，水195份，骨料由石子1153份、砂515份和退役复合绝缘子改性硅橡胶粉32份组成。
所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂。
优选的，上述高强耐久混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）对石子、砂进行晾晒，使石子、砂的含水率低于2%；
（2）按照原料的份数分别对石子、砂、改性硅橡胶粉、水泥、减水剂、钢纤维进行称量；
（3）将上述原料置于搅拌机中混合均匀；
（4）将搅拌好物料倒入100×100×100mm模具，用振动台成型后，制备成相应构件；放入温度20~28℃，湿度大于90%标准养护室养护25~30天。
本发明的一种利用复合绝缘子硅橡胶、钢纤维制备的高强耐久混凝土，在混凝土中掺入定量的硅橡胶粉与钢纤维，使制备的混凝土既具有硅橡胶弹性体特质，又兼顾钢纤维高强性能，使制备的高强耐久性混凝土具有强度高、韧性好、耐久性性能好等优点。
附图说明
图1为本发明对比例1、对比例2及实施例1至5混凝土测试结果中的28d抗压强度；
图2为本发明对比例1、对比例2及实施例1至5混凝土测试结果中经过300次冻融循环后的抗压强度损失率。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。下述各实施例中所述石子粒径≤40mm。
实施例1：
一种利用退役复合绝缘子改性硅橡胶制备的高强耐久混凝土，以每立方米计，由如下重量的原料制成：
水泥：450kg，水泥为PO42.5普通硅酸盐水泥。
骨料：1720kg，骨料由石子1153kg、砂515kg和退役复合绝缘子改性硅橡胶粉52kg组成。
钢纤维：20kg，钢纤维采用全掺式外掺入混凝土中。
减水剂：1kg，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂。
水：200kg，普通实验室用水。
具体而言，所述硅橡胶粉采用饱和KOH水溶液进行改性，其改性步骤为：（1）将退役的复合绝缘子硅橡胶材料经清洗、粉碎制得5-200目复合绝缘子硅橡胶粉，将退役复合绝缘子硅橡胶粉放在饱和KOH水溶液（浓度为111 g/100 mL）中浸泡23~25小时后过滤；（2）用自来水清洗浸泡过的硅橡胶粉的表面，将清洗后的硅橡胶粉在50℃-70℃温度下烘12小时。
上述混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）对石子、砂进行晾晒，使石子、砂的含水率低于2%；
（2）按照原料的份数分别对石子、砂、改性硅橡胶粉、水泥、减水剂、钢纤维进行重量的称量；
（3）将上述原料置于搅拌机中混合均匀，得到高强耐久混凝土；
（4）将搅拌好的混凝土倒入100×100×100mm的模具，用振动台成型后得到相应构件，放入温度为25℃，湿度为95%的标准养护室养护28天。
实施例2：
一种退役复合绝缘子改性硅橡胶制备的高强耐久混凝土，与实施例1相比，不同之处在于，以每立方米计，由如下重量的原料制成：
水泥为430kg；骨料为1700kg，其中，石子质量为1153kg，砂的质量为515kg，改性硅橡胶粉质量为32kg；钢纤维为20kg；减水剂为2kg；水为195kg。
水泥为PO42.5普通硅酸盐水泥。钢纤维采用全掺式外掺入混凝土中。所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂。水为普通实验室用水。
具体而言，所述硅橡胶粉采用饱和NaOH水溶液进行改性，其改性步骤为：（1）将退役的复合绝缘子硅橡胶材料经清洗、粉碎制得5-200目复合绝缘子硅橡胶粉，将退役复合绝缘子硅橡胶粉放在饱和NaOH水溶液中浸泡23~25小时后过滤；（2）用自来水清洗浸泡过的硅橡胶粉的表面，将清洗后的硅橡胶粉在50℃-70℃温度下烘12小时。
上述混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）对石子、砂进行晾晒，使石子、砂的含水率低于2%；
（2）按照原料的份数分别对石子、砂、改性硅橡胶粉、水泥、减水剂、钢纤维进行重量的称量；
（3）将上述原料置于搅拌机中混合均匀，得到高强耐久混凝土；
（4）将搅拌好的混凝土倒入100×100×100mm的模具，用振动台成型后得到相应构件，放入温度为25℃，湿度为95%的标准养护室养护28天。
实施例3：
一种退役复合绝缘子改性硅橡胶制备的高强耐久混凝土，与实施例1相比，不同之处在于，以每立方米计，由如下重量的原料制成：
原料的加入量分别为：水泥为430kg；骨料为1670kg，其中，石子质量为1153kg，砂的质量为453kg，改性硅橡胶粉质量为64kg；钢纤维为10kg；减水剂为2kg；水为195kg。
实施例4：
一种退役复合绝缘子改性硅橡胶制备的高强耐久混凝土，与实施例1相比，不同之处在于，以每立方米计，由如下重量的原料制成：
水泥为430kg；骨料为1670kg，其中，石子质量为1153kg，砂的质量为485kg，改性硅橡胶粉质量为32kg；钢纤维为20kg；减水剂为2kg；水为195kg。
实施例5：
一种退役复合绝缘子改性硅橡胶制备的高强耐久混凝土，与实施例1相比，不同之处在于，以每立方米计，由如下重量的原料制成：
水泥为430kg；骨料为1700kg，其中，其中，石子质量为1153kg，砂的质量为515kg，改性硅橡胶粉质量为32kg；钢纤维为10kg；减水剂为2kg；水为195kg。
对比例1
和实施例5不同之处在于省略改性硅橡胶粉，得到基准混凝土。
对比例2
和实施例5不同之处在于采用未改性的普通硅橡胶粉。
根据GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》测定实施例中试件28天抗压强度，结果如图1所示，对比例1基准混凝土的抗压强度为41.7MPa，对比例2添加未改性的普通硅橡胶粉后混凝土抗压强度为42.85MPa，抗压强度提高的并不明显，实施例1，2、3、4、5制备的混凝土强度分别为51.14MPa、52.29MPa、56.3MPa、51.18MPa、56.5MPa，添加改性后的硅橡胶粉的混凝土，其抗压强度均比基准混凝土高22%以上。
根据GBT50082－2001 《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》测定实施例中试件经过300次冻融循环后的抗压强度损失率，结果如图2所示，由图可以看出，基准混凝土的抗压强度损失率为24.23%，对比例1的抗压强度损失率为23.85%，而添加改性硅橡胶粉的实施例1至5制备的混凝土的抗压强度损失率分别为16.54%、16.15%、13.08%、15.77%、12.69% ，耐久性得到显著提高。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制。对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围的均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种退役复合绝缘子硅橡胶的改性方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将退役的复合绝缘子硅橡胶材料经回收、清洗、粉碎制得5~200目复合绝缘子硅橡胶粉；
（2）将复合绝缘子硅橡胶粉在强碱溶液中浸泡23-25小时；
（3）过滤，水洗，干燥即得。
2.根据权利要求1所述退役复合绝缘子硅橡胶的改性方法，其特征在于，所述强碱溶液为饱和KOH溶液或饱和NaOH溶液。
3.利用权利要求1或2所述方法制得的退役复合绝缘子改性硅橡胶。
4.一种利用权利要求3所述退役复合绝缘子改性硅橡胶制得的高强耐久混凝土，其特征在于，各原料的重量份为：水泥400~450份，骨料1670-1720份，钢纤维10-20份，减水剂1~3份，水190~200份，骨料由石子、砂和退役复合绝缘子改性硅橡胶粉组成。
5.根据权利要求4所述高强耐久混凝土，其特征在于，以骨料总重计，骨料中石子1153份、砂453~515份和退役复合绝缘子改性硅橡胶粉32~64份。
6.根据权利要求5所述高强耐久混凝土，其特征在于，各原料的重量份为：水泥430份，骨料1700份，钢纤维10份，减水剂2份，水195份，骨料由石子1153份、砂515份和退役复合绝缘子改性硅橡胶粉32份组成。
7.根据权利要求4至6任一所述高强耐久混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂。
8.权利要求4至6任一所述高强耐久混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）对石子、砂进行晾晒，使石子、砂的含水率低于2%；
（2）按照原料的份数分别对石子、砂、改性硅橡胶粉、水泥、减水剂、钢纤维进行称量；
（3）将上述原料置于搅拌机中混合均匀，制备成相应构件；
（4）将制备好构件放入温度20~28℃，湿度大于90%标准养护室养护25~30天。
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