Нанесение резиновой крошки на бетон: Технология нанесения резиновой крошки на бетон

Содержание

Укладка покрытия из резиновой крошки

Главная » Укладка покрытия из резиновой крошки

Покрытия из резиновой крошки стали применяться в России, по строительным меркам, совсем недавно. Но есть информация о надежной эксплуатации покрытий, которые уложены в начале 2000-х годов. Технология укладки покрытия из резиновой крошки во многом похожа на укладку бетонной стяжки для бесшовных покрытий и укладку тротуарной плитки — для резиновой плитки.

Общие требования к основанию

Различают два типа основания для укладки: асфальтное или бетонное твердое основание и насыпное из гравия и/или песка. Технологии подготовки основы, при небольших площадях, не требует специализированной техники большой мощности или специализации и доступны для самостоятельного исполнения.

Подготовка твердого основания

Подготовка поверхности твердого основания одинакова для бесшовного и плиточного покрытия. Общие требования к поверхности твердого основания под монтаж покрытия из резиновой крошки:

  • Влажность поверхности основания не должна превышать 80%.
  • Температура основания и воздуха не ниже 5° С.

 

Выравнивание основания

Асфальтное покрытие почти не требует выравнивания, если положено профессионально, но может потребоваться фрезерование отдельных выступов или заливки ям асфальтобитумной смесью с добавлением цемента. Бетонное основание при небольших дефектах шлифуют или при больших — делают стяжку. При подготовке поверхности на открытом воздухе без навеса следует предусматривать возможность дренажа, для чего делается уклон ~ 2° в сторону дренажного водоотвода.  

 

Очистка основания

Удаление любых загрязнений и пыли — это обязательная и важная технологическая операция, т.к. адгезия грунтовки (праймера) или клеевой основы резко снижается.

 

Грунтование основания

Основание со стяжкой или асфальт грунтуют полиуретановым клеем или рекомендованным производителем составом перед монтажом покрытия. Ровное бетонное основание без новой стяжки для нагруженных площадок рекомендуется грунтовать грунтовками глубокого проникновения, а затем клеевым составом. Грунтовка наносится валиком на площади, которая удобна для последующей работы, если не планируется её полное высыхание.

Подготовка насыпного основания

Насыпное основание на открытой площадке является бюджетным решением, т.к. большинство задач решается с помощью малоразмерной техники для грунтовых работ и типового автотранспорта. Многослойное насыпное основание (предпочтительный вариант) состоит из:

  • Грунтового основания (слоя), которое получается при заглублении на высоту планируемого покрытия с учетом высоты остальных слоев. Следует предусмотреть уклон 2…5° в сторону дренажной канавы.
  • Слоя щебня с размерами фракций 20…60 мм и толщиной порядка 100 мм.
  • Слоя мелкого щебня (отсева) или песка с добавлением цемента. Толщина слоя 50…70 мм. Применение песка предпочтительней, т.к. мелкая фракция песка обеспечивает лучшее заполнение пустот в переходном слое и образование связки цемента с песком.

В ходе производства работ по подготовке насыпного основания обязательно выполняется уплотнение предыдущего слоя.

 

Укладка плитки

Укладка плитки возможна на оба типа основания. На твердое основание плитка укладывается на клеевую основу, которая удерживает плитку от перемещения. При укладке на твердую основу плитку можно прокатывать тяжелым валком и простукивать киянкой для выбирания зазоров между плитами. Следует выдерживать общие требования к влажности и температуре основания.

 

На насыпное основание укладывается плитка со штифтовыми соединителями, плитка с фигурными выступами или краями типа пазл. При укладке плитки на насыпную основу её простукивают киянкой для плотного прилегания плитки к несущему слою и друг к другу. Работа требует некоторых навыков и аккуратности.

 

Укладка бесшовного покрытия

Работы по монтажу бесшовного покрытия требуют определенной квалификации и оборудования, и если площадь покрытия превышает порядка 20 кв. м, то возникают трудности технического и организационного характера. Технологии укладки двухслойного резинового покрытия (мелкий или окрашенный верхний слой) доступны только профессионалам. Это не относится к покрытиям типа ленточное, которое укладывают на отмостках вокруг зданий, пандусах, узких дорожках и т.п.

 

Видео укладки бесшовного покрытия

Типовые операции:

  • Приготовление смеси в миксере (бетономешалке). Соблюдение рецептуры обязательно.
  • Укладка смеси на основание.
  • Выравнивание слоя с помощью доступных инструментов.
  • Уплотнение покрытия с помощью прикаточного (тяжелого) и корректирующего (легкого) катков. Поверхности катков регулярно протирают жидкостью, предупреждающей налипание кусочков резины из слоя резино-клеевой смеси.

Частичная полимеризация при температуре воздуха 15…20° С, когда станет невозможным выравнивание, происходит через 4…6 часов. Полное затвердение происходит через двое суток.

Компания ЭкоРезина производит резиновую крошку и плитку на собственном оборудовании. Так же, компания имеет опыт в проведении монтажа резинового покрытия всех типов. Эти обстоятельства позволяют нам предложить своим клиентам дополнительные бонусы в случае заказа покрытия «под ключ» и бесплатные рекомендации покупателям сырья и продукции нашего производства.

Технология укладки покрытия из резиновой крошки

1. Подготовка поверхности.

Покрытие обычно наносится на бетонное, асфальтовое или деревянное основание. Для обеспечения высокой адгезии покрытия, основание очищают от грязи, пыли, удаляют участки бетона и асфальта, подвергшиеся разрушению. Бетонную поверхность подвергают шлифовке с целью удаления цементного молока, слоя железнения. Шлифовку бетона осуществляют по сухому или слегка влажному основанию, затем пыль удаляют пылесосом. Необходимо исключить прилипание мокрой пыли к основанию во время шлифовки. Если покрытие делается на улице, желательно обеспечить небольшой уклон основания для воды. Перед нанесением покрытия основание должно быть чистым, сухим, слегка шероховатым. Работы на открытом воздухе желательно проводить при температуре не ниже +5°С и в сухую погоду.

2. Грунтование.

Для обеспечения хорошего сцепления основания и покрытия, подготовленное согласно п.1 основание грунтуют. Применяется для пропитки, упрочнения, обеспыливания, увеличения ударной и химической стойкости бетонного основания. В качестве грунта используют грунтовку на основе полиуретанового связующего. Пропитку бетона на 4-6 мм осуществляют смесью полиуретанового связующего и органического растворителя (скипидар) в пропорции 1:1 с интервалом 6-8 часов. Расход грунтовки 0,2 кг/м

2.

3. Укладка покрытия.

В бетономешалке либо вручную готовят смесь следующего состава (из расчета на 1 м2 при толщине покрытия 10 мм):

  • крошка резиновая – 6-7 кг
  • полиуретановое связующее – 1,5-1,75 кг (25% от массы крошки)
  • пигмент (при необходимости) — 0,3кг

При укладке покрытия в два слоя второй слой обычно укладывают через сутки, чтобы была возможность перемещаться по уже уложенному покрытию.

ВНИМАНИЕ! В зависимости от качества крошки и конкретных требований к покрытию состав смеси может меняться.

Приготовленная смесь выкладывается на загрунтованное основание, разравнивается раклями и прикатывается валиком, смазанным антиадгезивом (мыльный раствор, скипидар и.т.д.). В течение суток воздействие атмосферных осадков недопустимо!!! При температуре 20°С и относительной влажности воздуха 80% покрытие отверждается до пешеходной нагрузки за одни сутки. Эксплуатация в полном объеме — через одну неделю. Скорость отверждения покрытия тем выше, чем выше температура и относительная влажность воздуха.

сфера применения, преимущества, основные этапы

Резиновая крошка представляет интерес благодаря широкой сфере применения. Она обладает множеством положительных свойств, которые делают этот материал предпочтительным при укладке покрытий. Прежде всего, ее часто используют при создании покрытий на спортивных и детских площадках, а также в промышленности. На основе этого материала создаются наливные, плиточные и рулонные покрытия.

Резиновое покрытие

Если рассматривать структуру резиновой крошки, то ее основу образуют гранулы разной формы, сырьем для которых является порошкообразная и переработанная автомобильная резина, обладающая той же молекулярной структурой, которая характерна и для исходного материала.

Чтобы изготовить высококачественное покрытие, в ее состав вводят связующее, включающее в себя полиуретан. Благодаря ему материал способен демонстрировать высокую эластичность и способен прочно держаться на основании. Применение подобного материала позволяет создавать надежные, упругие и долговечные покрытия из резиновой крошки.

В продаже этот материал представлен в виде рулонов или плиток. Разнообразием отличается резиновая крошка и в плане цветовых решений, что обусловлено наличием в составе соответствующих красителей. Создаваемые с помощью этого материала покрытия характеризуются наличием неровной поверхности, что делает их устойчивым к скольжению. Подобное покрытие может эксплуатироваться при любых погодных условиях, поскольку на поверхности не скапливается грязь и вода.

Сфера применения

Покрытие из резиновой крошки востребовано благодаря таким своим качествам, как антискольжение, травмобезопасность, стойкость, что обусловило ее распространение при сооружении:
  • спортзалов, стадионов, теннисных кортов;
  • детских площадок;
  • объектов животноводства.

Помимо этого, рассматриваемый материал получил распространение и во многих областях промышленности. Резиновая крошка является востребованным сырьем для нефтяных производств, где на ее основе создаются смеси, используемые при работе скважин. Также она присутствует среди компонентов, используемых для изготовления спортивного инвентаря, а также разнообразной резинотехнической продукции.

Покрытие из резиновой крошки отличается отсутствием швов, что обусловило ее широкое распространение в гражданском и дорожном строительстве. Этот материал является компонентом, присутствующим в составе асфальта, благодаря чему удается создавать качественное покрытие для тротуаров и дорог. Помимо этого, на его основе делают покрытия иных видов: брусчатку, ковры, плитки, наливные полы.

Преимущества

Использование резиновой крошки обеспечивает создаваемому на ее основе покрытию следующие преимущества:

  • Стойкость. Подобный материал хорошо переносит температурные колебания, а также любые виды деформации и воздействие ультрафиолетового света.
  • Устойчивость к износу. Благодаря особым свойствам этот материал отличается долговечностью.
  • Эстетичность. Большое разнообразие цветовых решений и их сочетаний позволяет выглядеть материалу и покрытиям из него довольно привлекательно. Этому во многом способствует способность противостоять выгоранию и воздействию агрессивных веществ, включая щелочи, кислоты и растворители.
  • Гигиеничность. Создаваемое на основе резиновой крошки покрытие демонстрирует устойчивость к появлению гнили, плесени, сорняков и насекомых.
  • Эластичность и безопасность. Отсутствие токсичных выделений у этого материала делает его безопасным для человека. Этому в немалой степени способствует наличие у него таких свойств, как трамво- и удароустойчивость, а также антискольжение.
  • Простота в уходе. Ввиду отсутствия усадки и наличия бесшовной структуры, не позволяющей прорастать сквозь покрытие траве, оно не требует специальных мер по поддержанию ее в надлежащем состоянии. Покрытия, находящиеся на улице, достаточно легко моются, а те из них, которые расположены в помещениях, можно поддерживать в чистоте при помощи пылесоса. Также они являются ремонопригодными.

Этапы укладки

Вопрос, как уложить наливное покрытие из резиновой крошки, является актуальным для многих, кто планирует устройство спортивной площадки. Это будет полезно узнать всем, кто собирается использовать этот материал в помещении или на улице.

Создать качественное покрытие можно лишь при условии, если будут в точности соблюдены требования технологии укладки.

  • На первом этапе выполняется подготовка поверхности, после чего на нее наносится слой грунтовки.
  • После этого переходят к укладке покрытия, вслед за которым размещается монолитный слой.
  • Завершающим этапом является нанесение разметки и финишного лакового слоя.

Подготовка поверхности и грунтовка

При создании покрытия на основе резиновой крошки своими руками чаще всего в качестве основания выступает деревянная, бетонная или асфальтовая поверхность. Чтобы улучшить свойства адгезии, следует удалить загрязнения с основания, на котором будет выполняться укладка. Если приходится иметь дело с бетонной поверхностью, ее необходимо первым делом увлажнить, после чего выполняют шлифовку, а затем очищают от пыли, используя пылесос. При проведении подготовки на улице важно, чтобы температурный режим находился в пределах от + 5 градусов Цельсия. Если подготовка поверхности была выполнена правильно, то основание должно быть чистым, сухим и слегка шероховатым.

Далее переходят непосредственно к грунтованию, главный положительный момент которого заключается в улучшении адгезии. Помимо этого, подобная операция эффективно убирает пыль и придает поверхности повышенные характеристики прочности. В качестве материала применяется грунтовка АДВ-46, АДВ-56, АДВ-17. Подходить к ее выбору следует грамотно, поскольку все они обладают своими особенностями и предназначением.

Чтобы не ошибиться с выбором, нужно ориентироваться на условия, в которых будет проводиться грунтование. Когда все основные операции первого этапа будут выполнены, необходимо сделать паузу длительностью одни сутки не более, после чего можно приступать к следующему этапу.

Укладка покрытия монолитного слоя

Создать покрытие из резиновой крошки по силам даже неспециалисту. Если работа запланирована на улице, то нужно убедиться, что этот день будет солнечным и без ненастья. Вначале необходимо приготовить рабочую смесь. Чтобы правильно рассчитать ее количество, необходимо придерживаться следующей схемы, которая соответствует норме для толщины слоя 0,1 см при обработке участка площадью 1 м2.

Для нее необходимо взять:

  • Резиновая крошка – 7 кг,
  • Связующее АДВ-65 – 1,5 кг.
  • Пигмент – 0,3 кг.

Перечисленные компоненты помещают в бетономешалку и тщательно перемешивают. Когда масса приобретет однородную структуру, ею покрывают основание, на которое уже нанесена грунтовка. Для придания площадке ровной поверхности используют ракли. После этого необходимо пройтись по ней валиком, на который предварительно наносится антиадгезив.

Свои особенности имеются в плане создания покрытия своими руками в помещении. В этом случае технология предусматривает нанесение монолитного слоя. Благодаря ему поверхность приобретет повышенную устойчивость к механическому воздействию.

Первым шагом является нанесение шпатлевки АДВ-61, которая позволит устранить поры. Далее на нее размещают армирующий слой сетки. Выдержав паузу длительностью 24 часа, начинают наливать компаундАДВ-61. Слой должен получиться в толщину 1,5-2,5 мм. Чтобы выровнять создаваемую поверхность, используют ракли и зубчатый шпатель.

Чтобы избежать непредвиденных результатов, следует убедиться, что для работ созданы оптимальные условия: температура воздуха + 20 градусов, влажность – 80%. Площадка будет готова к использованию лишь по прошествии недели с момента укладки покрытия.

Завершающий этап

Закончив основные работы, переходят к следующему этапу по созданию покрытия из резиновой крошки — нанесению разметки. Для этого нужно убедиться, что поверхность чистая и сухая. Следует позаботиться о создании оптимальной температуры воздуха для окрашивания, которая должна быть не ниже +5 градусов. Для создания разметки используется смесь, которую готовят из следующих компонентов:
  • олигомер АДВ-17;
  • красящая паста;
  • катализатор.

В качестве инструмента для нанесения разметки используются валик или кисть. Обычно для создания разметки на площади 1 м2 уходит 200 г смеси. Выполнить качественно окрашивание можно лишь при условии, что эта работа будет проведена в два слоя.

Также важно предпринять меры по увеличению способности покрытия противостоять внешним воздействиям. Поэтому по прошествии суток с момента укладки на нее наносят лак АДВ-63Е, который, помимо всего прочего, придаст покрытию более эстетичный облик. Технология окрашивания предполагает нанесение смеси в 2 слоя при помощи велюрового валика. На 1 м2 поверхности уходит 0,05 кг лака. Между слоями необходимо выдержать паузу длительностью 3 – 6 ч.

Подобный материал отлично подойдет для создания покрытий на спортивных площадках. При соблюдении всех требований технологии можно гарантировать, что покрытие с успехом справится со своей задачей.

Заключение

Резиновая крошка выделяется на фоне прочих аналогичных материалов своими уникальными свойствами, что и сделало его популярным материалом, с использованием которого создаются разнообразные покрытия. В первую очередь его используют на таких объектах, как стадионы, спортзалы и детские площадки, где к основанию предъявляются высокие требования в плане устойчивости к износу. Укладка покрытия из резиновой крошки представляется довольно несложным мероприятием. Если в точности соблюдать правила нанесения покрытия своими руками, то можно, даже не обладая опытом и навыками работы с этим материалом, добиться качественного результата.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Условия укладки резиновых покрытий — Мастерфайбр

Резиновые покрытия удобны отсутствием швов и характеризуются низким уровнем травмоопасности, что делает их популярным выбором для организации детских и спортивных площадок. Процесс укладки не долгий, но требует четкого соблюдения правил и этапов подготовки основания, нанесения самого покрытия для спортивных площадок. Производство покрытий для детских площадок основано на переработке автомобильных шин.

 

Основание

 

Лучшей базой под резиновое покрытие служит асфальт. Так же основанием под «ковер» подходит бетон, дощатый настил и даже естественный грунт. Специфических требований не предъявляется, но нужно продумывать его плотность и толщину в зависимости от тех нагрузок, которые планируются на поверхности площадки. Бюджетным вариантом считается основание  из щебня, когда разные его фракции укладываются одна на другую по мере уменьшения. Минимальная толщина резинового слоя на такое основание составляет 15 мм.

Условием качественной площадки с любой базовой поверхностью – выровненное и уплотненное основание без трещин, выбоин и слабо укрепленных элементов. Перед нанесением покрытия следует провести тщательную проверку базовой площади на предмет наличия перечисленных элементов. Площадку зачищают и при необходимости проводят ремонт с использованием составов, которые выбирают в соответствии с материалом основания.

После выравнивания и укрепления основы ее очищают от мусора, пыли, химических загрязнений. При укладке покрытия на грунт следует предотвратить его размытие водой. Для этого между основанием и резиновым слоем укладывают геотекстиль. Данный материал укрепляет грунтовое основание и предотвращает лишнее проникновение влаги из почвы и наоборот, резиновых элементов в грунт.

При использовании грунта или слоя щебня/песка в качестве базового основания специалисты рекомендуют использовать рулонную резиновую подложку, которая сэкономит  расход материала и повысит качество готового слоя. Если основание формируется специально для площадки, то асфальт тщательно выравнивается толщиной в 7-10 см. Необходимо соблюдать уклон поверхности на минимальный градус для оттока воды. После заливки бетона резиновое покрытие можно укладывать только после 28 дней высыхания бетонного слоя.

Перед нанесением покрытия по периметру площадки устанавливают резиновые бордюры, которые будут ограничительными линиями для покрытия. Материал и форма бордюров выбирается максимально безопасная с точки зрения передвижения на площадке. При необходимости выставляются маяки.

Поверхность обрабатывают грунтовкой для повышения уровня сцепления элементов, укрепления основания и удаления остатков пыли.

Во время укладки обязательным требованием к погодным условиям является отсутствие осадков, температура воздуха и основание не ниже +5 градусов, а влажность основания не ниже 4 процентов.

 

Приготовление состава

 

Резиновое покрытие имеет следующие компоненты на этапе приготовления смеси: резиновая крошка, специальный клей и краситель, который может быть органическим и неорганическим. Органические варианты считаются более стойкими к воздействию солнечных лучей. Помимо этого в состав смеси включают специальные гранулы для увеличения степени упругости  и прочности покрытия. Все компоненты смешиваются с водой, количество которой очень небольшое, но необходимо для образования состава. Смешиваются компоненты с помощью миксера с широкими лопастями для наиболее качественного смешивания.

Доля каждого компонента зависит от его особенностей. Крупная крошка требует меньше клея и других элементов. Верные пропорции указаны производителем в методичках по использованию материалов. Для проверки долевого соотношения можно сделать тестовый вариант, проверив качество полученной в результате смеси.

При выборе долевого распределения важно запомнить количество каждого элемента максимально точно, т.к. есть риск того, что новый замес станет более насыщенного цвета и будет отличаться по плотности поверхности.

Гранулы смешиваются с пигментом, затем добавляют резиновую крошку.

Данные элементы необходимо внимательно перемешивать несколько минут, т.к. крошка может слеживаться и окраситься неравномерно. Далее в смесь добавляют клей. Общее время замеса составляет около 10 мин.

Распределение по поверхности основания организуют следующим образом: выкладывают равномерно смесь на поверхность и разравнивают терками. Если распределить 10 кг смеси на одном кв. метре, то получится в результате покрытие в 1 см. Далее слой резины прижимают катком, уплотняя частички смеси и формируя единый слой.

Цена на покрытие из резиновой крошки зависит от выбора самого полотна, от размера объекта и объема работ. Консультацию можно получить по телефону +7 (495) 281-53-17 или оставить заявку на официальном сайте компании Мастерфайбр, наши специалисты свяжутся с вами. 

 

Процесс производства и укладки покрытия из резиновой крошки

В нашей стране в последнее время приобретает большую популярность покрытия из резиновой крошки. Укладка резиновой крошки производится в спортивных сооружений, на детских площадок, как на открытом воздухе, так и внутри помещений. Это, в первую очередь, обусловлено амортизирующими свойствами. Плюс ко всему, травмобезопасностью резиновых покрытий, высокими противоскользящими свойствами, упругостью, стойкостью к абразивному износу. А самым главным достоинством такого покрытия является его бесшовность.

Технология укладки покрытия из резиновой крошки

Покрытие из резиновой крошки состоит из полиуретанового клея, резиновой крошки, красителя, которое монтируется на жесткое основание методом напыления или по технологии наливного пола. Технология укладки заключается в следующем: смесь выливается на поверхность и разравнивается с помощью специальных инструментов. В свою очередь, укладчик резиновой крошки на заданной высоте уплотняет смесь. Приготовление смеси происходит непосредственно перед началом работ на месте. Для этого используют миксер для резиновой крошки с вертикальной загрузкой. Задача этого инструмента состоит в том, чтобы тщательно перемешать полиуретановый клей с резиновой крошкой. Разумеется, необходимо, чтобы все гранулы хорошо в нем обволакивались. (См. также: Какие резиновые покрытия подойдут для хоккейных площадок).

От такой не сложной операции будет в дальнейшем зависеть окончательный результат, то есть долговечность и качество покрытия. Если по каким-либо причинам гранулы плохо обволоклись клеем, и связь между резиновой крошкой и клеем будет отсутствовать, то это часто приводит к появлению дыр, хрупкости, трещин и проплешин покрытия. Кстати ,срок жизни плохо замешанного покрытия совсем не большой – максимум 2 года. А если выполнены все рекомендации, то покрытие прослужит более 10 лет. На качество покрытия очень влияет качество компонентов, входящих в состав.

Если в резиновой крошке большое количество металлокорда и текстиля, то это может повлиять на внешний вид и покрытие в таком случае станет очень опасным для эксплуатации. Также ухудшит сцепление гранул с клеем присутствие пыли и часто служит причиной разрушения покрытия. Если качество клея очень низкое и не обеспечивает необходимой вязкости смеси, то уложенное покрытие приобретет ломкость, хрупкость и отсутствие амортизирующих свойств.

Способы укладки резиновой крошки

Лучше всего доверить укладку покрытия профессионалам, чтобы в дальнейшем не менять его несколько раз в год. Хотя необходимые компоненты для такой работы имеют невысокую стоимость. Как известно ,на сегодняшний день существуют четыре метода укладки покрытий из резиновой крошки:

  • распылителем;
  • ручной способ;
  • комбинированный способ;
  • способ с использованием автоматизированного укладчика.
Укладку резиновой крошки лучше доверить профессионалам, тогда покрытие будет качественным и долговечным

Виды используемого оборудования

Для укладки резинового покрытия рекомендуют пользоваться специальным оборудованием. Это позволяет сократить обслуживающий персонал и увеличить производительность труда. Одним из специализированных инструментов является автоматизированный укладчик резиновых плиток. Он представляет собой конструкцию из стали на гусеничном ходу и состоит из давящей пластины и переднего скребка, который снабжен ручной регулировкой, что позволяет задавать необходимую толщину покрытия. Регулировать ширину можно с помощью верхнего ограничителя, а пластина обладает 4-мя функциями.

Напыление верхнего слоя резиновой крошки происходит под высоким давлением

Смеситель для смешивания компонентов выполняет замесы связующего компонента и резиновой крошки. После процесса замешивания смесь помещают на тележку и перемещают до места укладки. Чтобы нанести верхний слой на уже существующие напольные покрытия, произвести напыления на различные металлические конструкции применяют распылитель резиновой крошки. Оборудование состоит из пистолета, помпы, воздушного компрессора, небольшого металлического бункера. Распыление происходит через пистолет посредством высокого давления, которое создается воздушным компрессором. Используемое оборудование для укладки резиновой крошки является необходимым для быстрого и качественного укладывания резинового покрытия.

Оборудование для укладки резиновой крошки

Резиновая крошка — бесшовное, упругое покрытие, устойчивое к перепадам температур и атмосферным осадкам. Его используют для устройства детских площадок, беговых и велосипедных дорожек, пространства вдоль бассейнов и катков.

ПУ-клей

Покрытие из полиуретановой крошки состоит из ПУ-клея и резиновой крошки нужного цвета. Наносить его можно как с помощью спецтехники, так и самостоятельно вручную.

Химтраст ПУ-клей для резиновой крошки (1К) — прозрачная вязкая жидкость. Он связывает компоненты и поверхность, на которую наносится покрытие, между собой.

Однокомпонентный клей Химтраст водонепроницаем и подходит для использования как в закрытых помещения, так и на улице. Он выдерживает большие механические нагрузки, не выделяет токсинов, поэтому подходит для использования на детских площадках.

Клей хранится при температуре от +10ºCдо +30ºC в закрытой упаковке без попадания влаги.

Работать с клеем нужно в спецодежде, которая закрывает все участки тела, и в защитной маске.

Подготовка поверхности

Резиновая крошка подходит для укладки на асфальтовую и бетонную поверхность, а также на грунт.

При работе с бетонной поверхность нужно убедиться, что на ней нет сколов и трещин. Если есть повреждения, то используют полимерно-цементную стяжку для заделки трещин. Затем шлифуют бетон, очищают его от пыли, мусора или жира. Мы рекомендуем перед нанесением резиновой крошки загрунтовать поверхность Химтраст Праймер-ПМ (1К). О том, как это сделать можно прочитать по ссылке. Праймовочный слой высыхает в течение 40 минут.

Те же рекомендации относятся к асфальтовой поверхности.

Если имеете дело с грунтом, то сначала укладывается геотекстиль или рулонная резиновая подложка для уплотнения поверхности.

Подготовка резиновой крошки

Состав для нанесения на поверхность готовится непосредственно перед началом использования.

Вам понадобится окрашенная резиновая крошка, ПУ-клей и смеситель. В качестве смесителя можно использовать роторные или шнековые установки, или же засыпать перечисленные компоненты в ведро и перемешать их с помощью строительного миксера до однородного состояния.


(На рисунке: строительный миксер)

  • Сначала перемешать резиновую крошку в течение 10 минут
  • Добавить к ним клей — 20-25% от массы резиновой крошки. Перемешивать смесь в течение пяти минут
  • Для работы с резиновой крошкой на улице температура воздуха должна быть +20 ºC и без осадков

Оборудование для укладки резиновой крошки

В зависимости от того, какую площадь нужно покрыть резиновой крошкой, используется разное оборудование.

Автоукладчик

Если речь идет о большой площадке, например, о спортивной арене, подверженной механическим нагрузкам, то без автоматического укладчика резиновой крошки не обойтись. Он позволяет контролировать толщину и ширину покрытия, работать с высокой скоростью (не менее 800 квадратных метров в день), а также равномерно распределять материал по поверхности, придавливать его так, чтобы он не отслаивался.


(На рисунке: автоукладчик)

Использование: подготовленную полимерную смесь высыпать на поверхность равномерными частями, затем разровнять с помощью автоукладчика.

Валик

Бюджетное и самое простое в эксплуатации оборудование для укладки резиновой крошки — валик и терка. Большой валик и терку используют для уплотнения покрытия, формовочный валик — для углов и стыков. Перед началом инструменты пропитывают скипидаром, чтобы резиновая крошка не прилипала к поверхности.


(На рисунке: валик)


(На рисунке: терка)

Использование: подготовленную полимерную смесь высыпать на поверхность равномерными частями, затем разровнять с помощью валика и придавить теркой.

Распылитель

Распылитель состоит из воздушного компрессора и помпы. Его применяют для напыления второго слоя резиновой крошки, для покрытия вертикальных поверхностей слоем крошки до 1 миллиметра. Он позволяет равномерно наносить компоненты и скрыть неровности первого слоя.


(На рисунке: распылитель)

Использование: полиуретановая смесь засыпается в приемный бункер, оттуда с помощью помпы подается к пистолету распылителя и под давлением наносится на поверхность.

После укладки резиновой крошки нужно подождать пока она высохнет в течение 24 часов. Полное отвердевание покрытия наступает спустя пять суток.

Оборудование очистить органическими растворителями: ацетоном или ксилолом.

Читайте также:

Бесшовное покрытие из резиновой крошки — технология производства

Ровная, нескользящая, травмобезопасная поверхность обычно востребована на особенно ответственных объектах. Чтобы получить безупречное бесшовное покрытие из резиновой крошки, технологию укладки следует соблюдать неукоснительно.

Подготовка основания

Важно правильно подготовить основание и выбрать соответствующую ему толщину покрытия. На твердое основание достаточно нанести слой резиновой крошки 10-15 мм. На сыпучее – не менее 20 мм в готовом виде.

Сыпучий грунт

Укладка крошки на неподготовленное грунтовое основание увеличивает риск деформаций, вызываемых продавливанием или вымыванием грунта (песка).

Этапы подготовки сыпучего основания:

  • Снятие верхнего слоя и выравнивание (при необходимости). Уклон поверхности допускается, но не более 2,5 см на 3 м.
  • При необходимости обработка гербицидами, для предотвращения прорастания растений.
  • Укладка слоя песка толщиной 10 см и щебня (отсева) 10 см.
  • Трамбовка (уплотнение 95%).

Твердая подложка

На спортивных площадках следует подготовить армированное бетонное основание толщиной 8 см. Под бетон необходимо проложить гидроизоляцию – слой водонепроницаемого материала. В дальнейшем это окупится долговечностью и качеством покрытия. На менее ответственных объектах допустимо мелкозернистое асфальтовое основание не менее 5 см толщиной.

Укладка бесшовного покрытия из резиновой крошки

Для бесшовного покрытия используют резиновую крошку мелкой фракции без пигмента или с пигментом.

Наиболее распространен второй вариант, с пигментом, поэтому рассмотрим технологию нанесения бесшовного покрытия из резиновой крошки на его примере. Нормы расхода приведены на 1 м2.

1. Грунтовка. Основание грунтуют смесью керосина и полиуретанового клея в равных частях. На 1 м2 расходуется 0,6 кг грунтовки. Грунтовке дают подсохнуть.

2. Подготовка смеси. В миксере или бетономешалке смешивают резиновую крошку и пигмент. На 6 кг крошки — 0,5 кг пигмента. Затем добавляют 1,7 кг клея и снова перемешивают до однородного состояния. Важно: вода ускоряет отверждение полиуретанового клея, поэтому работы на открытых площадках проводят при сухой погоде.

3. Укладка. На небольших участках смесь укладывают вручную, исходя из нормы: на твердое основание – 6-8 кг крошки на 1 м2, на сыпучее – 12-14 кг крошки на 1 м2. Разравнивание и затирка производится полиуретановой теркой, которую постоянно смачивают керосином для устранения прилипания резиновой крошки.

4. Прикатывание. Выровненный слой прикатывают валиком, который необходимо смачивать керосином. Примечание: в промышленных масштабах укладка и прикатывание производится с помощью специальных укладчиков.

Если бесшовное покрытие из резиновой крошки устраивают в закрытом помещении или предполагается, что срок его службы ограничен одним-двумя годами, то иногда упрощают процесс подготовки основания. При тщательном соблюдении технологии бесшовное покрытие из резиновой крошки даже при интенсивной эксплуатации прослужит более 5 лет.

Разработка бетонной крошки для практического применения в секторе жилищного строительства — Проектирование и обработка

https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119813Получить права и содержание

Основные моменты

Проектирование и обработка CRC для использования в жилищном строительстве.

Характеристики CRC 20, 25 и 32 МПа сравнивались с CC при той же силе.

Были выполнены этапы выбора размера резины, создания смесей и смесей для испытаний.

CRC показал аналогичную или меньшую усадку, но более высокие деформации ползучести по сравнению с CC.

Лучшая обрабатываемость CRC, если каучук добавлен / смешан в сухом или влажном виде с другими материалами.

Реферат

За последние 10 лет были проведены обширные исследования резиновой крошки бетона (CRC) из-за его потенциала как устойчивого и экологически чистого материала. Тем не менее, практическое использование этого класса бетона в бетонной промышленности до настоящего времени было очень ограниченным.Это исследование является частью проекта, направленного на разработку CRC для практического использования в жилищном строительстве. Было выполнено проектирование и обработка CRC трех классов (20 МПа, 25 МПа и 32 МПа), а также были исследованы характеристики и проведено сравнение с обычным бетоном при тех же уровнях прочности. Исследование включало три этапа, а именно: выбор эффективного размера резиновых частиц, проектирование и регулировка бетонных смесей, а также тестирование рекомендуемых смесей для практического применения. Были измерены осадки, прочность на сжатие, прочность на разрыв, прочность на изгиб, модуль упругости, усадка, ползучесть, эффект предварительной обработки резины и эффект порядка смешивания.Результаты показали, что в пределах используемого диапазона размеров резиновой крошки (0,15–2,36 мм) увеличение размера частиц резины снижает потери прочности на сжатие. По сравнению с обычным бетоном, присутствие 20% резины в качестве замещения объема песка снизило соотношение прочности 7/28 дней на значения, которые находились в диапазоне от 9% до 20%. CRC показал аналогичные или более низкие значения усадки, но более высокие деформации ползучести по сравнению с обычным бетоном. Предварительная обработка резиной усилила оседание бетона, но значительного влияния на прочность на сжатие не наблюдалось.Когда каучук добавляли вместе с водой вначале без предварительного смешивания, удобоукладываемость была низкой; однако, когда добавляли каучук и смешивали его с другими материалами в сухом или влажном виде, обрабатываемость CRC повышалась.

Ключевые слова

Резинобетон

Дизайн смеси

Обработка

Практичность

Порядок смешивания

Усадка

Ползучесть

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2020 Elsevier Ltd.Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Изношенные шины — Руководство пользователя — Асфальтобетон (мокрый процесс) — Руководство пользователя по отходам и побочным продуктам при строительстве тротуаров

ЛОМ ШИНЫ Руководство пользователя

Асфальтобетон (мокрый процесс)

ВВЕДЕНИЕ

Изношенная резина для покрышек может быть добавлена ​​в асфальтобетонные смеси с использованием двух различных методов, называемых мокрым процессом и сухим процессом.В мокром процессе резиновая крошка действует как модификатор асфальтобетона, тогда как в сухом процессе гранулированная или измельченная резина и / или резиновая крошка используется в качестве части мелкозернистого заполнителя. В обоих случаях резиновую крошку иногда называют модификатором резиновой крошки (CRM), потому что его использование изменяет свойства получаемого горячего асфальтобетонного продукта.

Мокрый способ можно использовать для приготовления горячих асфальтовых смесей, а также для герметизации стружки или обработки поверхностей. Мокрый способ также можно использовать для приготовления прорезиненных герметиков для швов и трещин, которые не входят в объем данного документа.В мокром процессе резиновая крошка смешивается с асфальтовым цементом (обычно в диапазоне от 18 до 25 процентов каучука) перед добавлением связующего в заполнитель.

Когда битумный цемент и CRM смешиваются вместе, CRM, вступая в реакцию с асфальтовым цементом, набухает и размягчается. На эту реакцию влияют температура, при которой происходит смешивание, время, в течение которого температура остается повышенной, тип и количество механического перемешивания, размер и текстура CRM, а также ароматический компонент асфальтового цемента.

Сама реакция включает абсорбцию ароматических масел из асфальтового вяжущего в полимерные цепи, которые составляют основные структурные компоненты натурального и синтетического каучука в CRM. Скорость реакции между CRM и асфальтовым цементом может быть увеличена за счет увеличения площади поверхности CRM и повышения температуры реакции. Вязкость смеси асфальт-CRM является основным параметром, который используется для контроля реакции. (1) Указанное время реакции должно быть минимальным временем при заданной температуре, которое требуется для стабилизации вязкости связующего.

Когда CRM смешивается с асфальтовым вяжущим во влажном процессе, модифицированное связующее называется асфальт-каучуком. На сегодняшний день большая часть опыта использования CRM при укладке асфальта приходится на мокрый процесс.

Асфальто-каучуковые вяжущие используются в покрытиях для герметизации стружки, а также при укладке горячего асфальта. Нанесение стружко-уплотнительного покрытия с использованием асфальт-резиновых связующих известно как мембраны, поглощающие напряжение (SAM). Когда асфальтово-резиновое уплотнение из стружки или SAM покрывается горячей асфальтовой смесью, стружко-уплотнение называют межслойной мембраной, поглощающей напряжение (SAMI).

Первыми приложениями были периодические мокрые процессы, основанные на технологии McDonald, которая была разработана в начале 1960-х годов Чарльзом Макдональдом, инженером из города Феникс, а в 1970-х годах — компанией Arizona Refining Company (ARCO). Существует множество патентов, связанных с технологией McDonald, некоторые из которых истекли, а некоторые еще нет. (1,2)

Технология непрерывного смешивания была разработана во Флориде в конце 1980-х годов и часто упоминается как «мокрый процесс Флориды».В этом процессе CRM с мелким размером 0,18 мм (сито № 80) смешивают с асфальтовым цементом в непрерывном процессе. Технология Флориды отличается от процесса McDonald по нескольким параметрам: более низкое содержание CRM (от 8 до 10 процентов каучука), меньший размер частиц CRM, более низкая температура смешивания и более короткое время реакции. Мокрый процесс во Флориде еще не запатентован. (1)

Конечное смешивание — это мокрый процесс, позволяющий смешивать или комбинировать асфальтобетон и CRM и выдерживать продукт в течение длительных периодов времени.Этот асфальто-каучуковый продукт имеет срок хранения и смешивается на асфальтоцементном терминале с использованием периодического или непрерывного смешивания. Отдельные государственные дорожные агентства в настоящее время разрабатывают свои собственные продукты с использованием этой технологии, поскольку она не запатентована. В настоящее время ни один из конечных продуктов смешивания не был полностью оценен в полевых условиях. (1)

РЕГИСТРАЦИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Заявленные характеристики резиновой крошки в асфальтовом покрытии сильно различаются в разных частях США.В нескольких штатах имеется довольно обширный опыт использования резиновой крошки, в некоторых — мокрый процесс. Краткое изложение опыта отдельных штатов представлено в следующих нескольких абзацах.

За 20-летний период, начиная с начала 1970-х годов, более 3000 километров переулков улиц в Фениксе, штат Аризона, были покрыты асфальтово-резиновым покрытием. В начале 1990-х годов использование стружколомов было прекращено в пользу покрытий из горячей смеси асфальт-резина толщиной 1 дюйм. Около 600 километров улиц вымощены горячей смесью.Как сообщается, как стружколом, так и покрытия из горячей смеси эффективны в замедлении отражения аллигаторных трещин и усадочных трещин шириной менее 6,3 мм (1/4 дюйма). Сообщается, что по сравнению с уплотнениями для стружки, покрытие горячей смеси асфальт-резина толщиной 25 см (1 дюйм) обеспечивает более улучшенную поверхность для катания и заметное снижение шума от движения. (3)

Департамент транспорта Калифорнии (CalTrans) использует модифицированный каучуком асфальтобетон с 1978 года и построил 17 установок для мокрого покрытия.CalTrans разместила прорезиненные покрытия на асфальте, а также на бетонных покрытиях с использованием асфальтобетонных смесей с плотным, мелким и зазором. С 1987 года эти накладки CRM имеют меньшую толщину по сравнению с обычными накладками. В целом, CalTrans сообщает, что покрытия, полученные мокрым способом, обычно превосходят более толстый и плотный асфальтобетон, демонстрируя меньшее повреждение, требуя меньшего обслуживания и будучи способными выдерживать более высокие прогибы. (4)

Департамент транспорта Флориды (DOT) построил три демонстрационных асфальто-резиновых проекта в период с марта 1989 г. по сентябрь 1990 г.Эти проекты включали один плотный и два открытых участка трения с использованием технологии мокрого процесса Флориды. Хотя долгосрочные характеристики еще предстоит оценить, данные, проанализированные на сегодняшний день, предполагают, что дорожки трения асфальт-каучук, особенно руды с открытым слоем, вероятно, будут демонстрировать более высокую долговечность по сравнению с обычными дорожками трения. (5)

Департамент транспорта Канзаса построил пять проектов с использованием прослоек асфальт-каучук в течение 1980-х годов. В двух проектах прослойка смогла несколько уменьшить отражающее растрескивание.В трех других проектах не было большой разницы между дорожным покрытием с прослойкой и контрольными участками, а в некоторых случаях участки с прослойкой имели больше отражающих трещин. По всем пяти проектам Департамент транспорта Канзаса пришел к выводу, что дополнительная стоимость асфальто-резиновой прослойки не оправдывает ее использования. (6)

Министерство транспорта штата Миннесота (MNDOT) использовало CRM при укладке асфальта, по крайней мере, в шести различных проектах мокрого процесса, начиная с 1979 года. Шесть проектов включали два SAM, три SAMI и одно покрытие с плотной сортировкой. (7) Демонстрация MNDOT показала смешанные результаты. Из двух мембран, поглощающих стресс, одна оказалась удачной, а другая — неудачной. Разница между успехом и неудачей зависела от предварительного покрытия использованной совокупной стружки. При установке трех SAMI возникли лишь незначительные проблемы. Светоотражающее растрескивание было уменьшено, но не устранено. Некоторое улучшение отражения трещин наблюдалось в покрытии из асфальт-каучука с плотной сортировкой, но эти преимущества не были сочтены достаточными для компенсации увеличения стоимости. (7)

В Техасе резиновая крошка использовалась в асфальтобетонных смесях, по крайней мере, в трех различных продуктах, начиная с 1976 года. Наиболее частым применением CRM в Техасе было производство асфальто-резиновых уплотнителей для стружки. В Техасе было построено более 2000 км асфальто-резиновых уплотнителей для стружки (SAM). После многолетнего опыта персонал Texas DOT пришел к выводу, что SAM демонстрирует повышенную стойкость к растрескиванию и растрескиванию аллигатора, но что сопротивление растрескиванию при усадке не улучшается за счет стружколомов. (8)

Два других округа в Техасе экспериментировали с использованием CRM в слоях горячей смеси асфальт-каучук с плотной фракцией (мокрый процесс). На сегодняшний день характеристики двух покрытий мокрого процесса являются удовлетворительными. (8)

С 1977 года Департамент транспорта штата Вашингтон (WSDOT) использовал три типа материалов для мощения мокрым способом. К продуктам мокрого процесса относятся SAM, SAMI и асфальт-резиновые дорожки трения с открытым слоем. WSDOT пришла к выводу, что характеристики асфальто-резиновых SAM и SAMI не оправдывают дополнительных затрат на их строительство. (9) Все пять установок с открытой ступенчатой ​​фрикционной полосой демонстрируют хорошие или очень хорошие характеристики, за исключением одного перекрытия настила моста, которое демонстрирует некоторые проблемы на участках траектории движения колес. (9)

В Онтарио, Канада, три демонстрационных проекта асфальта, модифицированного каучуком, были оценены с точки зрения эксплуатационных характеристик дорожного покрытия. Выполнение проектов асфальт-каучуковых (мокрый процесс) было многообещающим, поскольку оказалось, что долговечность этих асфальтовых смесей повышается за счет использования модификатора резиновой крошки. (10)

Сообщается, что в США было шесть проектов по переработке асфальтового покрытия с CRM. Примерно половина этих проектов была мокрой, а другая половина — сухой. По-видимому, нет никаких физических проблем с переработкой регенерированного асфальтового покрытия, содержащего CRM в качестве части заполнителя, в новой смеси для дорожного покрытия.

Подводя итог, общие результаты этих исследований производительности позволяют предположить следующее:

  • Уплотнения для стружки (SAM и SAMI) : Необходимо использовать стружку с предварительно нанесенным покрытием, которая эффективно снижает, но не устраняет отражающее растрескивание, особенно в более теплом климате.

  • Покрытия из горячей смеси асфальт-каучук : Наблюдались улучшенные характеристики по сравнению с обычными покрытиями из горячей смеси в большинстве климатических условий. Плотные асфальто-резиновые покрытия могут быть эффективны при меньшей толщине по сравнению с обычными покрытиями. Асфальтово-резиновые дорожки трения с открытым слоем асфальта демонстрируют повышенную долговечность в более теплом климате по сравнению с обычными дорожками трения.

  • Экономические сравнения : По общему мнению, асфальтовые покрытия, модифицированные резиновой крошкой, могут стоить 1.В 5–2 раза больше, чем у обычного асфальта. Многие штаты подвергли сомнению рентабельность CRM для горячего асфальта.

ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАБОТКЕ МАТЕРИАЛА

Измельчение

Первым этапом производства измельченного или гранулированного лома резины для шин является измельчение. Изношенная резина для шин поставляется на заводы по переработке резины в виде цельных покрышек, резаных покрышек (протекторов или боковин) или измельченных покрышек, причем измельченные покрышки являются предпочтительной альтернативой.В качестве лома каучук перерабатывается, размер частиц уменьшается, стальная лента и армирующие волокна отделяются и удаляются с шины, после чего происходит дальнейшее измельчение.

Измельчение и гранулирование

Резиновая крошка может быть произведена одним из трех способов. В процессе грануляции получаются кубические частицы однородной формы размером от 9,5 мм (3/8 дюйма) до 0,4 мм (сито № 40), которые называются гранулированными CRM. Процесс измельчения, который является наиболее часто используемым, производит рваные частицы неправильной формы размером от 4.От 75 мм (сито № 4) до 0,42 мм (сито № 40), называемый измельченным CRM. В процессе микромельницы получают CRM очень тонкого помола, обычно в диапазоне от 0,42 мм (сито № 40) до 0,075 мм (сито № 200). (1) В мокром процессе измельченный CRM обычно используется с технологией McDonald, а CRM очень мелкого помола используется с технологией Флориды.

ИНЖЕНЕРНАЯ НЕДВИЖИМОСТЬ

Некоторые технические свойства, которые представляют особый интерес при добавлении каучука в асфальтобетон (мокрый процесс), включают вязкость асфальта, точку размягчения асфальта, модуль упругости, остаточную деформацию, термическое растрескивание и сопротивление старению.

Вязкость : Добавление резиновой крошки к асфальтовому вяжущему может значительно повысить вязкость полученного вяжущего. Для регулирования вязкости можно использовать различные количества керосина или других разбавителей. Увеличение вязкости может происходить после добавления разбавителей, но более высокое процентное содержание разбавителя обычно приводит к пониженному увеличению вязкости. Температуры реакции также влияют на эти отношения. (1) Преимущество повышенной вязкости асфальт-каучукового вяжущего заключается в том, что в асфальтобетонную смесь можно использовать дополнительное вяжущее для уменьшения отражающего растрескивания, отслаивания и образования колейности, улучшая реакцию вяжущего на изменение температуры и увеличивая долговечность. , а также его способность прилипать к частицам заполнителя в смеси и противостоять старению.

Точка размягчения : Помимо изменения вязкости связующего, асфальтово-каучуковые связующие, используемые в герметизирующих покрытиях и горячих асфальтовых смесях, показывают повышение температуры размягчения связующего на 11 ° C (20 ° F) до 14 ° C (25 ° C). ° F), что приводит к уменьшению колейности или толкания асфальто-резиновых изделий при повышенных температурах. Модификация асфальтобетонного цемента измельченной резиной для шин значительно увеличивает эластичность вяжущего по сравнению с немодифицированным асфальтовым цементом, обеспечивая таким образом асфальтово-каучуковые системы дорожного покрытия с повышенной устойчивостью к деформации и растрескиванию.

Модуль упругости : Значения модуля упругости для смесей, содержащих обычный заполнитель и асфальтово-каучуковое связующее, обычно ниже, чем значения модуля упругости для аналогичных смесей, в которых используется обычный асфальтовый вяжущий. Чем выше температура, тем больше разница между модулем упругости обычной смеси и асфальт-резиновой смеси. (1)

Остаточная деформация : Свойства остаточной деформации плотных смесей асфальт-каучуков находятся в пределах диапазона свойств, обычно связанных с обычными горячими смесями асфальта для дорожных покрытий, хотя смеси асфальт-каучук могут быть несколько менее устойчивыми к остаточной деформации. (1)

Термическое растрескивание : Асфальто-каучуковые вяжущие также демонстрируют более низкие температуры разрушения по сравнению с обычным асфальтовым цементом, обычно на 5,5 ° C (10 ° F) до 8,3 ° C (15 ° F) ниже, что означает, что асфальто-резиновые изделия менее хрупкие. и более устойчивы к растрескиванию при более низких температурах, чем обычные герметики для стружки или горячее асфальтовое покрытие. Отдельные исследования усталости также показали более высокую стойкость к низкотемпературному термическому растрескиванию. Таким образом, асфальт-каучук более эластичен, чем асфальтовый цемент, и остается эластичным при более низких температурах.

Устойчивость к старению : Лабораторные данные также показывают, что асфальто-резиновые смеси несколько более устойчивы к старению, чем обычные асфальтовые смеси. Исследования старения, проведенные для асфальто-каучуковых вяжущих, размещенных на тротуарах в северной и центральной Аризоне, показывают, что асфальто-каучуковые вяжущие обладают повышенной устойчивостью к затвердеванию. (1) При добавлении резиновой крошки в асфальтобетонный цемент увеличивается усталостная долговечность.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Смешанный дизайн

Горячий асфальт

Варианты стандартных процедур расчета смесей Маршалла и Хвима для горячего асфальта использовались для создания плотных горячих смесей с использованием резиновой крошки.Испытания на устойчивость по Маршаллу или Хвиму и весо-объемные параметры являются основой для каждой из этих конструкций. Более низкие значения удельного веса и стабильности по Маршаллу или Хвему достигаются при использовании асфальтовых смесей CRM, в то время как значения текучести и пустот в минеральном заполнителе (VMA) увеличиваются по сравнению с обычными смесями. (1) Температуры смешивания и уплотнения смесей CRM часто выше, чем у обычных смесей для дорожного покрытия. В зависимости от метода составления смеси образцы перед уплотнением следует нагреть до температуры от 149 ° C (300 ° F) до 190 ° C (375 ° F).Расчетные воздушные пустоты и градация агрегатов зависят от содержания CRM. Низкое содержание CRM во влажном процессе практически не влияет на структуру смеси. Как показывает практика, если в связующем используется 20 процентов резиновой крошки, то содержание связующего CRM будет на 20 процентов больше, чем в обычном связующем. (1)

В большинстве мокрых процессов используются частицы CRM размером от 0,6 мм (сито № 30) до 0,15 мм (сито № 100). Весовой процент CRM может составлять от 5 до 25 процентов связующего, но обычно составляет 18 процентов.CRM и асфальтовый цемент смешиваются при температурах от 166 ° C (330 ° F) до 204 ° C (400 ° F). Время реакции может варьироваться от 10-15 минут до 2 часов и более, при этом тип и градация резины являются двумя наиболее важными переменными.

Чип-уплотнения

Когда асфальт-каучук используется в уплотнителях стружки, большинство SAM и SAMI были спроектированы и размещены без предварительного определения связующего или расхода заполнителя. Наиболее распространенный подход заключался в том, чтобы указать фиксированную норму асфальт-каучукового связующего, а затем изменить норму внесения заполнителя для получения желаемого продукта.Количество асфальт-каучукового связующего, предлагаемое для использования в герметиках для стружки, примерно на 15-20 процентов выше, чем количество, требуемое для обычного асфальтобетонного вяжущего без температурной коррекции. Количество асфальт-каучукового связующего, предлагаемое для использования в промежуточных слоях, примерно на 45 процентов выше, чем количество, обычно используемое в асфальтово-цементном вяжущем без температурной коррекции. (1)

Конструктивное проектирование

Стандартные процедуры проектирования AASHTO для гибких покрытий обычно используются для покрытий, содержащих CRM мокрого процесса. (11) Большинство агентств предпочитают использовать асфальтово-резиновое покрытие той же толщины, что и расчетная толщина обычного горячего асфальта.

С 1987 года CalTrans разместила и оценила эффективность по меньшей мере восьми различных проектов, в которых все или хотя бы часть асфальто-резинового покрытия была построена с меньшей толщиной по сравнению с обычным покрытием. Уменьшение толщины асфальтобетонных смесей с плотной фракцией составляет от 20 до 50 процентов.Сообщается, что в большинстве этих проектов более тонкие асфальто-резиновые смеси показали себя не хуже, чем более толстые, обычные плотные асфальтовые смеси. (4)

СТРОИТЕЛЬСТВО

Существует ряд специальных методов строительства покрытий из горячего асфальта, содержащих утиль резины для шин, а также как защитных покрытий (SAM), так и промежуточных слоев (SAMI).

Горячее асфальтовое покрытие

Процесс строительства, обычно используемый для покрытия из горячего асфальта, должен быть изменен для получения качественной горячей смеси CRM.При использовании битумно-каучуковых вяжущих в составе смесей с плотной фракцией, с открытой фракцией или с фракцией по зазору необходимо учитывать несколько изменений в обычном процессе строительства.

Погрузочно-разгрузочные работы и хранение

Резиновая крошка чаще всего отправляется в мешках по 110 кг (50 фунтов). Мешки можно выгружать непосредственно в реакционный сосуд для смешивания с асфальтовым цементом. Различная вязкость связующих, получаемых мокрым способом, особенно при более высоком содержании каучука (в диапазоне от 18 до 25 процентов), может вызвать проблемы с хранением и / или перекачкой связующего.Такие проблемы, скорее всего, возникнут, если завод по производству горячих смесей был остановлен на длительный период времени.

Смешивание

Необходимо добавить устройство для смешивания и реагирования, чтобы обеспечить надлежащее дозирование резиновой крошки, базового асфальтового цемента и любых других модификаторов. В большинстве мокрых процессов используются частицы CRM размером от 0,6 мм (сито № 30) до 0,15 мм (сито № 100). CRM и асфальтовый цемент смешиваются при температурах от 166 ° C до 204 ° C (от 330 ° F до 400 ° F). Время реакции может варьироваться от 10-15 минут до 2 часов и более, при этом тип и градация резины являются двумя наиболее важными переменными.Целевая температура должна быть выше, чтобы обеспечить большую вязкость связующего при строительных температурах. Типичные температуры смешивания для горячего асфальта от 149 ° C (300 ° F) до 177 ° C (350 ° F).

Размещение и уплотнение

Укладка горячей смеси асфальтобетонного покрытия со связующим CRM мокрым способом может быть выполнена с использованием стандартного оборудования для укладки дорожного покрытия. Температура укладки должна быть не менее 121 ° C (250 ° F). Уплотнение необходимо завершить как можно скорее. (1) Катки для пневматических шин использовать нельзя, так как асфальтобетонная резина накапливается на шинах катков. (1)

Контроль качества

Для обеспечения надлежащего контроля качества связующего CRM необходимо тщательно контролировать размер частиц резиновой крошки, скорость добавления резиновой крошки, температуру смешивания, а также время смешивания и реакции.

Рекомендуется отбирать пробы из уплотненных смесей в соответствии с AASHTO T168, (12) и испытывать на удельный вес в соответствии с ASTM D2726 (13) и плотность на месте в соответствии с ASTM D2950. (14)

Chip-Seal Coats (SAM) и промежуточные слои (SAMI)

Конструкция асфальто-резиновых уплотнителей и промежуточных слоев (SAM и SAMI) практически идентична конструкции обычных уплотнителей для стружки. Основные отличия заключаются в приготовлении битумно-резинового вяжущего и использовании специального оборудования для распыления.

Погрузочно-разгрузочные работы и хранение

Резиновая крошка чаще всего отправляется в мешках по 110 кг (50 фунтов).Мешки можно выгружать непосредственно в реакционный сосуд для смешивания с асфальтовым цементом.

Смешивание

Приготовление битумно-каучукового вяжущего осуществляется в емкостях для смешивания, которые часто являются либо специальными баками, либо специализированными распределителями вяжущего. Они должны быть способны нагревать базовый асфальтобетон, смешивать резиновую крошку с асфальтовым цементом и удерживать резиновую крошку во взвешенном состоянии во избежание расслоения. Когда резиновая крошка вводится в битумный цемент, она набухает и происходят физико-химические реакции, которые изменяют свойства базового асфальта.Разбавители различных типов (например, керосин) могут быть введены для регулирования вязкости для целей распыления. (1)

Размещение и уплотнение

Оборудование для распределения вяжущего должно быть способно поддерживать температуру вяжущего на желаемом уровне, обеспечивать циркуляцию вяжущего, чтобы избежать разделения резиновой крошки и базового асфальта, и равномерно разгрузить вяжущее. Для работы с некоторыми асфальто-резиновыми вяжущими требуются специальные насосы и форсунки. (1)

Для стружкодробления или межслойных покрытий типичное количество асфальт-каучукового спрея составляет 2.От 5 л / м 2 (0,55 гал / ярд 2 ) до 3,2 л / м 2 (0,70 гал / ярд 2 ) для SAM и 2,7 л / м 2 (0,60 гал / ярд 2 ) до 3,6 л / м 2 (0,80 гал / ярд 2 ) для SAMI, по сравнению с 1,6 л / м 2 (0,35 гал / ярд 2 ) до 2,3 л / м 2 (0,50 галлонов / ярдов 2 ) для обычных стружколомов. Типичные нормы внесения заполнителя находятся в диапазоне от 16 кг / м 2 (30 фунтов / ярд 2 ) до 22 кг / м 2 (40 фунтов / ярд 2 ) для SAM и 8 кг / м 2 (15 фунтов / ярд 2 ) до 14 кг / м 2 (25 фунтов / ярд 2 ) для SAMI, по сравнению с обычными дозами нанесения стружколомов 11 кг / м 2 (20 фунтов / ярд 2 ) до 14 кг / м 2 (25 фунтов / ярд 2 ). (1) Как и в случае любой конструкции со стружколомом, стружка должна наноситься сразу же после нанесения связующего, чтобы обеспечить надлежащую адгезию.

Контроль качества

Для обеспечения надлежащего контроля качества связующего CRM необходимо тщательно контролировать размер частиц резиновой крошки, скорость добавления резиновой крошки, температуру смешивания, а также время смешивания и реакции.

Для обеспечения качества стружкодробления потребуется тщательный контроль размера частиц и расхода каменной крошки для обеспечения соответствия применимым спецификациям.

НЕРЕШЕННЫЕ ВОПРОСЫ

Есть несколько нерешенных вопросов, связанных с использованием резиновой крошки в качестве модификатора асфальтобетона в асфальтобетоне с использованием мокрого процесса.

Хотя в настоящее время доступен лишь ограниченный объем данных о выбросах в атмосферу асфальтобетонных заводов, производящих горячую смесь, содержащую CRM, до сих пор нет доказательств того, что использование асфальтовой смеси для дорожного покрытия, содержащей переработанную резиновую крошку, оказывает какое-либо повышенное воздействие на окружающую среду по сравнению с выбросы от производства обычного асфальтового покрытия. (10) Тем не менее, существует необходимость в дополнительных исследованиях возможности вторичной переработки, а также вопросов здоровья и безопасности рабочих для асфальтовых смесей CRM. Некоторые из этих работ в настоящее время выполняются, и по мере появления данных их следует включить в уже известные данные об этих двух аспектах использования CRM в асфальтовых покрытиях.

Из-за колебаний характеристик асфальтобетонных смесей CRM в разных местах и ​​/ или климатических условиях существует потребность в более тщательно контролируемых экспериментальных полевых участках в различных климатических регионах по всей территории Соединенных Штатов, чтобы получить более надежные данные о характеристиках.Свойства связующего и смеси в этих различных областях необходимо более точно определять и задокументировать. Записи производительности этих тестовых секций, возможно, потребуется отслеживать в течение длительного периода времени, по крайней мере, 5 лет, а возможно, и до 30 лет. (1)

Необходимы дополнительные исследования для определения свойств связующих, получаемых мокрым способом. Желательные свойства стружколомов, промежуточных слоев и горячего асфальта, содержащего CRM, должны быть лучше определены с использованием существующих или недавно разработанных методов испытаний.

ССЫЛКИ

  1. Эппс, Джон А. Использование переработанных резиновых шин на автомагистралях, Синтез NCHRP дорожной практики № 198, Транспортный исследовательский совет, Вашингтон, округ Колумбия, 1994.

  2. Charamia, Equbalali, Joe A. Cano и Russell N. Schnormeier. «Двадцатилетнее исследование асфальто-резиновых покрытий в городе Феникс, штат Аризона». Представлено на 70-м ежегодном заседании Совета по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1991 г.

  3. Charamia, Equbalali, Joe A. Cano и Russell N. Schnormeier. «Двадцатилетнее исследование асфальто-резиновых покрытий в городе Феникс, штат Аризона». Представлено на 70-м ежегодном заседании Совета по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1991 г.

  4. Ван Кирк, Джек Л. «Опыт CalTrans с прорезиненным асфальтобетоном». Представлено на сессии по передаче технологии введения в прорезиненный асфальтобетон, Топика, Канзас, 23 января 1991 г.

  5. Пейдж, Гейл К., Байрон Э. Рут и Рэнди К. Уэст. «Подход Флориды с использованием грунтовой резины для шин в асфальтобетонных смесях». Отчет об исследованиях в области транспорта № 1339 , Совет по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1992, стр. 16-22.

  6. Parcells, W.H. Асфальт-каучук для мембраны, поглощающей напряжение, для замедления образования трещин при отражении. Заключительный отчет. Департамент транспорта Канзаса, Топика, штат Канзас, июнь 1989 г.

  7. Turgeon, Кертис М.«Использование продуктов из асфальта и каучука в Миннесоте». Представлено на национальном семинаре по асфальтобетону, Канзас-Сити, Миссури, 30-31 октября 1989 г.

  8. Эстахри, Синди К., Джо В. Баттон и Эммануэль Г. Фернандо. «Использование, доступность и рентабельность асфальтовой резины в Техасе». Отчет об исследованиях в области транспорта № 1339 , Совет по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1992.

  9. Сверинген, Дэвид Л., Ньютон К. Джексон и Кейт У.Андерсон. Использование переработанных материалов в дорожном строительстве. Департамент транспорта штата Вашингтон, Отчет № WA-RD 252.1, Олимпия, Вашингтон, февраль 1992 г.

  10. Эмери, Джон. «Оценка демонстрационных проектов модифицированного каучуком асфальта». Представлено на 74-м ежегодном заседании Совета по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1995 г.

  11. Руководство AASHTO по проектированию конструкций дорожного покрытия , Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 1993.

  12. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Стандартный метод испытаний, «Отбор проб битумных смесей для дорожных покрытий», Обозначение AASHTO: T168-82, Часть II Испытания, 14-е издание, 1986.

  13. Американское общество испытаний и материалов. Стандартные технические условия D2726-96, «Насыпной удельный вес и плотность неабсорбирующих уплотненных битумных смесей», Ежегодный сборник стандартов ASTM , том 04.03, ASTM, Вест Коншохокен, Пенсильвания, 1996.

  14. Американское общество испытаний и материалов. Стандартная спецификация D2950-96, «Плотность битумного бетона на месте с помощью ядерных методов», Ежегодный сборник стандартов ASTM , том 04.03 , ASTM, Вест Коншохокен, Пенсильвания, 1996.

Предыдущая | Содержание | Следующий

Перспективный материал для устойчивого строительства • scientia.global

Отличия от традиционного бетона

С момента своего создания мы знали, что CRC имеет свойства, значительно отличающиеся от традиционного бетона.Некоторые из этих различий положительны — CRC более устойчив к растягивающим нагрузкам, что означает, что он немного более гибкий, чем традиционный бетон, что позволяет ему более эффективно противостоять ударам. Однако, поскольку существует ограниченное сцепление между резиновой крошкой и частицами бетона, CRC страдает рядом недостатков в своих механических свойствах, включая в целом более низкую прочность на сжатие и обрабатываемость, чем у традиционного бетона.

Первоначальные исследования потенциальной полезности CRC были сосредоточены на том, как этот материал может быть использован в фундаментах и ​​плитах.Эти конструкции в меньшей степени зависят от прочности бетона, но на них приходится около 40% всего потребления бетона в Австралии, что уже свидетельствует о практичности CRC. Тем не менее, исследователи UniSA и RMIT University считают, что роль CRC, возможно, не нужно ограничивать структурами, которые в меньшей степени зависят от прочности. В нескольких недавних исследованиях они показали, что для улучшения его структурных свойств можно использовать широкий спектр методов в процессах производства CRC.

В 2016 году исследователи провели исследование, чтобы определить, как на прочность CRC влияет размер и форма используемых резиновых частиц, а также количество используемой резины в процентах от общей бетонной смеси.Они обнаружили, что простые резиновые крошки действительно более эффективны для увеличения прочности CRC, в отличие от других форм, таких как волокна и стружка. Команда также пришла к выводу, что прочность CRC варьируется в зависимости от процента используемой резины, а также от классификации комбинированных размеров резиновой крошки. Однако для количественной оценки оптимальных процентных соотношений этих значений потребуется дополнительная работа.

Исследование группы выдвинуло на первый план несколько дальнейших направлений исследования, которые могут потребоваться для повышения эффективности CRC.Первый из них включал исследование различных методов, при которых резиновая крошка предварительно обрабатывается химикатами или другими средствами для улучшения сцепления с частицами бетона. Кроме того, исследователи надеялись изучить динамические реакции CRC с различным процентным содержанием каучука, исследовать, как прочность железобетона будет зависеть от связи между CRC и сталью, и разработать методы для численного моделирования свойств CRC.

Обработка резины

В исследовании 2018 года исследователи UniSA и RMIT University изучали, насколько прочный, работоспособный CRC может быть достигнут путем предварительной обработки резиновой крошки с помощью самых разных добавок.Этот тип исследований ранее проводился другими группами, но до тех пор результаты были сильно различающимися и часто противоречивыми. Чтобы повысить надежность результатов, команда провела серию новых экспериментов, используя сложные методы визуализации для их анализа.

Во-первых, они покрыли поверхность резиновой крошки химикатами, включая хлорид натрия, серную кислоту и перманганат калия, а также попытались замачивать их в водопроводной воде, а также нагревать в духовках перед смешиванием.После обработки крохи были проанализированы с использованием двух специализированных методик. Первым из них была рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, которая позволила исследователям точно измерить химический состав поверхностей резиновой крошки. Во-вторых, они использовали сканирующий электронный микроскоп, который позволил им напрямую отображать поверхности крошек с точностью до отдельных атомов. Используя эти методы визуализации, исследователи могли оценить эффекты предварительной обработки в молекулярном масштабе, предоставив подробные сведения о том, насколько работоспособность и сила CRC были улучшены каждым методом лечения.

Примечательно, что команда показала, что предварительная обработка резиновых крошек водой была более эффективной, чем любой другой химикат, в увеличении удобоукладываемости CRC. Они также обнаружили, что это лечение более эффективно, когда время лечения больше. Кроме того, прочность материала на сжатие может быть увеличена до 3% простым смешиванием крошек с сухим цементом перед их смешиванием с бетоном.

Тестирование производительности

В другом исследовании, исследователи UniSA и RMIT University проверили взаимосвязь между напряжением и деформацией различных составов CRC, когда различные процентные содержания песка были заменены каучуком.В твердых телах механическое напряжение описывает силы, которые частицы внутри материала оказывают друг на друга, когда твердое тело сжимается или несет нагрузку. Напряжение описывает, насколько твердое тело расширяется под давлением. Измеряя соотношение напряжения и деформации материала, физики могут определить его «модуль упругости» — величину, описывающую сопротивление твердого тела деформации. Кроме того, «индекс прочности» материала определяет, насколько эффективно он может поглощать энергию от ударов. Для трех различных процентов резины, смешанной с CRC, исследовательская группа количественно определила модуль упругости и индекс вязкости, а также математическое описание механического отклика каждого материала.

Команда обнаружила, что резиновая крошка обычно снижает прочность на сжатие и модуль упругости бетона. Однако они также показали, что CRC имеет более высокий индекс ударной вязкости — когда 18% материала состояло из резиновой крошки, он становился на 11,8% жестче, чем традиционный бетон. Используя эти данные, исследователи разработали несколько формул, чтобы предсказать, как соотношение напряжение-деформация и модуль упругости CRC будут меняться с различным процентным содержанием резины. Они также построили численные модели для предсказания этого поведения, которые согласовывались с их экспериментальными результатами.

В своем последнем исследовании команда исследовала характеристики связи между CRC и стальными профилированными листами. Эта связь особенно важна для структурных применений в железобетоне, где прочность бетона значительно повышается за счет стальных сетей, встроенных в области растяжения. В небольших испытаниях исследователи исследовали прочность связи CRC-сталь, отметив, что CRC-сталь имеет такие же характеристики, как и обычный бетон, при соединении со сталью. Разница в прочности связи между двумя материалами составила менее 4%.Их результаты подтверждают, что CRC действительно может стать жизнеспособным приложением для создания железобетонных плит.

Многообещающее будущее для CRC

Благодаря работе исследователей UniSA и RMIT University, CRC теперь демонстрирует многообещающий потенциал, особенно для использования в железобетоне. Используя идеи команды для оптимизации свойств CRC, можно создать конструкции, которые могут выдерживать удары, в том числе пули и обломки, при сильном ветре.Кроме того, улучшенный динамический отклик CRC может сделать конструкции более устойчивыми к событиям, включая землетрясения, вибрацию оборудования и антропогенную вибрацию, что делает его идеальным материалом для строительства инфраструктуры, промышленности, коммерческих и жилых зданий.

В ходе дальнейших исследований команда планирует улучшить свои числовые модели, чтобы рассмотреть метод «анализа конечных элементов», который включает в себя разбиение материалов на мелкие элементы при моделировании.Для любого действия, применяемого к материалу, динамика каждого элемента рассчитывается индивидуально, прежде чем элементы объединяются вместе, что позволяет моделировать динамику материала в целом. Такие улучшенные модели позволят дополнительно оптимизировать механические свойства CRC для коммерческого применения. Благодаря этим улучшениям, более широкое использование CRC в мировом строительстве дает надежду на снижение значительного воздействия на окружающую среду, вызываемого как отработанными шинами, так и эксплуатацией природных ресурсов.


Познакомьтесь с исследователями

Профессор Джули Миллс

Профессор Джули Миллс — профессор инженерного образования и руководитель школы естественных и искусственных сред Университета Южной Австралии. Ее разнообразные исследовательские интересы включают инженерное образование, гендерные исследования и структурную инженерию. Текущие исследования профессора Миллса в области структурной инженерии сосредоточены на использовании переработанных материалов в качестве частичной замены заполнителя в бетоне.Она является автором многочисленных журнальных публикаций и соавтором двух книг.

Эл. Почта: [email protected]

Доцент Ребекка Гравина

Доцент Ребекка Гравина (Rebecca Gravina) — инженер-строитель и инженер-строитель с 20-летним опытом работы в академической сфере и инженерного консультирования. В настоящее время она работает адъюнкт-профессором гражданского строительства в университете RMIT, Мельбурн. Профессор Гравина получила докторскую степень в Университете Аделаиды и теперь является признанным исследователем, специализирующимся на конструкционных материалах.Она также является главным редактором журнала « Australian Journal of Civil Engineering » и соавтором книги « Предварительно напряженный бетон ».

Эл. Почта: [email protected]

Профессор Ян Чжугэ

Профессор Ян Чжугэ — профессор структурной инженерии, он читал лекции в нескольких австралийских университетах более 20 лет. Она имеет докторскую степень в области структурной инженерии Технологического университета Квинсленда.Ее основные исследовательские интересы включают экологически чистые строительные материалы и экологически чистые бетонные материалы. Профессор Чжугэ получил несколько правительственных наград Австралии и Квинсленда. Она является членом исполнительного комитета Австралийского института бетона.

Эл. Почта: [email protected]

Доктор Син Ма

Доктор Син Ма занимается преподаванием и исследованиями в области гражданского строительства более 15 лет. Он был лектором в университете Тунцзи в Китае после того, как в 2000 году получил степень доктора философии, а в 2004 году был повышен до адъюнкт-профессора.Доктор Ма присоединился к Университету Южной Австралии в 2010 году. Его исследования сосредоточены на композитных конструкциях и конструкциях опор электропередачи.

Эл. Почта: [email protected]

Профессор Билл Скиннер

Профессор Билл Скиннер более 30 лет занимается исследованиями поверхности, из них 24 года — переработкой полезных ископаемых. С 1992 года он работал над физическими и химическими процессами на поверхностях и интерфейсах в Университете Южной Австралии.В частности, его исследования сосредоточены на химии поверхности минералов и материалов, а также на судебной медицине, науке об окружающей среде и биоматериалах.

Эл. Почта: [email protected]

Применимость использования резиновых отходов в конструкциях

ACI Materials Journal

Мохамед К. Исмаил и Ассем А. А. Хассан Факультет инженерии и прикладных наук Мемориального университета Ньюфаундленда

Newswise — Благодаря быстрому развитию автомобильной промышленности в мир ежегодно поступают миллионы утильных шин.Увеличение объемов утильных шин вызывает множество экологических проблем, которые возникают в результате применяемых методов утилизации изношенных шин, таких как сжигание или складирование на свалках. При сжигании отработанных шин выделяются токсичные пары, которые загрязняют воздух и могут загрязнять почву и воду. Точно так же хранение отработанных шин на свалках в течение длительного времени может привести к множеству проблем для окружающей среды и здоровья: складированные шины являются питательной средой для комаров и других вредителей, которые могут вызвать широкое распространение многих болезней.

Использование переработанной резины, полученной из утильных автомобильных шин, в гражданском строительстве, таком как производство бетона, представляет собой эффективный метод безопасного использования огромных объемов отходов. Это повторное использование способствует развитию экологически чистых зданий и поощряет концепцию устойчивого производства, которой в настоящее время уделяется все больше внимания. Кроме того, низкая плотность резинового заполнителя по сравнению с обычным заполнителем может значительно способствовать разработке полулегкого и легкого бетона, что помогает достичь более экономичной конструкции.Вышеупомянутые преимущества могут быть усилены, когда резиновый заполнитель используется для разработки самоуплотняющегося прорезиненного бетона (SCRC). Разработка SCRC сочетает в себе полезные эффекты резиновых заполнителей и желаемые свойства самоуплотняющегося бетона, такие как распространение и заполнение опалубки под собственным весом без применения вибрации, что может решить проблему протекания бетона через перегруженную арматуру.

За последние два десятилетия были проведены значительные исследования по использованию измельченной резины и / или резиновой крошки (CR) в качестве замены грубого и / или мелкого заполнителя.Большинство исследований, проведенных по использованию резиновых отходов в бетоне, показали, что использование резинового заполнителя может быть потенциальным альтернативным способом повышения пластичности, деформационной способности, ударопрочности и поглощения энергии бетона. Однако увеличение содержания каучука отрицательно сказывается на механических свойствах бетона. Это снижение механических свойств объясняется двумя возможными причинами: (i) более низким модулем упругости резинового заполнителя по сравнению с затвердевшей цементной пастой и (ii) плохой адгезией между частицами резины и окружающим строительным раствором.Эти причины побуждают многих исследователей предлагать множество подходов для смягчения снижения механических свойств из-за включения резиновых заполнителей. В некоторых исследованиях предполагалось, что механические свойства прорезиненного бетона можно улучшить с помощью предварительной химической обработки поверхности резины, которая улучшает адгезию между резиной и цементной пастой. Предыдущие исследования рекомендовали различные методы лечения, такие как использование поливинилового спирта, гидроксида натрия и соединений серы.Однако даже после обработки исследователи наблюдали незначительное улучшение механических свойств прорезиненного бетона. Другие исследователи предположили, что использование дополнительных вяжущих материалов, таких как микрокремнезем и метакаолин, может компенсировать снижение механических свойств в результате добавления резиновых отходов.

Несмотря на то, что ведутся активные исследования использования резинового заполнителя в бетоне, большинство исследований было сосредоточено на оценке влияния резинового заполнителя на механические свойства и долговечность бетона с использованием небольших образцов, таких как кубы, цилиндры и призмы.С другой стороны, полномасштабные испытания для изучения применимости этого типа бетона для строительных конструкций значительно отсутствуют, особенно при использовании ПКРК. Стремясь заполнить этот пробел и исследовать применимость использования отработанного каучука в конструкциях, на кафедре гражданского строительства Мемориального университета Ньюфаундленда экспериментально изучается влияние резинового заполнителя, особенно CR в качестве частичной замены мелкозернистого заполнителя, на конструктивное поведение железобетонных балок.Двенадцать натурных балок, изготовленных из самоуплотняющегося бетона и вибробетонных смесей, были испытаны при изгибной нагрузке. Исследование включало оценки влияния CR на способность к изгибу, поведение трещин, отклик на прогиб, деформацию / жесткость бетона, пластичность и ударную вязкость испытанных балок. Смеси балок были разработаны с переменным процентным содержанием CR (от 0% до 50%) с использованием различного содержания связующего, добавления метакаолина и / или использования воздухововлечения.В ходе исследования также обсуждалась эффективность некоторых уравнений на основе кода для прогнозирования предельной прочности на изгиб тестируемых балок.

На основании результатов, полученных в результате исследования, можно сделать вывод, что по мере увеличения процента CR с 0% до 50% нагрузка на первую трещину, жесткость бетона и жесткость балок на изгиб в целом уменьшались. С другой стороны, использование до 20% CR может улучшить деформационную способность, пластичность и ударную вязкость балки с незначительным влиянием на предельную изгибную нагрузку.Дальнейшее увеличение добавления CR (от 20% до 50%), по-видимому, ограничивает способность балок испытывать сильную деформацию и поглощать больше энергии, что приводит к снижению пластичности и прочности испытанных балок. Увеличение процента CR более чем на 20%, по-видимому, повлияло на консервативную оценку моментной способности балок на основе текущих проектных норм ACI 318-08 и CSA-04. Тем не менее, ACI 318-08 и CSA-04 могут использоваться для получения консервативной оценки предельного момента нагрузки, а также для обеспечения адекватного коэффициента нагрузки на случай отказа.

Исследователи из Мемориального университета Ньюфаундленда считают, что результаты этого исследования будут способствовать повышению производительности ПКРК и будут очень полезны при разработке ПКРК с многообещающим потенциалом для применения в конструкциях.

Исследование можно найти в статье «Характеристики полномасштабных самоуплотняющихся прорезиненных бетонных балок при изгибе», опубликованной ACI Materials Journal.

За дополнительной информацией обращайтесь: Джули Уэбб Американский институт бетона Специалист по маркетинговым коммуникациям 248-848-3148 [адрес электронной почты защищен]

Всегда вперед — Американский институт бетона является ведущим органом и ресурсом во всем мире по разработке и распространению основанных на консенсусе стандартов и технических ресурсы, образовательные программы и сертификаты для частных лиц и организаций, занимающихся проектированием, строительством и материалами из бетона, которые разделяют стремление к наилучшему использованию бетона.Инклюзивная, индивидуальная структура, управляемая участниками, и ценные, рентабельные преимущества привели к созданию важной организации, которая приглашает к сотрудничеству и приветствует всех конкретных профессионалов, которые хотят стать частью уважаемой, связанной социальной группы, которая предоставляет возможность для профессионального роста, налаживания контактов. и наслаждение. Для получения дополнительной информации посетите www.concrete.org.

Этот бетон спасает жизни

Землетрясения, к сожалению, представляют для некоторых постоянную угрозу.Все инженерные и архитектурные планы должны учитывать возможные последствия землетрясений и способы их уменьшения. Только в 2017 году в мире произошло около 1566 землетрясений с магнитудой от 5 до 8+. Итак, возникает вопрос: как бороться с неизбежным?

Главной проблемой, связанной с землетрясением, является стабильность и безопасность инфраструктуры. Это так важно, потому что отказ инфраструктуры является причиной большинства смертей, связанных с землетрясениями.Другие ужасные последствия включают резкое увеличение числа людей, которые могут стать бездомными, крах городов, разрушение достопримечательностей и культурных ценностей, а также психическое состояние пострадавших. Однако при наличии хорошо продуманных конструкций и соответствующих материалов можно построить инфраструктуру, более устойчивую к землетрясениям.

План обороны

Следующие три слова потенциально могут произвести революцию в мире сейсмостойкости: резиновая крошка из бетона (CRC).Эта концепция пользуется успехом в различных отраслях и дисциплинах. Это вызывает интерес у инженеров-строителей, работающих над поиском следующего архитектурного прорыва, а также у экологов, которым всегда любопытно узнать, существует ли экологически чистая альтернатива. Недавние исследования показали, что с этой новой бетонной смесью здания могут лучше противостоять ударам землетрясения.

Что такое резиновая крошка?

Возможно, вы уже знаете, что состав бетона состоит из пасты и заполнителя.Ингредиент пасты — цемент; тогда как заполнитель обычно представляет собой смесь песка и гравия. Теперь замените часть раствора заполнителя резиной от использованных шин — теперь у вас есть резиновая крошка. Некоторые говорят, что это даже будущее инфраструктуры.

Чтобы узнать больше о футуристических изменениях в нашей отрасли, взгляните на эту электронную книгу.

Проведено исследование

Считается, что присутствие резины делает инфраструктуры лучше приспособленными к сейсмическим волнам.Учитывая эту возможность, были проведены экспериментальные исследования для дальнейшего изучения его преимуществ.

Построены три бетонные колонны. В двух использовалась обычная формула бетона, а в третьем — из резиновой крошки. Затем эти колонки были испытаны при осевом сжатии, что означает, что давление равномерно прикладывалось к верхней поверхности колонки. Затем исследователи постепенно увеличивали обратную циклическую нагрузку на колонны, подвергая их той же нагрузке, что и во время реального землетрясения.Исследователей интересовали пластичность, способность материала растягиваться; коэффициент демпфирования, или как вибрации уменьшают афтершок; и рассеивание энергии.

После выдерживания сейсмической нагрузки колонна из резиновой крошки из бетона имела более высокий коэффициент гистерезисного демпфирования и большее рассеивание энергии, выдерживая при этом такую ​​же боковую нагрузку, как и обычные колонны. Это было особенно впечатляюще, поскольку оказалось, что цемент обладает более высокой пластичностью и меньшим растрескиванием. Такое сочетание качеств привело к тому, что прорезиненная колонна понесла гораздо меньше повреждений, чем обычные колонны.

Это исследование также открыло дверь для дальнейших вопросов. Исследователи обнаружили, что при использовании резиновой крошки размером 1,18 — 2,36 мм они почти не заметили влияния на ключевые факторы, такие как коэффициент демпфирования. Однако при увеличении размера крошки до 6 мм они достигли 62% увеличения демпфирования бетона. Поскольку такие незначительные детали вызывают большие различия, необходимо провести дополнительные исследования, чтобы найти наиболее эффективное сочетание.

Экологические преимущества

Использованные шины буквально скапливаются на свалках по всему миру.Каждый год один миллиард шин выбрасывается, и считается, что срок их службы подошел к концу. Учитывая эту постоянно растущую проблему, найти еще один творческий способ утилизации изношенных шин в интересах всех. Учитывая потребность в бетоне при строительстве, резиновая крошка представляет собой экологически чистую альтернативу, которая даст этим отслужившим шинам новое начало.

Итак, возможно, главный вывод заключается в том, что решение проблемы сбоя инфраструктуры из-за землетрясений в будущем может быть прямо у нас под носом или на свалке.

Взгляните на эту электронную книгу, чтобы узнать больше о том, что нас ждет в будущем.

Патент США на блоки для каменной кладки из резиновой крошки Патент (Патент № 9,670,095 от 6 июня 2017 г.)

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА СООТВЕТСТВУЮЩИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ

Это приложение является частичным продолжением (CIP) и, таким образом, заявляет о преимуществах заявки США сер. № 14/253,978, поданной 16 апреля 2014 г., полностью включенной в настоящий документ посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область техники

Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к кирпичному блоку, в котором резиновая крошка заменяет песок в кирпичном блоке, содержащем цемент, заполнитель, резиновую крошку и воду.

Описание предшествующего уровня техники

«Предыстория», представленная в данном документе, предназначена для общего представления контекста раскрытия. Работа названных в настоящее время изобретателей в той мере, в какой она описана в этом разделе, посвященном базовым данным, а также аспекты описания, которые иначе не могут считаться предшествующим уровнем техники на момент подачи заявки, ни прямо, ни косвенно не признаются в качестве известного уровня техники в отношении настоящее изобретение.

Поиск инновационных, экологически чистых и готовых к использованию строительных композитов, сочетающих более высокую эффективность и качество в процессе строительства с улучшенным термическим сопротивлением, продолжается. Это предъявляет повышенные требования к термическим и механическим (термомеханическим) характеристикам новых строительных изделий, интегрированных с различными штукатурками, пленкой, частицами и резиной. Большой спрос на промышленность строительных материалов возник в результате роста населения, что привело к хронической нехватке строительных материалов.Затем перед инженерами стояла задача преобразовать промышленные отходы в полезные строительные и строительные материалы. Накопление неуправляемых отходов является сегодня одной из серьезных экологических проблем, особенно в развивающихся странах. Переработка таких отходов, как строительные материалы, представляется жизнеспособным решением не только такой проблемы загрязнения, но и проблемы экономичного проектирования зданий. Рост популярности использования экологически чистых, недорогих и легких строительных материалов в строительной индустрии вызывает необходимость поиска более инновационных, гибких и универсальных композитов.Наиболее важные аспекты инноваций могут заключаться в разработке интегрированных изоляционных материалов, таких как теплоизоляция, железобетон, двух- или трехкомпонентные сборные сэндвич-панели и прорезиненный бетон. Частично этот интерес заключается в установлении тепловых характеристик альтернативных систем и продуктов. Для разработки и производства продукции требуются точные тепловые характеристики. Существуют методы и данные для работы с общими стенами и изоляцией зданий, но в новых системах и продуктах такие данные обычно отсутствуют.

Одним из новых и популярных продуктов в этом смысле являются модифицированные вяжущие композиты с утилизируемой резиной для шин. Использование резины из утильных шин в цементно-бетонных смесях может дать большие преимущества, такие как более низкая плотность, повышенная вязкость и пластичность, более высокая ударопрочность и более эффективная тепло- и звукоизоляция. Использование переработанной резины для шин также помогает облегчить проблемы утилизации и решить растущую обеспокоенность общественности необходимостью сохранения природного песка и заполнителей.

Накопление выброшенных изношенных шин является серьезной проблемой, поскольку резиновые отходы не поддаются биологическому разложению даже после длительного периода времени. Обработка мусорных свалок и неуправляемые отработанные шины представляют опасность для окружающей среды и здоровья из-за опасности возникновения пожара и являются рассадником болезнетворных комаров. Таким образом, альтернативы ориентированы на рекуперацию материалов и энергии.

Кирпич — самый основной строительный материал для строительства недорогих домов и квартир.Обычные виды кирпича изготавливаются из обожженной глины, и при его производстве расходуется значительное количество топлива.

Резиновая крошка производится путем ступенчатого измельчения изношенных шин. Резиновая крошка может использоваться в различных отраслях промышленности, таких как производство прорезиненного асфальта, матов и спортивных площадок. Производство композитной резиновой крошки откроет новый рынок для резиновой крошки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вышеупомянутые параграфы были предоставлены в качестве общего введения и не предназначены для ограничения объема следующей формулы изобретения.Описанные варианты осуществления вместе с дополнительными преимуществами будут лучше всего понятны при обращении к нижеследующему подробному описанию, взятому вместе с сопроводительными чертежами.

Согласно первому аспекту настоящее раскрытие относится к кирпичному блоку, содержащему i) 20-30 мас.% Цемента, ii) 50-60 мас.% Заполнителя, который не является резиновой крошкой, iii) 1-10 мас.%. вода и iv) 10-20 мас.% резиновой крошки по отношению к общей массе кирпичного блока. Резиновая крошка, присутствующая в кирпичном блоке, имеет форму крупных частиц размером 1.5-5 мм, мелкие частицы, имеющие размер 50-250 мкм, или смесь крупных и мелких частиц.

В одном варианте осуществления резиновая крошка находится в форме крупных частиц, имеющих размер 1,5-5 мм.

В одном варианте осуществления резиновая крошка находится в форме мелких частиц, имеющих размер 50-250 мкм. В одном варианте осуществления мелкие частицы имеют размер 100-148 мкм.

В одном варианте осуществления присутствует смесь крупных и мелких частиц.В одном варианте соотношение крупных и мелких частиц составляет от 2: 1 до 1: 2.

В одном варианте отношение крупных частиц к мелким составляет примерно 1: 1.

В одном варианте выполнения кладочный блок имеет удельную массу 1000-1250 кг / м 3 .

В одном варианте реализации кирпичный блок имеет водопоглощение 6,0-9,0%, как определено ASTM C 642.

В одном варианте заполнитель представляет собой измельченный повторно используемый бетонный материал.

В одном варианте осуществления в кирпичном блоке нет заполнителя, наполнителя или добавки, которые включают элемент группы 13. В одном варианте осуществления элемент группы 13 представляет собой бор.

В одном варианте осуществления резиновая крошка представляет собой силанизированную резиновую крошку, полученную обработкой резиновой крошки силанизирующим агентом, выбранным из группы, состоящей из аминосилана, глицидоксисилана и меркаптосилана. В одном варианте аминосилан выбран из группы, состоящей из (3-аминопропил) диэтоксиметилсилана, (3-аминопропил) диметилэтоксисилана и (3-аминопропил) триметоксисилана.В одном варианте осуществления глицидосилан представляет собой (3-глицидоксипропил) диметилэтоксисилан. В одном варианте реализации меркаптосилан представляет собой (3-меркаптопропил) триметоксисилан или (3-меркаптопропил) метилдиметоксисилан.

В одном варианте осуществления каучуковая крошка представляет собой каучуковую крошку с модифицированной поверхностью на основе карбоновой кислоты, полученную обработкой резиновой крошки перекисью водорода.

В одном варианте осуществления кладочный блок имеет мас.% Резиновой крошки в диапазоне от 12 до 18% по отношению к общему весу кирпичного блока.

В одном варианте выполнения кладочный блок состоит из цемента, заполнителя, воды и резиновой крошки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Более полное представление о раскрытии и многих сопутствующих ему преимуществах будет легко получено по мере того, как оно станет лучше понятым со ссылкой на следующее подробное описание при рассмотрении в сочетании с сопроводительными чертежами, на которых :

РИС. 1 изображен обычный каменный блок;

РИС.2 показан каменный блок, усиленный резиновой крошкой.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Варианты осуществления настоящего раскрытия теперь будут описаны более полно в дальнейшем со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых показаны некоторые, но не все варианты осуществления настоящего раскрытия.

В одном варианте осуществления изобретения описаны блоки для каменной крошки, дополненные резиной (CR). В одном варианте осуществления резиновую крошку получают из утильных шин после обработки.Затем резиновую крошку смешивают в определенных процентных долях с частицами заполнителя, цементом и водой. Обычная обработка кирпичных блоков включает смешивание заполнителя, цементной воды и 15% песка. Песок обычно составляет около 10-20% кирпичного блока. Предпочтительно около 15% обычного кирпичного блока составляет песок. Песок — это природный гранулированный материал, состоящий из мелкодисперсных частиц породы и минералов. Состав песка может варьироваться в зависимости от местных источников породы и условий, но наиболее распространенный компонент песка во внутренних районах включает SiO 2 в форме кварца.Песок находится в форме частиц, например, зерна имеют диаметр от 0,0625 мм или менее до примерно 2 мм.

Любой тип цемента или цементосодержащего материала может быть использован в любом из вариантов осуществления, раскрытых в данном документе. Например, цемент может включать портландцементы типа I, типа 1a, типа II, типа IIa, типа III, типа IlIa, типа IV и V (с использованием стандарта ASTM C150 или европейского стандарта EN-197), гидравлических цементов, негидравлические цементы, портландцемент с летучей золой, портланд-пуццолановый цемент, портланд-силикатный цемент, кладочные цементы, строительные растворы, цементы EMC, штукатурные смеси, пластичные цементы, расширяющиеся цементы, белые смешанные цементы, пуццолановые цементы, шлаково-известковые цементы, суперсульфатированные цементы , цементы на основе алюмината кальция, цементы на основе сульфоалюмината кальция, геополимерные цементы, цементы Rosendale, полимерцементный раствор, известковый раствор и / или раствор Pozzolana.

В одном варианте реализации SiO 2 может присутствовать в цементе. Цемент может включать материалы, содержащие SiO 2 , включая, помимо прочего, белит (2CaO · SiO 2 ), алит (3CaO · SiO 2 ), целит (3CaO · Al 2 O 3 ) или браунмиллерит (4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 ), обычно встречающийся в без песка цементе.

В одном варианте выполнения кладочные блоки изготавливают путем смешивания цемента с резиновой крошкой в ​​отсутствие песка.В другом варианте выполнения кладочные блоки изготавливаются из цемента, содержащего песок, и смешивания цемента с резиновой крошкой. Предпочтительно, чтобы в кирпичном блоке не было песка в качестве заполнителя.

В настоящем описании песок заменяется резиновой крошкой с образованием кирпичного блока, содержащего цемент, заполнитель, воду (которая может находиться в прореагировавшей форме после отверждения) и резиновую крошку. В одном варианте осуществления кладочный блок состоит из цемента, заполнителя, воды и резиновой крошки.

Кладочные блоки с резиновой крошкой могут включать в себя мас.% Цемента в диапазоне 20-30%, или 21-29%, или 22-28%, или 23-27%, или 24-26%, или 25% от общего веса кирпичного блока.Каменные блоки, дополненные резиновой крошкой, могут включать мас.% Заполнителя (который не является резиновой крошкой) в диапазоне 50-60%, или 51-59%, или 52-58%, или 53-57%, или 54. -56%, или 55% по отношению к общему весу кирпичного блока. Каменные блоки с добавлением каучуковой крошки могут включать в себя вес.% Воды в диапазоне 1-10%, или 2-9%, или 3-8%, или 4-7%, или 5% по отношению к общей массе кладочный блок. Каменные блоки с добавлением резиновой крошки могут включать мас.% Резиновой крошки в диапазоне 10-20%, или 11-19%, или 12-18%, или 13-17%, или 14-16%, или 15%. % по отношению к общему весу кирпичного блока.Предпочтительно, каменный блок, усиленный резиновой крошкой, может иметь состав в мас.%, Который включает 25% цемента, 55% заполнителя, 5% воды и 15% резиновой крошки или 30% цемента, 55% заполнителя, 5% воды и 10% резиновая крошка или 25% цемента, 50% заполнителя, 10% воды и 20% резиновая крошка.

Резиновую крошку обычно получают из переработанных шин, измельченных до размера куска угля. После этого эти самородки измельчаются примерно до размера грецкого ореха, с дальнейшими методами измельчения кусочки резины размером с грецкий орех уменьшаются до размера ячеек до более низкого размера ячеек.Резиновая крошка может быть в форме крупных частиц, имеющих размер 1,5-5 мм, мелких частиц, имеющих размер 50-250 мкм, или смеси крупных и мелких частиц.

В одном варианте осуществления резиновая крошка имеет форму крупных частиц, имеющих размер 1,5-5 мм, или 1,6-4,5 мм, или 1,7-4 мм, или 1,8-3,5 мм, или 1,9-3,2 мм, или 2-3 мм.

В одном варианте осуществления резиновая крошка имеет форму мелких частиц, имеющих размер 50-250 мкм, или 60-240 мкм, или 70-230 мкм, или 80-220 мкм, или 90-210 мкм, или 100-200, или 100-180 мкм, или 100-160 мкм, или 100-150 мкм, или 100-148 мкм, или 100-140 мкм.Предпочтительно мелкие частицы резиновой крошки имеют размер ячеек 65-100 меш, 70-100 меш, 75-95 меш, 80-90 меш или 80 меш (177 мкм).

В одном варианте осуществления присутствует смесь крупных и мелких частиц. Соотношение крупных и мелких частиц (по массе) может составлять от 2: 1 до 1: 2, или от 1,9: 1 до 1: 1,9, или от 1,8: 1 до 1: 1,8, или от 1,7: 1 до 1: 1,7, или 1,6: 1 до 1: 1,6, или от 1,5: 1 до 1: 1,5, или от 1,4: 1 до 1: 1,4, или от 1,3: 1 до 1: 1,3, или от 1,2: 1 до 1: 1,2, или 1,1: 1 к 1: 1.1 или примерно 1: 1.

В одном варианте осуществления частицы резиновой крошки по настоящему изобретению обрабатывают агентом для обработки поверхности, таким как перекись водорода, с образованием обработанных частиц, имеющих больше карбоксильных центров, чем необработанные частицы. Функциональные группы в смеси, содержащей воду, заполнитель и цемент, затем взаимодействуют с карбоксильными участками, тем самым заставляя частицы обработанной резиновой крошки контактировать и суспендироваться в смеси в гораздо большей степени, чем необработанные частицы.

Желательно, чтобы частицы резиновой крошки были как можно меньше, чтобы их легче было суспендировать в смеси. Частицы можно обрабатывать, смешивая их с перекисью водорода при температуре около 65-85 градусов по Цельсию при перемешивании в течение около 20-30 минут, чтобы получить свободно сыпучий порошок. Предпочтительно количество используемой перекиси водорода составляет 0,035-0,040 миллимоль перекиси на грамм смеси.

В другом варианте реализации настоящего изобретения резиновая крошка также может быть спрессована при высоком давлении в присутствии специального уретана, силиката натрия или любых других приемлемых клеев.Предпочтительно резиновую крошку прессуют под высоким давлением в присутствии силиката натрия. В одном варианте осуществления прилагаемое давление ступенчато регулируют до тех пор, пока резиновая крошка не станет текучей, сначала применяя 1600 фунтов на квадратный дюйм, а затем с 15-секундными интервалами повышая давление на 500 фунтов на квадратный дюйм, пока давление не достигнет 3600 фунтов на квадратный дюйм.

В другом варианте осуществления каучуковая крошка может быть обработана силанизирующим агентом, включая, но не ограничиваясь ими, аминосиланы, глицидоксисиланы и меркаптосиланы. Такие аминосиланы включают, но не ограничиваются ими, (3-аминопропил) диэтоксиметилсилан, (3-аминопропил) диметилэтоксисилан и (3-аминопропил) триметоксисилан.Такие глицидоксисиланы включают, но не ограничиваются ими, (3-глицидоксипропил) диметилэтоксисилан. Такие меркаптосиланы включают, но не ограничиваются ими, (3-меркаптопропил) триметоксисилан и (3-меркаптопропил) метилдиметоксисилан. Органофункциональная алкоксисилановая группа силанизирующего агента взаимодействует с гидроксильными группами резиновой крошки для замещения алкоксигрупп, присоединенных к молекуле силана. Формируется матрица резиновой крошки, содержащая силанизированную резиновую крошку.

Примеры заполнителей включают измельченный переработанный бетон, гравий, горные породы, естественный грунт, добытые в карьерах измельченные минеральные агрегаты из вулканических, метаморфических или осадочных пород, включая неиспользованные и отработанные агрегаты от работ в карьере, гравий, драгированные заполнители, стент из китайской глины, отходы китайской глины, натуральный камень, переработанное битумное покрытие, переработанное бетонное покрытие, переработанные материалы дорожного основания и основания, щебень, строительные отходы и отходы сноса, отходы / переработанная зола дымовых газов, стеклянный колотый мусор, сланцевые отходы, отходы пластика, яичная скорлупа, морские раковины и смеси его В одном варианте заполнитель представляет собой измельченный повторно используемый бетон.Измельченный вторичный бетон может быть получен путем дробления, измельчения, измельчения и т. Д. Любого бетонного материала, включая бетонные композиции, которые включают песок в качестве заполнителя, или, более предпочтительно, бетонный материал из настоящего описания (т.е. цемент, заполнитель, который не включает песок, воду , резиновая крошка).

В одном варианте осуществления в кирпичном блоке нет заполнителя, наполнителя или добавки, которые включают элемент группы 13. В одном варианте осуществления элемент группы 13 представляет собой бор. Примеры заполнителей, наполнителей или добавок, содержащих бор, включают боросиликаты, борную кислоту, карбид бора, борсодержащие волокна, борсодержащие ткани, борсодержащую сетку, борные нити, боракс, оксид бора, ферробор и борированную нержавеющую сталь, колеманит, улексит. , кемит, тинкал, нитрид бора, бораты или их смеси или изотопы бора.

В одном варианте выполнения кирпичный блок имеет удельную массу 1000-1250 кг / м 3 , предпочтительно 1020-1200 кг / м 3 , предпочтительно 1025-1150 кг / м 3 . Обычные блоки для кладки имеют удельный вес около 1259-1260 кг / м 3 , следовательно, блок кладки по настоящему раскрытию может иметь удельный вес (в кг / м 3 ), который на 10-20% ниже, чем это обычные бетонные блоки, которые позволяют уменьшить вес каркаса здания и уменьшить износ любого оборудования для обработки бетона.

В одном варианте осуществления кирпичный блок имеет водопоглощение 6,0-9,0%, или 6,5-8,98%, или 6,8-8,95%, или 6,9-8,93%, как определено ASTM C 642.

В одном варианте осуществления кирпичный блок имеет теплопроводность 0,3-0,58 Вт / м · k, предпочтительно 0,34-0,56 Вт / м · k, предпочтительно 0,36-0,54 Вт / м · k, предпочтительно 0,4-0,52 Вт / м · k. Обычные блоки для кладки имеют теплопроводность 0,585 Вт / м · К, и, следовательно, блоки для кладки по настоящему раскрытию (т.е. с резиновой крошкой) имеют более низкую теплопроводность, что может обеспечить энергосбережение в зданиях, в которых используются блоки для кладки из резиновой крошки.

Вес каменного блока, дополненного резиновой крошкой, находится в диапазоне 10-30 кг, предпочтительно 11-20 кг, предпочтительно 15-20 кг, предпочтительно 12-18 кг, предпочтительно 16-19 кг.

Один вариант осуществления включает кирпичную кладку, содержащую резиновую крошку, заполнитель, цемент и воду. В одном варианте осуществления резиновая крошка, цемент и заполнитель помещают в бетономешалку и перемешивают в сухом виде в течение периода времени в диапазоне от 30 секунд до 10 минут, 45 секунд до 8 минут или от 50 секунд до 5 минут. Предпочтительно резиновую крошку, цемент и заполнитель смешивают в сухом виде в течение 1 минуты.При смешивании резиновой крошки, цемента и заполнителя образуется смесь, в которой резиновая крошка однородно диспергирована. После процесса сухого перемешивания к смеси резиновой крошки, цемента и заполнителя добавляют воду. Воду медленно наливают в миксер, в то время как миксер переворачивает цемент, резиновую крошку и заполнитель в течение периода времени в диапазоне 1-10 минут, 2-8 минут или 3-6 минут. Предпочтительно воду примешивают к смеси в течение 3 минут.

Смесь воды, резиновой крошки, цемента и заполнителя загружается в стальную форму для создания формы кирпичного блока.Свежая смесь уплотняется в форме с помощью стального стержня. После затвердевания в форме смесь отверждается на воздухе в течение 1-10 часов, 2-8 часов или 4-7 часов. Предпочтительно смесь отверждается на воздухе в форме в течение 6 часов, а затем удаляется из формы, что приводит к кирпичному блоку. Затем кладочный блок отверждается в течение 15-30 дней в резервуаре для отверждения, заполненном водой, насыщенной известью, при температуре в диапазоне 20-30 ° C, 21-29 ° C или 22-28 ° C. С.Предпочтительно образец кирпичного блока отверждается в течение 28 дней в резервуаре для отверждения, заполненном водой, насыщенной известью, при температуре 22 ° C.

В одном варианте осуществления резиновая крошка представляет собой термореактивный или термопластичный полимер в форме переработанной резиновой крошки из утильных шин легковых и грузовых автомобилей.

В другом варианте осуществления кирпичные блоки из дополненной CR не требуют новых маршрутов обработки, поскольку может быть принят тот же маршрут, что и для производства обычных блоков.

В другом варианте выполнения кирпичи из усиленной кладки CR удовлетворяют стандарту для использования в строительной промышленности.

В другом варианте осуществления блоки из кирпичной кладки, усиленные CR, вносят значительный вклад в использование резиновой крошки, что будет стимулом для прекращения горения автомобильных шин и начала их измельчения, чтобы получить больше CR для использования в таком применении.

Было замечено, что среди населения существует физиологический барьер для использования продуктов, изготовленных из CR (или отработанных шин, как они его называют). Это препятствует использованию CR в таких важных приложениях, как полы и игровые площадки.Настоящий вариант осуществления использует CR в продуктах и ​​приложениях, которые не находятся в прямом контакте с людьми, чтобы снять это ограничение.

Утилизированные шины не могут рассматриваться как отходы, поскольку они содержат необходимую резиновую крошку, которую можно было бы утилизировать. Это ценный продукт, который постоянно расширяется и растет на диверсифицированных рынках. Гораздо лучше удалить шины из потока отходов, независимо от метода утилизации, чем допустить продолжение неконтролируемых и катастрофических пожаров изношенных шин по всему миру.Извлеченные материалы также можно использовать после удаления CR из шин. Блоки Masonry с добавлением CR, описанные в раскрытии, были в состоянии пройти стандарты ASTM, принятые для использования блоков Masonry в ненагруженных приложениях в дополнение к водопоглощению.

Использование и переработка резиновой крошки в промышленности окажет огромное воздействие на окружающую среду, поскольку утильные шины обычно сжигаются из-за отсутствия подходящего использования резиновой крошки, которая извлекается из них.

Приведенные ниже примеры предназначены для дополнительной иллюстрации блоков каменной кладки, их характеристик и их использования и не предназначены для ограничения объема формулы изобретения.

ПРИМЕРЫ

Был проведен сравнительный анализ между обычными каменными блоками и блоками, дополненными CR. Разработанные блоки CR продемонстрировали комбинацию свойств, которые удовлетворяли требованиям ASTM по ненагруженности, а также удовлетворяли требованиям испытания на водопоглощение.

В настоящее время имеющиеся в продаже блоки для каменной кладки состоят из заполнителя, цемента, воды и песка и широко используются в строительной отрасли.В настоящем описании песок заменяется резиновой крошкой с использованием того же способа обработки. Кладочный блок из резиновой крошки был оценен на предмет эксплуатационных качеств каменных блоков в условиях, аналогичных тем, с которыми они столкнулись при их использовании в строительной отрасли. Обычные блоки для кладки состоят из следующих ингредиентов с указанным процентом, указанным в таблице 1:

ТАБЛИЦА 1 Процентный состав обычных блоков для кладки IngredientPercentageCement25% Aggregate55% Water 5% Sand15%

.1 изображены обычные блоки для кладки, средний вес которых составляет 20,150 кг.

В таблице 2 показан пример процентного состава каменной кладки, дополненной резиновой крошкой.

ТАБЛИЦА 2 Процентный состав каменных блоков с резиновой крошкой Ингредиент Процент цемента 25% Заполнитель 55% Вода 5% Резиновая крошка 15%

РИС. 2 показан блок, изготовленный с использованием CR-аугментации, который в среднем весит 17,6 кг.

К разработанным блокам добавлены CR различных размеров.В таблице 3 показаны различные размеры CR и их состав.

ТАБЛИЦА 3 Образцы Размер и обозначение состава Тип CR (по весу) F Мелкозернистый 100-200 мкм (диаметр) -100% C Крупнозернистый 2-3 мм (диаметр) -100% FC Смесь мелкого и 50% мелкого (100-200 мкм) + Крупнозернистый 50% крупный (2-3 мм)

Для обозначения типов блоков используется следующая номенклатура:

N-нормальный блок

F- Блок с мелкой резиновой крошкой (порошок)

FC-блок с 50% резиновая мелкая крошка (порошок) и 50% грубая резиновая крошка (сетка)

C-Блок с крупной резиновой крошкой (сетка)

В таблице 4 сравнивается удельный вес обычных и разработанных блоков для кладки CR.

ТАБЛИЦА 4 Удельный вес обычных и разработанных блоков из CR. Сухая печь Образец, длина, ширина, высота, вес единицы, обозначение, гмммммм кг / м 3 N20150.54002011991259.44F16366.84001992001028.07FC17868.840019919

.05C18592.34002002031144.8 Вес, указанный в таблице 9
1144.8, в соответствии с данными 1144.8 разработанных кладочных блоков CR меньше, чем у обычных кладочных блоков. В среднем удельный вес кирпичных блоков CR на 10-25% меньше, чем у обычных блоков.Уменьшение удельного веса кирпичных блоков CR повлечет за собой меньший вес каркаса здания, а также меньший износ подъемно-транспортного оборудования.

Было проведено множество испытаний каменных блоков, дополненных резиновой крошкой, с целью оценить любое улучшение их характеристик. Испытания на сжатие (как несущие, так и ненагруженные) были выполнены в дополнение к водопоглощению как для обычных блоков, так и для блоков с дополнением CR.

ТАБЛИЦА 5 Прочность на сжатие обычных и разработанных блоков из CR. ASTM C129ASTM C90Среднее требование Требование КомпрессивноеСжатие без нагрузки для нагрузки — образец Нетто площадь, нагрузка, прочность, прочность, тип подшипника, мм 2 кНМПа МПаБлоки блоки N47204612.412.9712.93.45а испытаны и FC-147380155.43.283.394.14 МПа для 13,1 МПа для FC-247653166.43.49среднее из трех трех образцов C46804331.57.087.08

Разработанные блоки из CR были испытаны на прочность на сжатие.Результаты этих испытаний представлены в таблице 5. Прочность разработанных блоков на сжатие сравнивается с прочностью обычных блоков. Кроме того, требования ASTM к ненагруженным и несущим блокам представлены в последних двух столбцах таблицы 5. Как видно из данных в таблице 5, прочность на сжатие обычных блоков составляла 12,97 МПа, в то время как она находилась в диапазоне от 3,4 до 7,1 МПа в кирпичных блоках CR. В то время как обычные блоки соответствуют требованиям ASTM как для ненесущих, так и для несущих блоков, разработанные блоки удовлетворяют требованиям для ненесущих блоков.Поскольку кладочные блоки используются как ненесущие блоки, разработанные кирпичные блоки CR могут быть использованы с пользой из-за их малого веса по сравнению с обычными каменными блоками.

ТАБЛИЦА 6 Водопоглощение обычных и разработанных кирпичных блоков CR. Духовка dryWaterSimenweight, SSD вес, абсорбция, тип gg% N20150.521239.55.40F16366.817827.58.92FC17868.819130.37.06C18592.319884.66.95

Водопоглощение обычных блоков 6 суммировано в таблице и разработано CR .Водопоглощение разработанных кирпичных блоков CR находится в диапазоне от 6,95 до 8,92%, тогда как у обычных блоков оно составляет 5,4%. Водопоглощение обоих блоков находится в допустимых пределах, особенно потому, что они обычно покрыты цементной штукатуркой или слоем каменноугольной смолы. Допустимый предел адсорбции воды для теста адсорбции воды составляет менее 10% адсорбции воды при стандартных рабочих условиях и стандартной окружающей среде. Каменные блоки из усиленной кладки CR обладают более высокой водопоглощающей способностью, чем обычные каменные блоки.

ТАБЛИЦА 7 Теплопроводность кирпичных и обычных блоков CR. Размеры, TestThermalSpecimencm × cm × Толщина, температура, проводимость, тип, см ° CВт / м · K N- Нормальный блок 40 × 20 × 2020.0933.30.585 (без CR) F-блок с мелким 40 × 20 × 2019.9535.30.403CR ( порошок) FC — Блок с 50 × 20 × 2020.0736.10.414 (50% мелкий + 50% грубый CR) C — Блок с 50 × 20 × 2020.0435.00.512 Крупный CR (сетка)

Теплопроводность разработанных кирпичных блоков CR сравнивается с традиционными блоками в Таблице 7.Теплопроводность обычных блоков составляет 0,585 Вт / м · К, тогда как в разработанных кирпичных блоках CR она находится в диапазоне от 0,403 до 0,512 Вт / м · К. Снижение теплопроводности разработанных блоков из хромистой кладки будет способствовать энергосбережению в зданиях.

Из проведенных испытаний видно, что кирпичные блоки с добавлением CR соответствуют требованиям ASTM по прочности ненесущих блоков и продемонстрировали разумное улучшение тепловых характеристик.Доказано, что добавление резиновой крошки различных процентных соотношений и типов изменяет свойства разработанных блоков.

Соотношение прочности, содержания резины и водоцементного отношения в прорезиненном бетоне

Цитируется по

1. Разработка экологически безопасного бетона с использованием переработанного полиэтилена высокой плотности и покрышек из крошки: механические и термические свойства

2. Поведение прорезиненного бетона без зазоров и стальных труб при осевом сжатии

3. Упрощенная модель материала для бетона, содержащего большое количество крупнозернистого заполнителя, полученного из шин, при нагрузке сжатия

4. Экспериментальное исследование влияния резинового порошка на механические свойства фибробетона ПВА

5. Снижение вибраций в Железнодорожные туннели от закачки нового раствора, состоящего из переработанной резины покрышек, в пространстве, образованном сегментами и выемками грунта

6. Механические характеристики прорезиненного цементного теста с добавкой сульфоалюмината кальция

7. Влияние добавки, уменьшающей усадку, на характеристики прорезиненного цемента

8. Коэффициент снижения прочности резиновой крошки в качестве замены мелкозернистого заполнителя в бетоне

9. Оптимизация конструкции соотношений бетонных смесей, модифицированных резиново-базальтовым волокном, на основе отклика Поверхностный метод

10. Подходы машинного обучения для оценки прочности бетона на сжатие

11. Оценка структурных характеристик прорезиненных бетонных балок с микроармированием

12. Экспериментальное исследование морозостойкости стальных волокон, армированного резиновым бетоном

13. Прочность и пластичность прорезиненных бетонных балок с микроармированием

14. Использование поверхностно-активного вещества для улучшения свойств резиновой крошки в бетонных изделиях

16. Реакция на удар нового армированного волокном заполнителя прорезиненного бетона

17. Механические свойства бетона из золы из резиновой крошки и рисовой шелухи как твердого материала дорожного покрытия

18. Свойства различных типов бетона, содержащего изношенную резину — обзор

19. Взаимосвязь остаточного напряжения сжатия и деформации для смешанного бетона из переработанного полиэтилентерефталата и резиновой крошки после воздействия повышенных температур

20. Устойчивый выбор бетон, включающий переработанный заполнитель шин, который будет использоваться в качестве материала средней и низкой прочности

21. Прочностные характеристики более чистого цементного раствора с побочными продуктами переработки шин

22. Влияние резиновых частиц и стальных волокон на морозостойкость бетона, уплотненного роликами, в растворе ацетата калия

23. Поведение при изгибе армированной резиновой бетонной балки

24. Влияние резиновых частиц на изгиб армированных материалов балки из крошенного каучука

25. Влияние пористости на механические свойства и водопоглощение экологически чистого цементного раствора с переработанной резиной

26. Оценка отклика при динамических нагрузках и исследования микроструктуры прорезиненного бетона

27. Исследование механических свойств прорезиненного фибробетона

28. Экспериментальная оценка и конститутивное моделирование прорезиненных бетонных материалов

29. Поведение резинобетонных смесей одинаковой прочности с различными пропорциями смеси

30. Влияние резиновой крошки на механическую реакцию модифицированного портландцементного бетона

31. Свежие и затвердевшие свойства армированного волокном каучукового бетона

32. Механические свойства контролируемого низкопрочного резинового легкого заполнителя (CLSRLC)

33. Полный обзор переработки резины в качестве замены мелкозернистого заполнителя в традиционные вяжущие материалы

34. Экспериментальное исследование механических и прочностных свойств резинобетонной крошки

35. Механические свойства прорезиненного бетона для дорожных ограждений

37. Использование порошка отработанной резины в бетоне

38. Обзор устойчивых свойств цементных композитов с добавлением переработанной резины

39. Влияние резиновой крошки по энергии удара стальных фибробетонных балок

40. Высокопрочный прорезиненный бетон, содержащий микрокремнезем, для строительства устойчивых дорожных ограждений

41. Развитие внутреннего напряжения и усталостные характеристики нормального бетона и бетона с крошкой

42. Влияние резины на механические свойства обычного и самоуплотняющегося бетона

43. Экспериментальные исследования свойств свежего и затвердевшего прорезиненного бетона

44. Влияние частичной замены песка мелкой резиновой крошкой на поведение бетонной балки при ударных нагрузках: эксперимент и нелинейный динамический анализ

45. Свойства бетона с резиновой крошкой, заменяющей мелкие заполнители (песок)

46. Остаточные механические свойства бетона, изготовленного из переработанного резинового заполнителя, после пожара

47. Характеристики прорезиненных и гибридных прорезиненных бетонных конструкций при статических и ударных нагрузках Условия нагружения

48. КОНСТРУКЦИЯ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОГО РЕЗИНОВОГО БЕТОНА

49. Бетон с полимерными отходами

50.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *