橡胶集料水泥浆基体微观分析及其性能改善研究

摘要

由于普通水泥混凝土路面的种种工作性能缺陷严重限制了其推广应用，添加各种外掺剂的改性水泥砂浆的相关研究便成为重要课题。橡胶水泥混凝土便是其中一种比较常见的改性水泥混凝土材料。但橡胶粉的掺加对水泥混凝土和水泥砂浆的强度及收缩性能有一定的影响，具体表现为橡胶集料改性水泥基体的抗压强度有一定程度上的下降，而其抗收缩性能则有一定的增强。
　　本文利用X射线衍射试验和压汞试验等技术，对掺加橡胶颗粒的水泥基体中橡胶颗粒的改性机理及其微观结构进行研究，分析橡胶颗粒水泥砂浆的水泥水化产物物相种类和橡胶颗粒对水泥水化反应速率的影响以及橡胶颗粒水泥砂浆的内部孔径分布特性。实验结果表明橡胶颗粒的掺入并不会使水泥水化反应生成新的物相结构，但橡胶颗粒会减缓水泥的水化反应速率。同时橡胶颗粒的加入导致水泥砂浆的孔隙率增加，其内部微小孔比例下降而大孔比例增加，整体孔径变大。
　　同时本文尝试在橡胶集料改性砂浆中加入一定量的聚合物和偶联剂作为外加剂，研究两种改性剂加入之后的橡胶集料水泥砂浆的抗压强度和抗折强度的变化规律，并且利用XRD试验研究两种物质对于水泥水化反应速率的影响。研究结果表明，聚合物橡胶水泥砂浆的抗压强度和抗折强度随着聚合物掺量的增加而明显下降，偶联剂对橡胶水泥砂浆的抗压强度和抗折强度的提高有十分显著的作用。两者均不会使水泥水化反应生成新的物相结构，但可能会影响水泥水化反应速率。
　　本文的研究结果同时也表明，向橡胶水泥砂浆中同时掺入适量的聚合物和偶联剂不仅可以改善其抗压强度和抗折强度等宏观力学性能，还可以在一定程度上改善其抗干缩性能，降低其前期收缩量。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 混凝土路面的发展及存在的问题

1．1．2 国内废旧橡胶的生产及利用现状

1．1．3 聚合物和偶联剂在材料工业中的应用

1．2 国内外研究现状

1．2．1 橡胶混凝土研究现状

1．2．2 聚合物改性水泥混凝土研究现状

1．2．3 偶联剂改性水泥混凝土研究现状

1．3 论文研究内容及意义

1．4 论文组织结构

第二章 原材料与实验设计方法

2．1 原材料技术性质

2．1．1 水泥

2．1．2 砂

2．1．3 橡胶粉

2．1．4 水

2．2 实验设计方法

2．2．1 X射线衍射试验

2．2．2 压汞试验

2．2．3 搅拌方式和养护制度

2．2．4 抗折强度和抗压强度试验

2．2．5 干缩试验

2．3 本章小结

第三章 橡胶集料对水泥砂浆的微观结构影响研究

3．1 X射线衍射试验研究

3．1．1 试验配合比

3．1．2 试件处理和实验步骤

3．1．3 实验结果及分析

3．1．4 橡胶集料混凝土的界面理论

3．2 压汞试验研究

3．2．1 压汞仪

3．2．2 实验材料

3．2．3 试样制备

3．2．4 实验结果及分析

3．3 本章小结

第四章 聚合物和偶联剂对橡胶水泥砂浆性能改性研究

4．1 聚合物改性橡胶水泥砂浆性能研究

4．1．1 聚合物对橡胶水泥砂浆物理力学性能的影响

4．1．2 聚合物改性橡胶水泥浆的XRD实验研究

4．2 偶联剂改性橡胶水泥砂浆性能研究

4．2．1 偶联剂对橡胶水泥砂浆物理力学性能的影响

4．2．2 偶联剂改性橡胶水泥浆的XRD实验研究

4．3 本章小结

第五章 聚合物—偶联剂改性橡胶水泥砂浆性能研究

5．1 聚合物-偶联剂改性橡胶水泥砂浆物理力学性能的影响

5．1．1 配合比设计

5．1．2 同时掺加聚合物和偶联剂对橡胶水泥砂浆的力学性能影响

5．2 收缩性能研究

5．2．1 配合比设计和试验步骤

5．2．2 实验结果与分析

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介