专利名称：一种pet塑料的回收利用方法及早强塑料砂浆和砂浆的制备方法
技术领域：
本发明涉及PET废旧塑料的回收利用方法，将其制成塑料砂浆，可用于快速修补破损混凝土路面，还涉及该砂浆的制备方法，属于塑料的回收利用和建筑材料技术领域。
背景技术：
随着饮料数量和品种的不断增加，PET瓶的使用量不断增长，现应用于纯净水，矿泉水，茶饮料，啤酒，以及牛奶等饮料的包装。目前全世界使用PET容器数量已达1500亿个， 在中国仅在北京市范围内，2009年产生的废弃PET瓶总量已达15万吨，约为60亿只废旧 PET瓶，现仍以每年20%的速度递增。由于没有有效的生物降解方法，PET塑料瓶使用的迅猛增长而带来的环境问题日益凸显，存放如此之多的塑料瓶也会占据大量的土地资源。不适当的处理，如燃烧还会对环境造成污染，因此废旧PET饮料瓶的再生利用对于节约土地资源，材料资源以及保护环境具有重要意义。混凝土路面在使用过程中，由于荷载、环境、设计、施工等因素影响，会出现路面局部破损。如果这些小范围的局部病害得不到有效及时的修补，将导致破损范围进一步扩大，病害进一步加剧，最终导致更为严重的破坏。在修补时， 材料的强度增长快慢制约着开放交通的时间。早强、耐久的快速修补材料可以缩短道路封闭时间，大大减少对交通的影响，具有良好的社会意义和经济意义。国内也有很多关于道路快速修补的材料公开，例如，专利201010186653. 5公开了一种道路快速修补料，是由特种水泥1份；普通水泥0. 14 0. 13份；高分子聚合物0. 05 0. 08份；施工助剂0 0. 01份；膨胀剂0 0. 05份；掺合料0. 05份；砂1. 18 1. 12份配制而成，具有快速修补路面并在短时间内开放交通，的优点。专利200510061384. 9公开了一种路面快速修补填料，由浙青70 80份，焦油60 80份，二氧化硅450 500份， 沙石料350 450份。所述的沙石料中石子重量含量为40 6096，沙子重量含量为40 60%组成，具有操作简单快速，修补后2 3分钟即可通车的优点。专利201010183541. 4 公开了一种超早强聚合物快速修补砂浆材料，由快硬水泥36% 50%、石英砂4 54%、聚合物增粘剂2% 10%、增稠剂0. 1% 0. 5%、早强剂0. 1% 0. 8%、调凝剂0. 15 0. 9%、减水剂0. 1% 0. 6%、消泡剂0. 02% 0. 1%、化学短纤维0. 01% 0. 08%组成，具有快硬而不速凝、防水抗渗性能好、抗开裂能力强和使用方便等优点。这些材料虽然均能实现道路的快速修补，但是其组成成分多，配方复杂，且都没有公开以废旧塑料作为组成成分。Oklahoma 大学 Niji Khoury 等人在《Soil Fused with Recycled Plastic Bottles for Various Geo-Engineering Application》提到将 PET 和土或者砂子在 275°C 的条件下加热融化，形成均质的塑料土材料，所采用的PET用量为PET 砂=1:1。在最优PET 用量，砂子的级配以及浙青添加方面，Khoury没有开展研究，而且Khoury所制成的塑料土主要用作开级配集料的粘结剂，用来制作透水性路面，没有将塑料砂浆用于道路的快速修补。
发明内容
本发明根据现有塑料材料回收及使用量大处理困难的问题，提供了一种PET塑料的回收利用方法，该方法节约了资源、保护了环境，具有良好的社会意义和经济意义。本发明还提供了以PET塑料为原料之一的早强塑料砂浆，该砂浆强度增长快，可用作混凝土路面快速修补砂浆，3h飞h即可通车，可以满足道路快速修补材料的要求。本发明还提供了本早强塑料砂浆的制备方法，本方法工艺简单，易于操作实施。根据现有技术的内容，发明人对废旧PET塑料在早强砂浆中的应用进行了进一步的研究，研究表明，若控制好PET塑料的加入量，该回收方法是可行的。根据Khoury所描述的试验工艺，发明人进行了进一步的研究，结果采用优化级配的砂子，并使用国内PET塑料，在PET 砂=1:1的条件下所制成的塑料砂浆抗压强度为19.6MPa。而改变PET的掺加量，所得砂浆的抗压、抗折强度都有了显著的提高，具体实施方式
如下
本发明提供了一种PET塑料的回收利用方法，其特征是将废旧PET塑料切成碎片，作为砂浆的粘结剂。进一步的，本发明提供了一种早强塑料砂浆，包括骨料和粘结剂，其特征是所述骨料为砂和矿粉，所述粘结剂为废旧PET塑料，其中，骨料和粘结剂的质量比为2. 8^3. 2:1。上述砂浆中，粘结剂中还包括浙青，浙青与废旧PET塑料的质量比为 0. 05 0. 15:1。上述砂浆中，所述骨料由砂和矿粉通过级配得到，不同粒径的骨料占总骨料的重量百分数为
粒径 4. 75-9. 5mm0--10%粒径 2. 36-4. 75mm25--35%粒径 1. 18-2. 36mm15--25%粒径 0. 6-1. 18mm10--20%粒径 0. 3-0. 6mm5--15%粒径 0. 15-0. 3mm5--10%粒径 0. 075-0. 15mm0-10%粒径 <0. 075mm5--15%。 上述砂浆中，所述骨料由砂和矿粉通过级配得到，不同粒径的骨料占总骨料的优
选重量百分数为
粒径 4. 75-9. 5mm5% ；粒径 2. 36-4. 75mm30% ；粒径 1. 18-2. 36mm20% ；粒径 0. 6-1. 18mm15% ；粒径 0. 3-0. 6mm10% ；粒径 0. 15-0. 3mm7. 5%粒径 0. 075-0. 15mm5% ；粒径 <0. 075mm7. 5%ο 本发明还提供了早强塑料砂浆的制备方法，其特征是按要求称取骨料和废旧 PET塑料粘结剂，将它们混合后在27(T290°C加热，混合物料成为流动状态时即得。
上述制备方法中，将骨料和粘结剂在27(T290°C下加热30-50min。在砂浆原料中加入浙青后，其制备方法为按要求称取骨料和废旧PET塑料、浙青粘结剂，先将骨料和废旧PET塑料混合，在270l90°C加热至混合料成为流动状态，一般加热30-50min，然后加入浙青，搅拌均勻后即得。本发明以废旧PET塑料用于砂浆的粘结剂，不仅解决了废旧塑料的回收、处理问题，还节约了砂浆成本，实现了环境和经济的双重意义。在现有技术的基础上，本发明改进了废旧塑料与骨料的用量比例，优化了骨料的级配，得到的砂浆与Mji Khoury提出的 PET:砂=1:1制得的砂浆在抗压强度和抗折强度上均有了很大的提高，其中，抗压强度提高了 60%以上。为了更好的早强砂浆的性能，在不影响其早强性的基础上进一步提高砂浆的力学性能，本发明进一步的在粘结剂中加入浙青，以PET和浙青同时作为粘结剂，这种改进有效的提高了砂浆的抗压强度以及抗折强度，其抗压强度较只使用PET作为粘接剂的情况提高了 10%以上，其抗折强度较只使用PET作为胶结料提高了 60%以上。且掺入浙青后没有影响塑料砂浆早期强度的增长，使该砂浆的应用更加广泛，更加合适于混凝土路面的快速修补。本发明通过优化PET的用量以及骨料的级配，有效的提高了塑料砂浆的抗压强度以及抗折强度，并在塑料砂浆中加入少量浙青，且没有影响塑料砂浆早期强度的增长，所得砂浆可应用于道路快速修补技术中。与现有技术相比，本发明具有以下优点
(1)提供了废旧PET塑料的一种回收利用方法，为再生利用废旧PET塑料提供了一种新的途径，所制成的砂浆应用广泛，可用于道路快速修补材料，且可以有效改善PET塑料瓶造成的环境污染。(2)以废旧PET塑料制得的砂浆成本低廉，制作工艺简单，抗压、抗折等性能满足要求，而且强度增长较快，用作路面快速修补砂浆时，强度增长快，3h^6h即可通车，可以满足道路快速修补材料的要求。
图1为实施例3所制砂浆的抗压强度与养护时间的关系图。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明进行进一步的阐述，应该明白的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限制。实施例1
本发明所用的骨料为砂和矿粉，所用的砂为普通河砂，其粒径在9. 5mm以下。在取用砂时，其级配根据《公路浙青路面施工技术规范》中砂粒式AC-5进行级配设计，得出骨料采用下述级配比例可以增强砂浆的力学性能。本发明骨料的级配要求范围如表1所示，对于小于0. 075mm部分的骨料用料，选用矿粉进行替代。
权利要求
1.一种PET塑料的回收利用方法，其特征是将废旧PET塑料切成碎片，作为砂浆的粘结剂。
2.一种早强塑料砂浆，包括骨料和粘结剂，其特征是所述骨料为砂和矿粉，所述粘结剂为废旧PET塑料，其中，骨料和粘结剂的质量比为2. 8^3. 2:1。
3.根据权利要求2所述的砂浆，其特征是粘结剂中还包括浙青，浙青与废旧PET塑料的质量比为0. 05 0. 15:1。
4.根据权利要求2或3所述的砂浆，其特征是所述骨料由砂和矿粉通过级配得到，不同粒径的骨料占总骨料的重量百分数为粒径 4. 75-9. 5mm0-10% ；粒径 2. 36-4. 75mm25-35% ；粒径 1. 18-2. 36mm15-25% ；粒径 0. 6-1. 18mm10-20% ；粒径 0. 3-0. 6mm5-15% ；粒径 0. 15-0. 3mm5-10% ；粒径 0. 075-0. 15mm0-10% ；粒径 <0. 075mm5-15%ο
5.根据权利要求4所述的砂浆，其特征是所述骨料由砂和矿粉通过级配得到，不同粒径的骨料占总骨料的重量百分数为粒径 4. 75-9. 5mm5% ；粒径 2. 36-4. 75mm30% ；粒径 1. 18-2. 36mm20% ；粒径 0. 6-1. 18mm15% ；粒径 0. 3-0. 6mm10% ；粒径 0. 15-0. 3mm7. 5%粒径 0. 075-0. 15mm5% ；粒径 <0. 075mm7. 5%ο
6.一种权利要求2所述的早强塑料砂浆的制备方法，其特征是按要求称取骨料和废旧PET塑料粘结剂，将它们混合后在27(T290°C加热，混合物料成为流动状态时即得。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征是将骨料和粘结剂在27(T290°C下加热 30_50mino
8.—种权利要求3所述的早强塑料砂浆的制备方法，其特征是按要求称取骨料和废旧PET塑料、浙青粘结剂，先将骨料和废旧PET塑料混合，在27(T290°C加热至混合料成为流动状态，然后加入浙青，搅拌均勻后即得。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征是将骨料和废旧PET塑料在270l90°C下加热 30-50min。
全文摘要
本发明公开了一种PET塑料的回收利用方法，将废旧PET塑料切成碎片，作为砂浆的粘结剂。本发明还公开以PET为原料的早强塑料砂浆及其制备方法，该砂浆以砂和矿粉为骨料，以废旧PET塑料为粘结剂，骨料和粘结剂的质量比为2.8~3.2:1。本发明为再生利用废旧PET塑料提供了一种新的途径，可以有效改善PET塑料瓶造成的环境污染。以废旧PET塑料制得的砂浆成本低廉，制作工艺简单，抗压、抗折等性能满足要求，而且强度增长较快，可用于道路快速修补材料。
文档编号C04B26/10GK102311244SQ201110174970
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月27日 优先权日2011年6月27日
发明者张堃, 李鹏程, 葛智 申请人:葛智