表面改性橡胶水泥砂浆的力学性能试验研究

分别采用水、EP乳液、聚氨酯乳液、NPU乳液4种材料对橡胶表面进行特殊处理,研究其对橡胶水泥砂浆力学性能的影响。结果显示4种材料的处理方法均不同程度的提升了橡胶水泥砂浆的抗压强度,其中EP乳液改性效果最优,抗压强度较基准橡胶砂浆提高了15.745%;改性后的橡胶水泥砂浆的劈拉强度与未改性的橡胶水泥砂浆相比无明显降低;未处理和处理后的橡胶水泥砂浆,其拉压比均比基准普通水泥砂浆较大,其韧性有所提高。2000倍的电镜观测表明,改性后的橡胶颗粒表面能够提高水泥基体与橡胶颗粒的界面黏结强度,从微观上阐明了改性橡胶砂浆强度提高的机理。     

橡胶混凝土的抗冲击性能研究

以C30和C50强度等级的混凝土为基准,选取粒径为1～3、3～6 mm的橡胶颗粒,分别按照10%、15%(砂的体积分数)掺量等体积取代部分砂配制橡胶混凝土,对不处理、水洗处理、NaOH处理、复合处理等改性方式的橡胶混凝土抗冲击性能进行了试验,研究基准混凝土强度等级、橡胶颗粒掺量和粒径、改性方法对混凝土抗冲击性能的影响。结果表明:橡胶颗粒虽然降低了混凝土的抗压强度,但提高了其抗冲击性能;初裂冲击次数和终裂冲击次数随着基准混凝土强度等级的提高、橡胶颗粒掺量和粒径的增大而增大;各种橡胶颗粒改性方法均可提高混凝土的抗压强度和抗冲击性能,其中复合处理方法效果最好。     

改性剂对橡胶混凝土的作用机理研究

针对现有橡胶混凝土改性剂的研究结论存在较大差异的现象,分析了NaOH溶液和KH570两种改性剂的作用效果,发现有研究结果存在相悖现象。试验研究了两种改性剂对橡胶混凝土强度的影响,并对两种改性剂的作用机理进行了深入的分析。试验结果表明,改性剂的作用效果受橡胶品种的影响较大。分析认为,NaOH溶液和KH570对橡胶混凝土的改性效果均存在正负两个方面:一方面,改性剂能够增强橡胶颗粒与水泥石的黏结作用,提高橡胶混凝土的强度;另一方面,改性剂会增大橡胶混凝土的含气量,削弱混凝土的密实性,降低橡胶混凝土的强度。两种作用的相对强弱与采用的橡胶颗粒的品种有关。更多还原     

无机改性剂增强橡胶混凝土强度试验

试验研究了水洗、Na OH溶液、Ca Cl2溶液三种无机改性方式对橡胶混凝土强度的影响。为实现橡胶混凝土强度提高的预期研究目标,深入分析了基准橡胶混凝土的配制原则,并基于此完成了试验设计。分析表明:基准橡胶混凝土的强度与基准混凝土的强度比值为0.71~0.83时,易于实现预期研究目标。试验结果显示:水洗方式对橡胶混凝土的抗压强度和劈拉强度略有提高;Na OH溶液和Ca Cl2溶液改性对橡胶混凝土的抗压强度具有提高作用,其中Na OH溶液的改性效果更优。     

改性橡胶混凝土抗冻性能研究

试验研究了基准混凝土、橡胶混凝土、NaOH改性橡胶混凝土、KH570改性橡胶混凝土及NaOH+KH570复合改性橡胶混凝土的抗压强度和抗冻性能。结果表明:掺加橡胶颗粒后,橡胶混凝土的抗压强度较基准混凝土的抗压强度下降,且橡胶颗粒的粒径越小,下降幅度越大;橡胶颗粒掺加到混凝土中,具有引气作用,可改善混凝土的抗冻性能,且整体上橡胶颗粒粒径越小,引气作用越强,提高混凝土的抗冻性能越明显;整体上改性橡胶混凝土的抗冻性能较橡胶混凝土的抗冻性能提高,3种改性剂中,NaOH+KH570复合改性剂对橡胶混凝土抗冻性能的提高效果最好。     

基于橡胶粒径、掺量的混凝土强度公式拟合

试验用3种不同粒径的橡胶颗粒以5种掺量配制橡胶混凝土,橡胶颗粒改性采用Na OH和KH570复合改性方法,得到3 d~360 d养护龄期的混凝土抗压强度值,回归分析橡胶混凝土抗压强度与养护龄期、橡胶颗粒掺量、橡胶颗粒粒径及改性方法的函数关系。试验结果表明:橡胶混凝土抗压强度随橡胶颗粒掺量增加而减小,橡胶颗粒粒径较大,橡胶混凝土抗压强度也较大;橡胶混凝土改性后抗压强度比改性前提高了15%左右;得出的橡胶混凝土立方体抗压强度计算式可较方便地指导不同强度橡胶混凝土的配制和工程应用中橡胶混凝土抗压强度的估算。     

橡胶混凝土与普通混凝土的粘结劈拉强度

对橡胶混凝土与普通混凝土粘结劈拉强度进行试验研究,为橡胶混凝土在工程应用中的质量安全提供理论支持和技术保障。试验选用2种橡胶颗粒粒径、5种橡胶颗粒掺量及其经复合改性后配制橡胶混凝土作为新浇混凝土,普通混凝土作为老混凝土,并选用3种界面剂进行橡胶混凝土与普通混凝土的粘结劈拉强度试验,研究了橡胶颗粒粒径、橡胶颗粒掺量、复合改性和界面剂对粘结劈拉强度的影响。结果表明:橡胶颗粒粒径对橡胶混凝土与普通混凝土的粘结劈拉强度的影响因界面剂不同而有所差别;随着橡胶颗粒掺量增加,橡胶混凝土与普通混凝土的粘结劈拉强度先升后降,在一定掺量下达到最大值;橡胶混凝土与老混凝土的粘结劈拉强度都小于新浇橡胶混凝土整体劈拉强度,涂刷水泥净浆界面剂与不涂刷界面剂对于普通新老混凝土粘结时劈拉强度有较大差别,但对于橡胶混凝土与老混凝土粘结时劈拉强度相差不大,涂刷新型改性环氧界面剂时粘结劈拉强度最大。橡胶颗粒经复合改性后,橡胶混凝土与普通混凝土的粘结劈拉强度较未改性前有所提高。综上所述,新型改性环氧界面剂具有较好的粘结效果,可显著提高橡胶混凝土与普通混凝土的粘结劈拉强度。     

橡胶自密实混凝土基本力学性能试验研究

通过立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度和弹性模量的试验,研究了不同类型、不同掺量的橡胶及Na OH溶液预处理方式对自密实混凝土的基本力学性能的影响。试验分析结果表明:随着橡胶掺量的增加,橡胶自密实混凝土变形能力随之提高,极限荷载下破坏形态呈现塑性破坏;但橡胶自密实混凝土的强度与弹性模量也均随之呈非线性下降,其下降的幅值与橡胶的类型及是否经Na OH溶液预处理等有关;掺入橡胶粉、细橡胶颗粒可提高橡胶自密实混凝土的拉压比、而掺入粗橡胶粉则对橡胶自密实混凝土的拉压比无影响。而橡胶颗粒通过Na OH溶液浸泡预处理,虽能提高橡胶颗粒与水泥净浆的黏结强度,但并不总对橡胶自密实混凝土的强度有贡献,其作用与橡胶的品种有关。     

船闸闸室墙表面修复砂浆性能试验

进行丙乳砂浆、硅粉砂浆、高强砂浆、聚丙烯纤维高强砂浆及玄武岩纤维高强砂浆等5种船闸闸室墙表面修复砂浆的抗压、抗折、抗冲磨及耐久性等系列性能试验研究。研究结果表明：加入丙乳明显降低了砂浆的抗压、抗折强度,尤其是抗压强度,说明丙乳砂浆的压折比降低,韧性增大;硅粉砂浆具有优良的力学性能,其28d的抗压、抗折强度分别为85.9MPa,14.5MPa;加入纤维极大地改善了砂浆的抗冲磨性能,与未加纤维的高强砂浆相比,加入聚丙烯后砂浆的磨损率和抗冲磨强度分别提高了30%和27%;各修复砂浆均具有良好的抗碳化性能;5种修复砂浆中硅粉砂浆的抗冻性能最好,170个冻融循环后抗压、抗折强度损失率分别为2.2%和4.1%;聚丙烯纤维高强砂浆及玄武岩纤维高强砂浆具有良好的抗渗性能,1.5MPa水压下的渗水高度分别为1.0mm及1.5mm,表明加入聚丙烯纤维与玄武岩纤维可以有效地改善砂浆的耐久性能。      

天然沸石的改性及其去除制革废水中铵的研究

通过加热以及用酸、碱、盐浸泡方式对天然沸石进行改性,用于模拟制革废水中铵的处理。结果表明:加热改性、H2SO4改性未能提高沸石对废水中铵的去除率,低浓度的HCl和NaOH改性可以提高沸石对铵的吸附效果,而高浓度的HCl和NaOH改性使吸附效果下降。NaCl改性能提高沸石对废水中铵的去除率,最佳改性条件为添加浓度为1.0~1.5 mol/L的NaCl溶液,温度70℃,时间3 h。改性后,沸石对铵的去除率达78%,比未改性前提高了15%左右。     

不同聚合物乳液对水泥砂浆特性影响及作用机理

通过试验对比研究了苯丙聚合物乳液、丁苯乳液、VAE聚合物乳液、丙烯酸脂聚合物乳液对水泥砂浆工作性能、强度性能、抗渗性能等的影响。研究结果表明：聚合物乳液对水泥砂浆的减水作用明显,其中丁苯乳液的减水率高达36%;随着聚合物掺量的加大,聚合物改性水泥砂浆的凝结时间逐渐延长,其中苯丙乳液的缓凝效果最为明显;聚合物乳液的加入可显著提高水泥砂浆的抗折强度及折压比,从而降低了其脆性;掺加聚合物乳液能在一定程度上降低水泥砂浆的渗透性,其中丁苯乳液改性水泥砂浆的渗透性可提高至V级抗渗标准。     

聚合物水泥砂浆的耐腐蚀性能

选用盐酸、硫酸、饱和硫酸钠3种腐蚀溶液对聚合物水泥砂浆的耐腐蚀性能进行系统研究。研究结果表明:聚合物水泥砂浆在5%的盐酸溶液中浸泡30 d,90 d,180 d后其强度保持率均高于普通水泥砂浆;在饱和硫酸钠溶液中浸泡180 d后其抗折强度保持率超过100%;而在5%的硫酸溶液中随时间的增长,其抗压强度保持率的下降趋势平缓,浸泡180 d其抗压强度保持率基本维持在29%以上。掺入聚合物后水泥砂浆的密实性明显提高,而且形成柔性的网状胶膜结构,有效地提高了聚合物水泥砂浆的耐盐酸侵蚀性能。     

聚合物水泥砂浆的耐久性能试验

对比了聚合物水泥砂浆和普通水泥砂浆的耐久性能,主要包括收缩、抗渗、碳化和抗冻性能,并采用XRD及SEM对其微观机理进行分析,结果表明:聚合物的掺入使得水泥砂浆的收缩值明显降低,而且随掺量的增加其收缩率降低;水泥砂浆的抗渗、抗碳化以及抗冻性能随着水泥砂浆中聚合物掺量的增加而逐步提高;掺加纳米级SiO2的聚合物水泥砂浆抗渗性能最好,抗碳化性能相对较差,但仍远优于普通水泥砂浆。     

粉煤灰与磷矿渣对水泥水化热及胶砂强度的影响

试验研究了单掺粉煤灰和复掺磷矿渣与粉煤灰(PF料)对水泥水化热及水泥胶砂强度的影响,结果表明:水泥水化热随粉煤灰和PF料掺量的增大而降低;与纯水泥相比,掺粉煤灰或PF料的水泥7 d水化热降低百分率均低于掺合料(粉煤灰、PF料)替代水泥的百分率;复掺PF料的胶砂抗压强度比单掺粉煤灰高,且PF料对延迟放热峰值出现时间比粉煤灰好。     

石灰石粉对掺加钢渣的水泥砂浆力学性能的影响

在钢渣掺量一定的情况下,通过水泥砂浆力学性能试验,对掺加不同细度的石灰石粉的水泥砂浆进行了不同龄期的抗折、抗压强度测试。结果表明:在钢渣掺量一定的情况下,与未掺加石灰石粉的水泥砂浆比较,掺加一定量的石灰石粉可以提高水泥砂浆的抗压、抗折强度;钢渣掺量一定的情况下,随着石灰石粉细度的增加,水泥砂浆的压折比减小,水泥砂浆的柔韧性变好。用MATLAB曲线拟合工具箱对水泥砂浆的压折比进行模拟,结果发现,用指数函数形式模拟压折比拟合度较好。     

改性粉煤灰对改善高铁相水泥砂浆性能的研究

为了进一步提升海洋工程中所用水泥基材料的抗海水侵蚀能力,提出在粉煤灰表面接枝憎水性油酸小分子,与一种新型高铁相水泥（C4AF≥18%,C3S≤50%）进行复合,制备改性水泥砂浆以提高砂浆基体的憎水性,从而改善砂浆的抗渗性能。研究结果表明：① 若油酸改性粉煤灰的比例超过3%,水泥砂浆的力学性能会明显降低,但是其抗渗性能得到较大提升。这是由于离子在混凝土中的渗透是以水为介质,利用油酸改性后的粉煤灰在砂浆中均匀分布,使得基体具有良好的憎水性,因此砂浆整体的抗氯离子渗透性能得以提升。② 选择蒸汽养护的方式能使高铁相水泥砂浆的早期强度得到提升。这是由于环境温度升高加快了水化反应速率,有利于促进水化反应进程,提高砂浆早期强度,而水化反应加快也会促进氢氧化钙的产生,使粉煤灰的二次火山灰反应提前,因此空白组砂浆的28 d强度较有所提升。     

煅烧渣土-白云石对水泥砂浆强度和膨胀性能的影响

采用渣土对白云石进行煅烧改性,研究了煅烧渣土-白云石对水泥砂浆强度和膨胀性能的影响规律,并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪研究了掺煅烧渣土-白云石水泥的水化产物性能。结果表明:煅烧渣土-白云石可生成β-C₂S和C₁₂A₇,且随着煅烧温度的提高,β-C₂S和C₁₂A₇的含量增加;煅烧渣土-白云石能够有效促进复合水泥砂浆后期强度的发展,其中掺10%煅烧渣土-白云石水泥砂浆的90 d强度甚至高于纯水泥砂浆;此外,煅烧渣土-白云石中的MgO可水化生成Mg(OH)₂,固相体积增加,促进了水泥砂浆的膨胀,且膨胀率随着煅烧渣土-白云石掺量的增加而增加。研究成果对于提高白云石在水泥混凝土中的应用及减轻建筑垃圾对环境的污染有一定参考价值。     

水泥细度对水泥砂浆抗冻性能的影响研究

为研究水泥细度对水泥砂浆抗冻性能的影响,对3种不同水泥细度的水泥砂浆试件进行了抗冻性试验,对比分析水泥细度对水泥砂浆抗压强度、电阻率演化特性的影响规律,建立了相应的冻融损伤模型。结果表明:适当增加水泥细度可以提高砂浆的抗冻耐久性,过度提高水泥细度对抗冻性的提高没有帮助,不同水泥细度的砂浆抗压强度大致呈指数衰减。砂浆的冻融破坏是由表及里逐渐加大的一个过程,不同深度的电阻率与冻融次数间的也是呈指数衰减。