【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水泥基建筑材料，尤其是涉及一种耐高温橡胶混凝土及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，随着工业化和城市化的发展，全球迎来汽车行业的迅速发展和玻璃制品的巨大制造量，因而产生的废弃橡胶轮胎和废弃玻璃的数量也越来越多。
2、目前，废旧橡胶轮胎和废弃玻璃的再生利用率较低，其中的大部分都被掩埋、焚烧，造成极大的资源浪费和严重的环境污染，如何对废弃橡胶轮胎和废弃玻璃进行二次回收利用成为研究者亟须解决的问题。
3、回收废旧汽车橡胶轮胎和废弃玻璃作为替代骨料制造混凝土可以实现其再利用，具有一定的环境效益和经济效益，同时能够在一定程度上解决建筑材料稀缺的问题。
4、将橡胶颗粒加入混凝土中可以得到具备良好韧性和延性的橡胶混凝土，但随着橡胶颗粒掺量的增加，橡胶混凝土弯曲性能提升的同时也会带来强度的降低，影响其在建筑结构中的使用，因此需对其强度提升进一步考虑。
5、高强混凝土具有极高的密实度，这使得其在高温下容易由于蒸汽压作用和热梯度影响下，发生高温爆裂，影响混凝土的强度和耐久性，在现代建筑火灾频发的社会环境下，对混凝土耐高温性能进行研究具有重要意义。
6、相变材料在建筑材料领域具有广阔的应用前景，一方面，将相变材料加入到混凝土材料不但可以有效地降低能源的消耗和减小空气调节系统的规模，而且还能控制室内温度在一定的小范围波动，从而改善舒适度，拥有绿色节能的应用前景。
7、另一方面，相变材料可有效解决混凝土内部水化反应热过高时导致混凝土结构开裂的问题。
8、当混
9、然而，相变材料的加入同样会引起混凝土强度的降低。
技术实现思路
1、为克服现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种耐高温橡胶混凝土及其制备方法，通过采用石英砂作为骨料，不添加粗骨料，叠加玻璃砂、玻璃粉、聚丙烯纤维、改性钢纤维和相变材料，并对胶凝材料进行调配，制备具有绿色环保、高强度、耐高温特性的橡胶混凝土。
2、具体的，本专利技术耐高温橡胶混凝土，由以下原料组成：水泥600-900重量份，粉煤灰120-250重量份，硅灰90-200重量份，稻壳灰50-100重量份，石英砂400-735重量份，水230-260重量份，20-40目橡胶颗粒40-100重量份，玻璃砂100-160重量份，玻璃粉70-100重量份，高效减水剂9-17重量份，聚丙烯纤维体积掺量为0.8-1%，改性钢纤维体积掺量为1-2%，相变材料体积掺量为2-5%。
3、优选的，所述改性钢纤维制备方法为：用砂纸沿钢纤维长度方向打磨10-15次，随后采用溶胶-凝胶法，使钢纤维表面包裹纳米二氧化硅薄膜。
4、优选的，所述相变材料由陶粒-石蜡相变材料、石墨-聚乙烯醇相变材料、al-si合金粉按体积比1:1:1配合而成。
5、优选的，所述水泥为等级42.5或52.5的普通硅酸盐水泥。
6、优选的，所述粉煤灰为一级粉煤灰，更优选的，粉煤灰密度为2490kg/m3，含水率小于0.5%，粉煤灰可有效填充混凝土中的孔隙，使得玻璃混凝土的强度显著提高。
7、优选的，所述硅灰平均粒径在0.1-0.3μm，硅灰可促进混凝土中的火山灰反应，反应生成c-s-h凝胶，提高混凝土的强度和耐久性能。
8、本专利技术采用水泥作为主要胶凝材料，添加粉煤灰、硅灰等作为活性掺合料，工业固废的加入可降低混凝土成本，实现废弃物再利用，粉煤灰和硅灰主要起到活性作用，本专利技术研究表明，为提高橡胶混凝土的力学性能和耐高温性能，本专利技术添加相变材料和复合纤维后混凝土浆料匀质性较差，玻璃砂的加入更加导致混凝土容易板结，对此，本专利技术通过大量试验，在掺合料中添加稻壳灰，并添加部分细颗粒玻璃粉，从而使得混凝土匀质性提高，可成型性能优良。
9、优选的，所述石英砂粒径为0.2-1mm。
10、优选的，所述玻璃砂粒径为1.5-2mm，玻璃砂的添加降低了橡胶混凝土的密度，提高橡胶颗粒的抗浮性能和在混凝土中的分散性，并且玻璃砂可利用废弃玻璃破碎制得，实现废弃玻璃的回收利用，减少环境污染，但其容易导致橡胶混凝土浆料板结，本专利技术经过大量试验，通过添加稻壳灰和玻璃粉得以解决。
11、优选的，所述玻璃粉粒径小于0.075mm，玻璃粉的掺入可提高颗粒的流动性，对混凝土的孔隙具有填充作用，有利于改善橡胶混凝土的微结构，同时玻璃粉能够促进火山灰反应，使得浆体基质更加致密，并提高混凝土的断裂能，加强纤维和基质之间的结合，提高橡胶混凝土在高温下的力学性能，此外，玻璃粉的添加能够抑制玻璃砂充当骨料而造成的碱-硅酸反应，避免混凝土由于碱-硅酸反应膨胀发生变形、开裂、强度下降等病变行为，提高混凝土的耐久性，此外，玻璃粉协同硅灰可在高温下各个阶段对混凝土的强度提升发挥作用，20℃-400℃时玻璃粉可将部分ca(oh)2转化为c-s-h凝胶并促进水泥水化反应的进行，该反应在300-400℃左右可达到强度峰值；400℃-600℃由部分玻璃粉仍可以与氢氧化钙反应，此温度段下混凝土强度下降比未掺入玻璃粉的普通混凝土强度下降慢；600℃-900℃高温条件下，玻璃粉由固相转化为液相，将填补裂缝并使得混凝土孔隙率降低，提高橡胶混凝土力学强度。
12、优选的，所述高效减水剂为萘系减水剂、聚羧酸减水剂的至少一种。
13、优选的，所述聚丙烯纤维长度12-15mm，直径为0.021-0.031mm，聚丙烯纤维在120℃左右的温度下熔化产生通道，可改善高温情况下混凝土的渗透性，使火灾引起的蒸汽压更容易消散，降低了孔隙压力，加入聚丙烯纤维的橡胶混凝土可以有效避免高温爆炸剥落现象，提高了橡胶混凝土的耐高温性能。
14、优选的，所述改性钢纤维长度为13-15mm，直径为0.12-0.18mm，抗拉强度大于2.8gpa。更优选的，所述改性钢纤维的制备方法为：首先进行物理处理，用180目砂纸沿纤维长度方向打磨10-15次。
15、然后进行化学处理，用氢氧化钠溶液或浓硝酸清洗钢纤维表面，去除杂质，随后用去离子水冲洗钢纤维至ph值约为7并风干备用，然后制备表面处理剂，使用1000ml无水乙醇作为溶剂，向其中加入80ml质量分数为1%的原硅酸乙酯和十六烷基三甲基溴化铵，随后将处理过的钢纤维加入到表面处理剂中，添加40ml氨水，超声分散30min，再进行45℃水浴12h，拿出钢纤维后用去离子水冲洗干净，在60℃下干燥完成制备，改性钢纤维提高了钢纤维与水泥基体的界面结合能力，同时，纳米二氧化硅薄膜可提高钢纤维在高温下的稳定性，减弱了钢纤维在高温下的劣化，增强了混凝土的抗拉强度；改性钢纤维的加入还可改善混凝土的收缩避免产生裂缝，提高混凝土的工作性能，具有多种优点。
16、本专利技术通过采用聚丙本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐高温橡胶混凝土，其特征在于，由以下原料组成：
2.根据权利要求1所述耐高温橡胶混凝土，其特征在于，所述水泥为等级42.5或52.5的普通硅酸盐水泥，所述粉煤灰为一级粉煤灰，所述硅灰平均粒径在0.1-0.3μm。
3.根据权利要求1所述耐高温橡胶混凝土，其特征在于，所述石英砂粒径为0.2-1mm。
4.根据权利要求1所述耐高温橡胶混凝土，其特征在于，所述玻璃砂粒径为1.5-2mm，所述玻璃粉粒径小于0.075mm。
5.根据权利要求1所述耐高温橡胶混凝土，其特征在于，所述聚丙烯纤维长度12-15mm，直径为0.021-0.031mm。
6.根据权利要求1所述耐高温橡胶混凝土，其特征在于，所述改性钢纤维长度为13-15mm，直径为0.12-0.18mm，抗拉强度大于2.8GPa。
7.根据权利要求1所述耐高温橡胶混凝土，其特征在于，所述陶粒-石蜡相变材料制备方法为：将陶粒烘干，置于真空罐，加入过量石蜡吸附至饱和后，将陶粒取出吹干，并在表面喷涂海藻酸钠溶液，后浸于CaCl2溶液后，过滤干燥即得；所述石墨-
8.根据权利要求7所述耐高温橡胶混凝土，其特征在于，烘干采用红外干燥箱。
9.根据权利要求1-8任一项所述耐高温橡胶混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述耐高温橡胶混凝土的制备方法，其特征在于，步骤5）养护采用标准养护。
...【技术特征摘要】
1.一种耐高温橡胶混凝土，其特征在于，由以下原料组成：
2.根据权利要求1所述耐高温橡胶混凝土，其特征在于，所述水泥为等级42.5或52.5的普通硅酸盐水泥，所述粉煤灰为一级粉煤灰，所述硅灰平均粒径在0.1-0.3μm。
3.根据权利要求1所述耐高温橡胶混凝土，其特征在于，所述石英砂粒径为0.2-1mm。
4.根据权利要求1所述耐高温橡胶混凝土，其特征在于，所述玻璃砂粒径为1.5-2mm，所述玻璃粉粒径小于0.075mm。
5.根据权利要求1所述耐高温橡胶混凝土，其特征在于，所述聚丙烯纤维长度12-15mm，直径为0.021-0.031mm。
6.根据权利要求1所述耐高温橡胶混凝土，其特征在于，所述改性钢纤维长度为13-15mm，直径为0.12-0.1...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟洋嘉，张耀，熊阮翔，杨雨濛，赵维刚，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：
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