废旧轮胎胶粉改性水泥混凝土及其路用性能研究

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1、摘要随着汽车工业的发展，废113轮胎的产生量迅速增长，已成为一个新的环境污染源。废旧轮胎胶粉在水泥混凝土中的利用是废旧资源循环利用项目的一个新课题。它对废旧汽车轮胎的清洁利用，节约资源和改善水泥混凝土的性能都具有重要意义。本文研究了废轮胎橡胶粉作为细集料取代部分河砂分别对水泥砂浆和水泥混凝土物理力学性能的影响。为改善胶粉与水泥胶体的相容性，研究了胶粉的表面改性工艺及方法；为提高胶粉改性水泥基材料的综合性能，研究了超塑化剂和聚合物乳液对掺胶粉混凝土性能的优化作用；此外，利用扫描电镜(SEM)分析了掺胶粉水泥浆体的微观结构、断面形貌和水化产物，同时分

2、析了胶粉改性水泥混凝土的宏观断面形貌和孔隙结构。研究结果表明，掺入胶粉可以显著提高混凝土的抗冲击韧性，延迟受力破坏，降低弹性模量；改性胶粉对水泥混凝土的抗冲击韧性和抗裂性具有更加明显的优化作用。胶粉的掺入会明显降低水泥混凝土的密度，降低混凝土拌合物的流动性；随着胶粉掺量的增大，混凝土强度降低，尤其是抗压强度降低明显：通过掺加聚羧酸盐高效减水剂以及对胶粉进行改性处理等措施，可以大幅度减轻胶粉对混凝土强度的消极影响。胶粉对水泥砂浆强度的影响趋势与水泥混凝土相似，随着胶粉掺量的增大，水泥砂浆的强度特别是抗压强度有明显下降，同时凝结时间有所延长。掺加橡胶

3、粉对水泥砂浆的耐磨性会产生明显的不利影响，但改性胶粉对水泥砂浆的耐磨性不利影响有显著的减缓。聚合物乳液的影响研究表明，随着聚合物乳液掺量的增加，水泥砂浆3天抗压强度降低，但28天抗压强度提高。胶粉的表面改性方法及其对材料性能的影响研究表明，用有机改性剂B改性的胶粉制备的水泥砂浆具有最好的改性效果；无机改性剂A由于价格低，因而更具推广价值；偶联剂C的改性工艺最为简单；三种改性方法对胶粉水泥砂浆28d抗压强度均有明显的改善作用。利用正交试验对利用正交试验对橡胶粉的细度、掺量、改性方法和聚合物掺量进行了多因素水平优化试验，结果表明：橡胶粉的的最佳掺量为

4、10％，改性方法采用A改性方法，大于60目橡胶粉效果最好，聚合物最佳掺量为25％。^l』_，摘要橡胶粉水泥净浆断面形貌的SEM图显示，未改性胶粉与水泥浆呈疏松联结，试件断面中可见到较多的纤维与水泥浆体脱离的印痕，而改性胶粉与水泥浆体的断面则很少发现此种印痕，表明胶粉改性后与水泥浆体的联结更加紧密。混凝土宏观断面显示，掺未改性胶粉混凝土断面孔隙被疏松填充，表面可见疏松的纤维出露，而掺改性胶粉的混凝土断面与普通混凝土断面相近，虽可见独立的宏观孔隙，但致密度更高。关键词：废旧轮胎胶粉；水泥砂浆；混凝土；力学性能；表面改性；界面IIAbstractThe

5、quantitiesofscraptiresincreasequicklywiththegrowingamountofcarsandbecameanewenvironmentalpollutionsource．Utilizingrecycledtirerubberpowderincementconcreteisanewchallengeinrecyclingofwaste，whichhaveimportantbeneficialforcleanrecyclingofscraptires，savingresourceandimprovingprop

6、ertiesofcementconcrete．Theeffectonmechanicalpropertyofcementmortarandcementconcretewereinvestigatedrespectivelywhenadditivecompositionofscraptirepowderreplacespartofsand；surfacetreatmentstechnology&methodsofpow—deredtirerubberarecarriedouttoimprovethecompatibilityofrubberpowd

7、erandcementmatrix；Theoptimizingeffectofsuper-plasticizerandpolymerlatexonrubberpowderconcreteareresearchedinordertoimprovetheintegratedpropertiesofrubberpowdermodifiedcement-basedmaterials．andmicrostructure、fracturepatternandhydrateproductsofrubberpowdercementmatrixareanalyze

8、dthrou曲Scanningelectronmicroscopy(SEM)，themacrofracturepatternandpor