[发明专利]一种掺有橡胶的透水水泥混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种掺有橡胶的透水水泥混凝土及其制备方法，其中混凝土按重量份数计，包括以下组分：废旧橡胶颗粒160‑480份；水泥360‑500份；水90‑125份；乳胶10‑20份；硅灰15‑30份；玄武岩纤维5‑15份；减水剂3‑4份；其中，集料为玄武岩，粒径范围在5‑10mm，废旧橡胶颗粒粒径范围在1‑3mm，且使用硅烷偶联剂进行改性处理。本发明制得的掺有橡胶的透水水泥混凝土具有满足人行道使用需求的路用强度；且能够回收利用废旧橡胶材料，使路面具有一定柔性；其多孔结构也能保证材料具有良好的透水性能，是一种环境友好型材料。

技术领域

本发明属于水泥混凝土路面材料领域，涉及一种兼具橡胶混凝土和透水混凝土特点的、主要用在人行道面的多孔半柔性橡胶透水混凝土材料及其制备方法。

背景技术

根据相关资料显示，近年来，平均每年全世界有十五亿条轮胎报废，中国作为用车大国，每年产生的废旧轮胎数量已突破3亿条，而且在以每年10％的速度不断增加，而废旧橡胶的处置一直是一大难题，目前我国主要通过燃烧处理废料，显然这会导致大量的空气污染，而化学分解等方法效率又不够高，因此橡胶混凝土自上世纪八十年代末期开始得到了国内外学者的关注，通过将橡胶颗粒掺入水泥混凝土中，可以提高混凝土的耐久性能，改善混凝土的使用性能，同时也能够有效回收利用由于大量用车而随之产生的废旧橡胶，带来一定的环保效益和一定的经济效益。废旧橡胶颗粒的加入对强度会产生显著的负面效应，掺入量越大，强度降低越多；而通过使用硅烷偶联剂等试剂对橡胶颗粒进行改性处理后，能够显著改善材料之间的粘结性能，能够提升强度；而橡胶的加入能够提升材料的抗冲击性能，目前已经将其应用在了人行道、停车场、铁路枕木等结构中。

另一方面，传统的水泥混凝土缺乏透水性和透气性，因其既不能捕捉雨水，也不能使雨水过滤至地下，因此会造成城市的热岛效应、水侵蚀和水质恶化等环境问题，对城市的生态环境有很大的负面效应。为了解决这一问题，国内外学者开发出了透水混凝土，这种混凝土具有特殊的级配设计，能够允许雨水经过自身从而补给地下水，并且能够减少暴雨时的地表径流，从而能够提高城市水质、提高路面抗滑性能，而且还有降低结构自重，吸收噪音等其他的额外优势。因此透水混凝土是一种环境友好型材料，而且与目前国家所倡导的“海绵城市”的发展目标相适应。

综合上述两方面，含有废旧橡胶颗粒的透水水泥混凝土，即橡胶透水混凝土是一种非常具有发展潜力的新型材料，这种材料兼具橡胶混凝土和透水混凝土的优点，不仅能够回收利用废旧橡胶，减少橡胶产生的污染，并且橡胶的掺入也能减轻混凝土的自重，赋予材料一定柔性而且能够满足透水混凝土透水、透气的使用要求，因此是一种更加优秀的环境友好型材料。

目前橡胶透水混凝土属于一个新的领域，研究成果较少，相对成熟的研究结果是由土耳其的Mehmet Gesoglu和Erhan Güneyisi等人得出的，他们采用10-12.5mm的单一尺寸的粗骨料和强度等级为42.5R的硅酸盐水泥，向其中分别加入不同细度的、掺量为10％和20％的轮胎条、橡胶末和细橡胶末，对这些试件的抗压强度，劈裂强度、透水系数、弹性模量、断裂能和特征长度等参数进行了测试，最终发现橡胶混凝土具有较低的强度，最低的一组抗压强度达到了6.45MPa；加入橡胶颗粒能够使混凝土的脆性行为显著降低，提高了材料的韧性；也有满足路用性能需求的透水系数，能够保证将雨水及时排入地面。最终建议将这种材料使用在停车场、人行道和路肩等轻交通地区。

目前这种橡胶透水混凝土的主要问题是强度不足，废旧橡胶颗粒的加入严重影响了材料强度，在实际使用过程中不能满足路面的强度要求。

发明内容

发明目的：针对目前橡胶透水混凝土材料强度不足的问题，本发明通过加入多种增强剂并对橡胶颗粒进行改性处理，提供了一种新的掺有橡胶的透水水泥混凝土及其制备方法。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：