【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及建筑施工，具體涉及一種能提升土體力學性能的橡膠纖維顆粒及其制備方法。
技術介紹
1、目前，國內廢舊輪胎的年產量高達萬噸以上，對廢舊輪胎常采用的處理手段多為囤積、焚燒和填埋，對環境造成極大的不可逆轉損害。為響應全球節能減排和綠色低碳環保的號召，關于廢舊輪胎的處理越來越多元化，而在建筑工程領域中，因為橡膠顆粒密度小，彈性性能良好且具有疏水性，與土混合能起到良好的隔震減震的效果，也能有效控制砂土粉土發生液化現象，常用于路基、管道、擋土墻的回填材料。但橡膠混合土的阻尼比提高的同時，其抗剪強度在降低，土層受剪切破壞嚴重。
2、有關研究發現在橡膠混合土的基礎上再摻入適量的纖維，因其能夠在一定密實狀態下的混合土粒徑間形成紐帶，使土體在受剪切破壞時，纖維能提供反向拉力，從而增強混合土的整體抗剪強度。但纖維與橡膠顆粒在土中混合會存在攪拌不均，出現纖維成團，纖維與橡膠顆粒不在同土層中均勻分布，會導致混合土在局部土層中抗剪強度提高，而阻尼比提高的土層抗剪強度依據未改善。產生上述這樣的問題，具體是由于纖維與橡膠顆粒間不存在粘結，且一般混合土的攪拌方法為濕拌法，在攪拌過程中纖維容易沾水成團，從而造成纖維與橡膠顆粒在同深度土層中不能均勻分布，這將會導致混合土在纖維成團的部位其抗剪強度未能有效增強，其整體性也不能得到提高。
技術實現思路
1、為了提升工程建設領域中路基土抗震性能或砂土的抗液化能力，通過適量摻入合理粒徑大小的橡膠顆粒以改善土體動特性能力，本專利技術提供了一種能提升土體力學
2、為實現上述目的，本專利技術提供的技術方案是：
3、本申請的第一方面提供了一種制備橡膠纖維顆粒的模具，包括底板以及能夠蓋合并固定在底板上的上壓板；所述底板上部內表面設有若干第一凹槽，所述上壓板下部內表面設有若干與第一凹槽對應的第二凹槽，所述第一凹槽與第二凹槽組成橡膠纖維顆粒成型空間；所述上壓板連接有加熱裝置，所述的加熱裝置能夠對上壓板加熱；所述上壓板上設有若干導料加熱孔，各導料加熱孔分別與第一凹槽位置對應且相連通。
4、所述的第一凹槽、第二凹槽均為半球形。
5、所述的第一凹槽、第二凹槽的內徑為4-6mm。
6、本申請的第二方面提供了一種能提升土體力學性能的橡膠纖維顆粒的制備方法，包括以下步驟：
7、采用上所述的制備橡膠纖維顆粒的模具，將巖石纖維放入底板的第一凹槽內；
8、在已放入巖石纖維的凹槽內鋪入橡膠粉末；
9、將上壓板蓋合在底板上，將底板與上壓板固定；
10、打開加熱裝置，對上壓板加熱升溫至150～200度；
11、在上壓板的導料加熱孔內倒入tpu粉末，10-15分鐘后待孔內粉末受熱成液態并流入第一凹槽、第二凹槽形成的成型空間內，即打開上壓板；
12、使成型空間中的混合物自然冷卻至室溫，得到復合纖維材料；
13、取出模具內的復合纖維材料，將其剪碎，獲得能提升土體力學性能的橡膠纖維顆粒。
14、制備橡膠纖維顆粒的模具的底板和上壓板在使用前均將內表面擦拭干凈，并在內表面涂抹潤滑劑便于后期脫模。
15、所述的巖石纖維采用玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維中的至少一種。
16、所述巖石纖維的尺寸參數為40±0.2cm；橡膠粉末粒徑為0.5-1mm；取出模具內的復合纖維材料后，剪碎的尺寸參數為2.5～4.5cm。
17、巖石纖維與橡膠粉末、tpu粉末的質量比為1-3:7-9:1，優選地為1：9：1；在底板的每個第一凹槽內放入的巖石纖維、橡膠粉末的總量為10±0.1g。
18、本申請的第三方面提供了一種橡膠纖維顆粒，所述的橡膠纖維顆粒為巖石纖維、橡膠及tpu的復合纖維材料顆粒。
19、本申請的第四方面提供了一種提升土體力學性能的方法，將所述橡膠纖維顆粒與純砂混合，形成纖維橡膠-砂混合土，其中的橡膠纖維顆粒摻雜量為：5％～20％，優選地為11％。
20、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
21、本專利技術的橡膠纖維顆粒能夠通過摻入砂土，形成纖維橡膠-砂混合土，提高建筑材料的力學性能，與純砂、橡膠-砂混合土相比，本專利技術的纖維橡膠-砂混合土的承載力更高，并且具更好的減震效果；并且，由于纖維的作用，纖維橡膠-砂混合土具有更高的抗剪強度，同時也提高了土體的整體性。
22、密實純砂在路基填筑方面優于粘土路基，但由于孔隙水壓的影響，易發生砂土液化現象，傳統的橡膠-砂混合土因其在砂土中摻雜疏水性較強的橡膠顆粒，在抗液化能力上有一定的作用，但又因摻入橡膠顆粒使其抗剪強度降低，路基使用壽命大大降低。
23、本專利技術通過研究發現，利用“植筋”原理，在橡膠-砂混合土中摻入纖維材料，能夠提高混合土的抗剪強度，但因纖維與橡膠-砂混合土拌合過程中易出現纖維成團，分層不均，纖維橡膠-砂混合土的抗剪強度未能全部發揮作用，因此本專利技術的纖維橡膠-砂混合土對于原先直接摻入拌料方法進行了改進，采用tpu材料熱融粘結橡膠顆粒與纖維材料，使纖維橡膠顆粒形成一個整體，從而提高混合土的承載力及抗剪強度，同時提高土體的整體性。
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1.一種制備橡膠纖維顆粒的模具，其特征在于：包括底板以及能夠蓋合并固定在底板上的上壓板；所述底板上部內表面設有若干第一凹槽，所述上壓板下部內表面設有若干與第一凹槽對應的第二凹槽，所述第一凹槽與第二凹槽組成橡膠纖維顆粒成型空間；所述上壓板連接有加熱裝置，所述的加熱裝置能夠對上壓板加熱；所述上壓板上設有若干導料加熱孔，各導料加熱孔分別與各第一凹槽位置對應且相連通。
2.根據權利要求1所述的制備橡膠纖維顆粒的模具，其特征在于：所述的第一凹槽、第二凹槽均為半球形。
3.根據權利要求1所述的制備橡膠纖維顆粒的模具，其特征在于：所述的第一凹槽、第二凹槽的內徑為4-6mm。
4.一種能提升土體力學性能的橡膠纖維顆粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述的能提升土體力學性能的橡膠纖維顆粒的制備方法，其特征在于：制備橡膠纖維顆粒的模具的底板和上壓板在使用前均將內表面擦拭干凈，并在內表面涂抹潤滑劑便于后期脫模。
6.根據權利要求4所述的能提升土體力學性能的橡膠纖維顆粒的制備方法，其特征在于：所述的巖石纖維采用玄武巖纖
7.根據權利要求4所述的能提升土體力學性能的橡膠纖維顆粒的制備方法，其特征在于：所述巖石纖維的尺寸參數為40±0.2cm；橡膠粉末粒徑為0.5-1mm；取出模具內的復合纖維材料，剪碎的尺寸參數為2.5～4.5cm。
8.根據權利要求7所述的能提升土體力學性能的橡膠纖維顆粒的制備方法，其特征在于：巖石纖維與橡膠粉末、TPU粉末的質量比為1-3:7-9:1；在底板的每個第一凹槽內放入的巖石纖維、橡膠粉末的總量為10±0.1g。
9.權利要求4-8任一項所述方法制備的橡膠纖維顆粒，其特征在于：所述的橡膠纖維顆粒為巖石纖維、橡膠及TPU的復合纖維材料顆粒。
10.一種提升土體力學性能的方法，其特征在于：將權利要求9所述橡膠纖維顆粒與純砂混合，形成纖維橡膠-砂混合土，其中的橡膠纖維顆粒摻雜量為：5％～20％。
...【技術特征摘要】
1.一種制備橡膠纖維顆粒的模具，其特征在于：包括底板以及能夠蓋合并固定在底板上的上壓板；所述底板上部內表面設有若干第一凹槽，所述上壓板下部內表面設有若干與第一凹槽對應的第二凹槽，所述第一凹槽與第二凹槽組成橡膠纖維顆粒成型空間；所述上壓板連接有加熱裝置，所述的加熱裝置能夠對上壓板加熱；所述上壓板上設有若干導料加熱孔，各導料加熱孔分別與各第一凹槽位置對應且相連通。
2.根據權利要求1所述的制備橡膠纖維顆粒的模具，其特征在于：所述的第一凹槽、第二凹槽均為半球形。
3.根據權利要求1所述的制備橡膠纖維顆粒的模具，其特征在于：所述的第一凹槽、第二凹槽的內徑為4-6mm。
4.一種能提升土體力學性能的橡膠纖維顆粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述的能提升土體力學性能的橡膠纖維顆粒的制備方法，其特征在于：制備橡膠纖維顆粒的模具的底板和上壓板在使用前均將內表面擦拭干凈，并在內表面涂抹潤滑劑便于后期脫模。
6.根...
【專利技術屬性】
技術研發人員：左熹，張濤，王家琪，肖智，劉付楊，云霄，樊文虎，沙建芳，
申請(專利權)人：金陵科技學院，
類型：發明
國別省市：
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