一种废弃橡胶水泥土的制备方法

1.本发明涉及土体加固技术领域，具体是一种废弃橡胶水泥土的制备方法。


背景技术：

2.随着汽车行业的迅速发展，带来大量轮胎的报废，在一些发展中国家，大量的废旧轮胎的处理方式仍是以露天堆存、焚烧和填埋为主，造成严重的环境污染和空间资源的浪费。废弃轮胎的利用途径之一是将其破碎为废弃橡胶颗粒，再添加到水泥基材料中，由于废弃橡胶颗粒具备高弹性、轻质、耐腐蚀等优点，可用于弥补水泥基材料在延性、耐疲劳性和抗冲击性等方面的不足。
3.作为一种土体加固技术，水泥土被广泛应用在地基加固和边坡稳定等工程中，但其存在延性低和抗冲击性弱等缺点，因此，将废弃橡胶颗粒掺入水泥土中，制备成废弃橡胶水泥土，不仅可以改善水泥土性能的缺点，也可为废弃橡胶颗粒的利用提供新的途径。
4.在制备废弃橡胶水泥土试样时，需要将干土、干土所需的水、水泥、水泥所需的水、橡胶等五种材料拌和在一起，因此，拌和顺序和相关工艺流程对制备出的废弃橡胶水泥土试样的性能具有重要影响，目前，针对废弃橡胶水泥土制备方法的主要研究成果如下：
5.(1)在中国专利申请公开说明书cn101519293 a中，公布了一种橡胶水泥土及其制备方法，包括以下步骤：
6.①
检测废橡胶的密度、比重、压缩特性及含胶量，确定废橡胶的重量及弹性；
7.②
根据工程的需要和废橡胶的自重、弹性，确定废橡胶需加工的粒径；
8.③
按废橡胶颗粒：水泥：水：砂的重量百分比为1-2.5:1:0.3-0.5:0-1，混合均匀；即制得橡胶水泥土。
9.(2)在四川大学学报(工程科学版)2010年第42卷第2期出版的学术论文《橡胶水泥土强度特性与机理研究》中，公布了一种橡胶水泥土的制备方法，包括以下步骤：
10.①
将试验土料放入烘干机中进行烘干，将烘干后的粉质粘土用磙子碾碎，然后用直径2mm的筛子进行过筛，再烘干后备用；
11.②
量取橡胶水泥土所需的水泥、橡胶粉和粉质粘土，将水泥、粉质粘土和橡胶粉干料放在橡胶盆里搅拌充分，向干搅拌的混合物中加入定量的水再进行充分搅拌；
12.③
拌合均匀后，将搅拌好的混合物装入各试模，分三层击实。
13.在上述公布的两种橡胶水泥土的制备方法中，均采用常规的依次投料方法，并未针对废弃橡胶水泥土进行制备方法优化方面的研究。鉴于此，需要发明一种废弃橡胶水泥土的制备方法，实现通过优化加料顺序和相关工艺流程以提高废弃橡胶水泥土强度的目的。


技术实现要素：

14.本发明的目的是为了提出一种废弃橡胶水泥土的制备方法，利用该方法，能够实现通过优化加料顺序和相关工艺流程以提高废弃橡胶水泥土强度的目的。本发明具有方法
简单、操作方便等特点。
15.为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
16.一种废弃橡胶水泥土的制备方法，包括以下步骤：
17.第一步，将原状土经烘干和粉碎处理后，过2mm筛网，得到干土，并测得土的最优含水率；
18.第二步，称取15％干土质量的水泥，将干土与水泥拌和均匀，然后按土的最优含水率将水加入干土和水泥的混合物中，并拌和均匀；
19.第三步，称取2.5％干土质量的废弃橡胶颗粒，将其加入第二步得到的拌合物中，并拌和均匀；
20.第四步，将第三步得到的拌合物静置15min；
21.第五步，按照水泥质量的50％称取水，将其加入第四步得到的拌合物中，并拌和均匀，即可得到所需的废弃橡胶水泥土。
22.上述方法中，所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥；所述废弃橡胶颗粒的粒径为5目。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果：
24.本发明提出的一种废弃橡胶水泥土的制备方法，能够在不改变干土、水泥、水和废弃橡胶颗粒之间比例的前提下，通过优化加料顺序和相关工艺流程，就能够实现提高废弃橡胶水泥土强度的目的，具有较好的工程应用前景。
附图说明
25.图1是本发明的一种废弃橡胶水泥土的制备方法流程图；
26.图2是实施例1中对比方法一的流程图；
27.图3是实施例1中对比方法二的流程图；
28.图4是实施例1中对比方法三的流程图；
29.图5是实施例1中对比方法四的流程图；
30.图6是实施例1中对比方法五的流程图；
31.图7是实施例1中对比方法六的流程图；
32.图8是实施例1中对比方法七的流程图；
33.图9是实施例1中对比方法八的流程图；
34.图10是实施例1中对比方法九的流程图；
35.图11是实施例1中对比方法十的流程图；
36.图12是不同制备方法得到的废弃橡胶水泥土试样的无侧限抗压强度。
具体实施方式
37.以下将结合附图和具体实施例对本发明专利做进一步的详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.实施例1：
39.如图1～图12是本发明的一种废弃橡胶水泥土的制备方法以及对比方法一、对比方法二、对比方法三、对比方法四、对比方法五、对比方法六、对比方法七、对比方法八、对比方法九和对比方法十的流程图。图12是不同制备方法得到的废弃橡胶水泥土试样的无侧限抗压强度。
40.原材料为黏土，经烘干粉碎后，过2mm的筛网，得到干土，并测得最优含水率为18％；水泥为42.5级普通硅酸盐水泥，废弃橡胶颗粒的粒径为5目，水泥掺量和橡胶掺量分别为干土质量的15％和2.5％。
41.本发明提出的一种废弃橡胶水泥土的制备方法：
42.第一步，将干土与水泥拌和均匀，然后按最优含水率18％将水加入干土和水泥的混合物中，并拌和均匀；
43.第二步，将废弃橡胶颗粒加入第一步得到的拌合物中，并拌和均匀；
44.第三步，将第二步得到的拌合物静置15min；
45.第四步，按照水泥质量的50％称取水，将其加入第三步得到的拌合物中，并拌和均匀，即可得到所需的废弃橡胶水泥土混合料，将混合料分多次加入直径39.1mm，高度80mm的模具中，制备出废弃橡胶水泥土试样，按标准养护的方法养护28d，然后开展无侧限抗压强度试验，得到废弃橡胶水泥土试样的无侧限抗压强度。
46.对比方法一：
47.第一步，按最优含水率18％将水加入干土中，并拌和均匀，制备出湿土，密封保存24h；
48.第二步，将废弃橡胶颗粒加入湿土中，并拌合均匀；
49.第三步，将水泥加入第二步得到的拌合物中，并拌和均匀；
50.第四步，按照水泥质量的50％称取水，将其加入第三步得到的拌合物中，并拌和均匀，即可得到所需的废弃橡胶水泥土混合料，将混合料分多次加入直径39.1mm，高度80mm的模具中，制备出废弃橡胶水泥土试样，按标准养护的方法养护28d，然后开展无侧限抗压强度试验，得到废弃橡胶水泥土试样的无侧限抗压强度。
51.对比方法二：
52.第一步，按最优含水率18％将水加入干土中，并拌和均匀，制备出湿土，密封保存24h；
53.第二步，将废弃橡胶颗粒加入湿土中，并拌合均匀；
54.第三步，将水泥加入第二步得到的拌合物中，并拌和均匀；
55.第四步，将第三步得到的拌合物静置15min；
56.第五步，按照水泥质量的50％称取水，将其加入第四步得到的拌合物中，并拌和均匀，即可得到所需的废弃橡胶水泥土混合料，将混合料分多次加入直径39.1mm，高度80mm的模具中，制备出废弃橡胶水泥土试样，按标准养护的方法养护28d，然后开展无侧限抗压强度试验，得到废弃橡胶水泥土试样的无侧限抗压强度。
57.对比方法三：
58.第一步，按最优含水率18％将水加入干土中，并拌和均匀，制备出湿土，密封保存24h；
59.第二步，将水泥加入湿土中，并拌合均匀；
60.第三步，将废弃橡胶颗粒加入第二步得到的拌合物中，并拌和均匀；
61.第四步，按照水泥质量的50％称取水，将其加入第三步得到的拌合物中，并拌和均匀，即可得到所需的废弃橡胶水泥土混合料，将混合料分多次加入直径39.1mm，高度80mm的模具中，制备出废弃橡胶水泥土试样，按标准养护的方法养护28d，然后开展无侧限抗压强度试验，得到废弃橡胶水泥土试样的无侧限抗压强度。
62.对比方法四：
63.第一步，按最优含水率18％将水加入干土中，并拌和均匀，制备出湿土，密封保存24h；
64.第二步，将水泥加入湿土中，并拌合均匀；
65.第三步，将废弃橡胶颗粒加入第二步得到的拌合物中，并拌和均匀；
66.第四步，将第三步得到的拌合物静置15min；
67.第五步，按照水泥质量的50％称取水，将其加入第四步得到的拌合物中，并拌和均匀，即可得到所需的废弃橡胶水泥土混合料，将混合料分多次加入直径39.1mm，高度80mm的模具中，制备出废弃橡胶水泥土试样，按标准养护的方法养护28d，然后开展无侧限抗压强度试验，得到废弃橡胶水泥土试样的无侧限抗压强度。
68.对比方法五：
69.第一步，将干土与废弃橡胶颗粒拌和均匀，然后按最优含水率18％将水加入干土和废弃橡胶颗粒的混合物中，并拌和均匀，密封保存24h；
70.第二步，将水泥加入第一步得到的拌合物中，并拌合均匀；
71.第三步，按照水泥质量的50％称取水，将其加入第二步得到的拌合物中，并拌和均匀，即可得到所需的废弃橡胶水泥土混合料，将混合料分多次加入直径39.1mm，高度80mm的模具中，制备出废弃橡胶水泥土试样，按标准养护的方法养护28d，然后开展无侧限抗压强度试验，得到废弃橡胶水泥土试样的无侧限抗压强度。
72.对比方法六：
73.第一步，将干土与废弃橡胶颗粒拌和均匀，然后按最优含水率18％将水加入干土和废弃橡胶颗粒的混合物中，并拌和均匀，密封保存24h；
74.第二步，将水泥加入第一步得到的拌合物中，并拌合均匀；
75.第三步，将第二步得到的拌合物静置15min；
76.第四步，按照水泥质量的50％称取水，将其加入第三步得到的拌合物中，并拌和均匀，即可得到所需的废弃橡胶水泥土混合料，将混合料分多次加入直径39.1mm，高度80mm的模具中，制备出废弃橡胶水泥土试样，按标准养护的方法养护28d，然后开展无侧限抗压强度试验，得到废弃橡胶水泥土试样的无侧限抗压强度。
77.对比方法七：
78.第一步，将干土与废弃橡胶颗粒拌和均匀，然后按最优含水率18％将水加入干土和废弃橡胶颗粒的混合物中，并拌和均匀；
79.第二步，将水泥加入第一步得到的拌合物中，并拌合均匀；
80.第三步，按照水泥质量的50％称取水，将其加入第二步得到的拌合物中，并拌和均匀，即可得到所需的废弃橡胶水泥土混合料，将混合料分多次加入直径39.1mm，高度80mm的模具中，制备出废弃橡胶水泥土试样，按标准养护的方法养护28d，然后开展无侧限抗压强
度试验，得到废弃橡胶水泥土试样的无侧限抗压强度。
81.对比方法八：
82.第一步，将干土与废弃橡胶颗粒拌和均匀，然后按最优含水率18％将水加入干土和废弃橡胶颗粒的混合物中，并拌和均匀；
83.第二步，将水泥加入第一步得到的拌合物中，并拌合均匀；
84.第三步，将第二步得到的拌合物静置15min；
85.第四步，按照水泥质量的50％称取水，将其加入第三步得到的拌合物中，并拌和均匀，即可得到所需的废弃橡胶水泥土混合料，将混合料分多次加入直径39.1mm，高度80mm的模具中，制备出废弃橡胶水泥土试样，按标准养护的方法养护28d，然后开展无侧限抗压强度试验，得到废弃橡胶水泥土试样的无侧限抗压强度。
86.对比方法九：
87.第一步，将干土与水泥拌和均匀，然后按最优含水率18％将水加入干土和水泥的混合物中，并拌和均匀；
88.第二步，将废弃橡胶颗粒加入第一步得到的拌合物中，并拌和均匀；
89.第三步，按照水泥质量的50％称取水，将其加入第二步得到的拌合物中，并拌和均匀，即可得到所需的废弃橡胶水泥土混合料，将混合料分多次加入直径39.1mm，高度80mm的模具中，制备出废弃橡胶水泥土试样，按标准养护的方法养护28d，然后开展无侧限抗压强度试验，得到废弃橡胶水泥土试样的无侧限抗压强度。
90.对比方法十：
91.第一步，将干土、废弃橡胶颗粒与水泥拌和均匀，然后按最优含水率18％将水加入干土、废弃橡胶颗粒和水泥的混合物中，并拌和均匀；
92.第二步，按照水泥质量的50％称取水，将其加入第一步得到的拌合物中，并拌和均匀，即可得到所需的废弃橡胶水泥土混合料，将混合料分多次加入直径39.1mm，高度80mm的模具中，制备出废弃橡胶水泥土试样，按标准养护的方法养护28d，然后开展无侧限抗压强度试验，得到废弃橡胶水泥土试样的无侧限抗压强度。
93.从图12可以看出，按照本发明的制备方法所制备的废弃橡胶水泥土试样的无侧限抗压强度(5.79mpa)明显高于对比方法一(2.29mpa)、对比方法二(2.31mpa)、对比方法三(1.48mpa)、对比方法四(1.96mpa)、对比方法五(1.55mpa)、对比方法六(1.46mpa)、对比方法七(2.69mpa)、对比方法八(2.74mpa)、对比方法九(3.47mpa)、对比方法十(3.12mpa)。