不同橡胶处理方式对改性水泥混凝土力学性能影响

为改善水泥混凝土路面的力学性能,将混凝土材料"变脆为韧",通常添加橡胶颗粒,为使得橡胶与水泥混凝土有更好的兼容性,对橡胶颗粒的表面进行预处理,不同的预处理方案对水泥混凝土的力学性能有一定影响。对橡胶颗粒分别通过水洗、酸性腐蚀、碱性腐蚀、氯化钙以及硅烷偶联剂5种不同方式进行处理,在不同橡胶颗粒掺量条件下对改性后水泥混凝土的工作性、抗压强度、抗弯拉以及疲劳性能进行研究。     

Physical and Mechanical Performance of Modified Rubberized Mortar

鉴于橡胶颗粒的掺加会导致橡胶砂浆的密度、抗折、抗压强度等物理力学性能降低,为改善橡胶砂浆的力学性能,使用多种硅烷偶联剂的复配液、聚合物及硅灰分别对橡胶砂浆进行改性研究.试验结果表明,对于相同橡胶掺量的砂浆,硅烷偶联剂复配液、聚合物及硅灰的添加提高了橡胶砂浆的各项力学性能.变形试验结果表明,聚合物的掺加增加了砂浆的韧性,改善了橡胶与水泥水化物的界面粘结.耐磨性试验结果表明,低掺量的橡胶颗粒对砂浆耐磨性能影响可能不大,橡胶砂浆仍可保持较好的耐磨性.橡胶颗粒与水泥石界面存在明显空隙,是橡胶砂浆强度下降的主要原因之一.     

胶粉预处理方式对橡胶混凝土韧性的影响及作用机理研究

橡胶粉的加入能改善混凝土的韧性,然而橡胶粉与骨料、水泥结合料的粘结性较差,对混凝土韧性的改善程度有限,为了最大限度提高橡胶混凝土的韧性,必须对橡胶颗粒表面进行处理。该文通过试验对比研究了自来水清洗、Na_2CO_3溶液清洗、甲醇溶液清洗和低温等离子处理等不同橡胶颗粒预处理方式对混凝土韧性的影响规律,并分析了不同处理方式的作用机理。试验结果表明:与自来水浸泡清洗橡胶粉相比,Na_2CO_3溶液清洗、甲醇溶液清洗、低温等离子处理均能改善橡胶颗粒表面的微观形态,有效提高橡胶混凝土的韧性,其中,低温等离子处理橡胶颗粒后的橡胶混凝土韧性提升幅度最大,弯曲韧性和抗冲击韧性对应的弯曲应变能和抗冲击应变能分别增大约32.0%、38.6%。除此之外,溶液浓度及对橡胶颗粒的预处理时间也对橡胶混凝土的韧性产生一定影响,随着溶液浓度的增大,橡胶颗粒预处理时间的延长,对应的橡胶混凝土的韧性会有所改善,但效果相对有限。     

硅灰改性橡胶混凝土路用性能研究

为减少环境污染及改善水泥混凝土路面的韧性,研究了硅灰改性橡胶混凝土的路用性能。通过密度、抗折强度、抗压强度及劈裂强度试验,研究了掺硅灰的橡胶混凝土基本力学性能及物性的变化规律,试验分析了混凝土的冲击韧性;采用噪声仪及超声波仪研究了橡胶混凝土的减振降噪效果。试验研究表明,硅灰的掺加,提高了普通混凝土的抗折强度、抗压强度及劈裂强度;随着橡胶颗粒体积掺量的增加,橡胶混凝土的密度、抗折强度、抗压强度、劈裂强度与压折比逐渐降低;橡胶颗粒的掺加提高了混凝土的冲击韧性,噪声水平有所下降;随着橡胶掺量的增加,混凝土的阻尼降噪效果越明显;当橡胶颗粒体积掺量不超过30%粗集料时,可获得路用性能较优的橡胶混凝土路面材料。     

改性橡胶碾压混凝土路用性能及作用机理

为增强碾压混凝土的韧性和耐久性,改善其路用性能,将粒径为1～2 mm的橡胶颗粒用5%NaOH溶液进行改性处理,并设置不做处理的对照组,然后分别以5%、10%、15%、20%等体积取代砂加入碾压混凝土。通过改进VC值、抗压强度、抗折强度、干燥收缩、抗冻等试验,分析橡胶碾压混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能,采用工业CT和扫描电镜,对比分析改性前后混合料的孔隙结构和微观形貌,揭示橡胶颗粒对碾压混凝土混合料力学性能的微观作用机理。结果表明：相比于纯碾压混凝土,橡胶颗粒的掺入降低了碾压混凝土早期强度增长速率,改善了碾压混凝土的塑性;在相同橡胶掺量下,改性橡胶碾压混凝土力学性能优于未改性橡胶碾压混凝土,且改性橡胶颗粒掺量不宜大于15%,此时对道路路面结构的承载能力影响较小;当改性橡胶掺量≥15%时,对碾压混凝土的干缩性能有改善效果;改性橡胶颗粒掺量为5%～20%时,掺量越大,对碾压混凝土的抗冻性能改善程度越显著;橡胶颗粒的加入减少了碾压混凝土中的孔隙体积,优化了孔隙结构,改性后的橡胶颗粒表面更加粗糙,减小了橡胶颗粒与水泥砂浆结合面间的裂缝宽度,提高了改性橡胶碾压混凝土混合料中橡胶颗粒与骨料之间...     

橡胶-水泥稳定碎石持强增韧特性研究

为了增加水泥稳定碎石半刚性基层材料的韧性，有效提高其抗裂性能，以减少因基层开裂引起的路面反射裂缝，以粒径为2.36~4.75 mm的橡胶颗粒等体积替换同粒径的集料，制备了持强增韧型橡胶-水泥稳定碎石材料。橡胶颗粒掺量分别为该粒径集料总体积的38%、57%、76%和95%。采用材料试验系统（MTS）开展了7 d无侧限抗压强度试验、四点弯曲强度试验和劈裂强度与模量试验，揭示了无侧限抗压强度、最大劈裂与弯拉应变及劈裂动态模量随橡胶颗粒掺量的变化规律，提出了一种强度满足规范要求、模量可调控的水泥稳定碎石材料制备方法。研究结果表明：橡胶-水泥稳定碎石的7 d无侧限抗压强度随橡胶颗粒掺量的增加而减小，且两者呈幂函数关系，当掺量在80%以下时可满足规范中的强度要求；最大劈裂应变随橡胶颗粒掺量的增加而逐渐增大，在保证强度的基础上，极限应变最大可达到传统水泥稳定碎石的1.9倍，而弯拉应变则先增大后减小，在保证设计强度的前提下，极限应变最大可达到传统水泥稳定碎石的3.79倍；劈裂动态模量随橡胶颗粒掺量的增加而减小，两者呈幂函数关系；橡胶-水泥稳定碎石的韧性较传统水泥稳定碎石显著增强，从而提高了其作为半刚性基层材料的抗裂性能；橡胶颗粒的掺入使水泥稳定碎石在保证强度的前提下，实现了破坏应变显著增大（即断裂能显著增大）、模量可调可设计的功能。     

废旧橡胶颗粒界面处理及对水泥混凝土路用性能的影响

橡胶颗粒的加入改善了水泥混凝土变形能力差、韧性小等传统缺陷.使其在道路工程中有了更广泛的应用I采用水洗、偶联剂和不同浓度的Na0H溶液对橡胶的表面进行处理,针对平均粒径4 mm和0.3 mm的两种橡胶提出了最佳处理方法;同时研究了不同掺量的橡胶颗粒作为细集料取代部分河砂对水泥混凝土抗压、抗折强度的力学性能的影响和对其破坏时应变大小的影响;试验表明,随着橡胶掺量的增加,混凝土的抗压、抗折强度都呈现下降趋势,其中橡胶颗粒等体积替代70%河砂时.7 d抗压强度和抗折强度都下降约50%.但是混凝土破坏时最大应变提高65%,表现了其优秀的变形能力和韧性.     

水泥浆中添加轮胎橡胶微粒的应用

为提高粉状轮胎橡胶微粒与水泥浆间的粘附力,在其表面用饱和NaOH溶液进行表面改性。分别用含10%的未处理橡胶和10%经过NaOH处理过的橡胶的测试试件(水灰比0.36)进行电子显微镜扫描(S.E.M)、吸水性、密度、弯曲强度、抗压强度、抗磨耗性、弹性模量和断裂能等的测试。断裂能、弯曲强度和抗压强度的测试结果表明,添加橡胶微粒可以提高试件的韧性和减小试件的空隙率。由磨耗引起的质量损失和电子显微镜的观察显示,通过NaOH表面处理可以提高橡胶与基质的粘附性。     

水泥稳定砂砾基层材料的特性研究

水泥稳定砂砾基层采用优良的级配,可以大幅度地降低水泥稳定基层裂缝,从而提高路面质量.文中从力学性能、收缩性能等方面对水泥稳定砂砾基层的路用性能进行试验研究并与水泥稳定碎石基层进行对比,提出了经优化的级配范围.     

基于界面改性的碳纳米管增强水泥基复合材料力学性能与机理研究

为研究界面改性的碳纳米管(CNTs)增强水泥基复合材料力学性能与机理,用酸处理CNTs的表面,并采用聚乙烯醇(PVA)作为桥联剂改善CNTs与水泥基体间的界面,首先采用XPS光谱、FTIR测试及ToF-SIMS质谱法评价CNTs的表面处理和界面结合情况,然后对比分析了水泥/PVA、水泥/a-CNTs、水泥/PVA/a-CNTs和水泥/PVA/CNTs复合材料的力学性能测试结果。结果表明:CNTs通过表面处理可以得到有效官能团,从而增强和水泥之间的连接,PVA的加入也可以有效改善CNTs与水泥的结合程度;未经处理的原始CNTs对水泥复合材料的抗折强度增强效果不明显,而含有PVA和经表面处理的CNTs的水泥复合材料,其抗折强度显著增加,可从5.52 MPa增加到12.61 MPa。研究证明,通过强化CNTs和水泥基体之间的界面,可以明显增强水泥/CNTs复合材料的力学性能。     

水泥稳定砖砼再生集料路用性能试验研究

分别以0、15%、30%、50%砖砼再生集料取代天然集料,分析不同取代率下水泥稳定砖砼再生集料的力学性能、干缩和温缩性能的变化。结果表明,相对于天然集料,砖砼再生集料表面及内部存在较多微孔隙,可增大对水的吸附能力,砖砼再生集料掺量较高时,水稳基层混合料的含水率更大;砖砼再生集料取代率为30%时,水泥稳定砖砼再生集料的力学性能最好,相对于普通水泥稳定碎石,7 d龄期水泥稳定砖砼再生集料的抗压强度提高1.7%,劈裂强度提高11.4%,抗压回弹模量提高12.7%;在一定取代率范围内,随着砖砼再生集料取代率的提高,水稳基层材料的干缩和温缩系数下降。     

钢-聚丙烯复掺纤维橡胶混凝土力学性能试验研究

废旧橡胶材料经过再生工艺处理可得到橡胶集料,可应用于水泥混凝土制品材料中。该文对不同纤维组合方案下（单掺MS、单掺PP、混掺MS-PP）的普通混凝土和橡胶混凝土（橡胶替代率为20%）进行力学性能试验,主要考察了混凝土的坍落度、密度、抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度和抗折强度。研究认为混凝土中掺入20%的橡胶集料后,相关性能指标显著下降。但0.9MS+0.1PP和0.8MS+0.2PP纤维组合方案下的普通混凝土和橡胶混凝土的力学性能得到全方面的性能提升。因此,在实际橡胶混凝土生产过程中要严格把控橡胶集料的掺量,必要时可混掺钢纤维和聚丙烯纤维来提升混凝土产品质量。     

胶粉不同处理方式对橡胶混凝土路用性能的影响

橡胶混凝土中加入的橡胶粉与集料、水泥结合较差,为提高橡胶混凝土的路用性能,采用中性水、氢氧化钠(NaOH)溶液、辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10(OP-10)乳液对橡胶粉表面进行处理,处理中尽量避免橡胶粉中杂质及表面附着物对胶粉与水泥之间粘结力的降低效应。试验结果表明:橡胶的加入降低了混凝土脆性,减轻了自重,有效地减少了裂缝,抗冲击性能、降噪性能显著增加。水处理对胶粉改性作用不明显,抗折强度和劈裂强度有所降低;NaOH溶液或OP-10乳液处理后,橡胶混凝土强度有提高,以抗折和劈裂强度为主。不同处理方式,橡胶混凝土破坏形态也不同。     

灌入式保水性路用水泥砂浆的组成研究

为了研究灌入式保水性路用水泥砂浆的组成和性能,选用了硅藻土、粉煤灰、矿粉、水泥、硅砂、蛭石粉等6种原料,设计了19组配比;分别研究了不同水胶比、不同硅砂掺量、不同蛭石粉取代量对灌入式保水路用水泥砂浆各项性能的影响。结果表明:在合理的工作性能下,降低水胶比、外掺硅砂、蛭石粉取代硅藻土,均能提高砂浆的力学性能,硅砂的最佳掺量为水泥的15%,蛭石粉掺量为硅藻土的30%。采用这六种材料按照合理的配比,均能配置出强度高、保水性良好的灌入式保水砂浆,可广泛用于城市保水性降温路面。     

橡胶纤维水泥稳定碎石路用性能研究

对公路基层广泛采用的水泥稳定碎石的路用性能进行研究,采用橡胶颗粒混掺聚丙烯纤维增强该种稳定材料的路用性能。根据材料抗压强度、抗压回弹模量、劈裂强度、冻融劈裂及材料干缩试验验证橡胶纤维水泥稳定碎石基层的路用性能改善结果。结果表明,传统水泥稳定碎石基层混掺橡胶颗粒及聚丙烯纤维后,抗拉强度、抗冻性、干缩特性均有明显改善。采用该种材料可以有效降低车辆荷载作用下基层开裂的概率,对降低半刚性基层沥青路面反射裂缝有重要意义。     

PPF水泥稳定砂砾的收缩及低温性能研究

为了研究聚丙烯纤维(PPF)水泥稳定砂砾的干缩、温缩和低温冻融性能,基于PPF长度和掺量变化,通过室内试验考察了不同龄期各组试件的上述物理力学性能,得到了PPF长度和掺量变化下的影响规律,并从材料组成的微观、宏观以及断裂力学角度分析了其机理.结果表明,各龄期PPF水泥稳定砂砾的干缩和温缩系数均随PPF长度、掺量的增加而减小;PPF对水泥稳定砂砾低温性能的改善幅度,随PPF长度的增加呈递增趋势,而随PPF掺量增加的改善趋势会因PPF长度的不同而表现各异:PPF长度较小时呈递增趋势,长度较大时呈先增加后减小趋势.研究给出了合理的PPF长度及掺量取值,与普通对比组相比,PPF组的平均干缩系数和温缩系数可分别降低19.4％和12.1％以上;冻融抗压强度和劈裂强度可分别提高12.1％和16.7％以上,冻融质量损失率可降低87.8％以上.     

路用橡胶水泥混凝土研究综述

道路工程中,在水泥混凝土里掺入适量的橡胶颗粒,可有效改善水泥混凝土的韧性、抗冲击性能,此外,这种掺入橡胶的水泥混凝土还具有轻质、模量低和吸收噪声的特点。充分利用橡胶水泥混凝土的韧性、抗冲击性和吸声性能,并抑制因掺入橡胶颗粒带来的水泥混凝土强度下降问题,成为目前道路建筑材料研究中的一个热点。本文综述国内外橡胶道路水泥混凝土领域的研究成果,介绍橡胶微粒大小、掺量、橡胶处理方法等对橡胶水泥混凝土基本性能的影响,并对今后的研究方向和应用进行展望。     

分离式振动搅拌对水泥稳定碎石性能的影响

为了解决传统强制式搅拌工艺导致的水泥稳定碎石中水泥水化不充分的问题,改善水泥稳定碎石的力学性能和路用性能,采用传统搅拌和振动搅拌2种搅拌方式,对比不同级配、养生龄期、水泥含量下的力学性能和路用性能,研究了搅拌方式对水泥稳定碎石性能的影响。试验结果表明,与传统搅拌方式相比,振动搅拌对水泥稳定碎石性能提升效果明显。振动搅拌方式可以最大程度上发挥水泥的作用,提升水泥稳定碎石的力学性能和路用性能。     

新疆盐渍土地区水泥稳定基层盐胀变形规律及机理

为进一步明确硫酸盐对水泥稳定基层膨胀变形的影响规律,基于硫酸盐结晶膨胀理论,设计了水泥稳定砂砾混合料盐胀试验,系统研究了不同硫酸盐含量和环境湿度条件下水泥稳定基层材料的盐胀规律,揭示了水泥稳定基层材料的盐膨胀机理,提出了水泥稳定基层混合料中硫酸盐含量的合理控制范围。结果表明:随混合料含盐量的增加,水泥稳定基层材料变形量从不含盐时的负值变为正值;当含盐量小于1.0%时,混合料每增加0.25%的含盐量,其盐胀率将增大0.012 1%左右;在5～20℃温度范围内,水泥稳定基层材料的盐胀变形随温度的不断降低而快速增长,且在10℃左右,其盐胀变形量达到最大;随环境湿度的增加,水泥稳定基层材料盐膨胀变形量的增大幅度主要由混合料含盐量决定。当含盐量为1.0%时,膨胀变形量受湿度的影响较为显著;含硫酸钠水泥稳定基层材料发生了盐分聚集和结晶作用,结晶后晶体形态变化较大,多数悬浮于固体颗粒之间,且体积显著膨胀,当膨胀力大于微观固体颗粒间的联结力时,便会造成颗粒距离增大,从而在宏观上表现出膨胀变形;水泥稳定基层材料含盐量与其膨胀量存在良好的指数关系,相关系数0.97以上;水泥稳定砂砾混合料中硫酸含盐量宜控制在0.136%以内。     

提高水泥混凝土路面性能的试验研究

通过室内试验,文章初选并比较了两种改性混凝土的路用性能。研究发现,当按照合理的比例三掺适量的高效减水剂、硅粉和矿渣后,普通道路水泥混凝土的力学性能和耐久性能均较有大幅度改善。