掺废旧轮胎橡胶粉改性水泥混凝土试验研究

摘要

废旧轮胎作为一种工业废弃物，其数量呈逐年大幅增加的趋势。堆积如山的废旧轮胎不仅占用土地，而且污染环境，因此废旧轮胎的处理及再利用已成为世界各国急需解决的问题之一。已有研究表明，将废旧轮胎粉碎成橡胶块(粉)掺加到水泥混凝土中，不仅可以改善混凝土的韧性，还可以使混凝土具有隔声、隔热、减震、能量吸收多、以及良好的耐久性等优良性能。 本文选取和引气剂引入气泡粒径相差不多的80目(173μm)、100目(140μm)、120目(119μm)、150目(109μm)四种粒径的精细橡胶粉分别按10kg/m3、20kg/m3和30kg/m3的掺量直接掺入到基准混凝土中，通过试验分析研究它们对水泥混凝土抗冻性的影响情况。同时分析了橡胶粉粒径和掺量对混凝土的拌合物性能、基本力学性能、抗裂性能等方面的影响情况，最终得出了精细胶粉掺量和粒径对混凝土各性能的影响，及综合性能最好的粒径和掺量。 研究成果主要有：(1)橡胶混凝土的表观密度随橡胶粉掺量的增加而降低；但由于精细胶粉可以填充混凝土中的部分孔隙，掺入100、120、150目胶粉且掺量在10～30kg/m3时所得橡胶混凝土的掺量对混凝土表观密度的影响不大。橡胶混凝土的坍落度具有随着所掺橡胶粉粒径的增大而减小的趋势。(2)橡胶混凝土的抗压、抗折强度均随胶粉掺量的增加而降低，但相同橡胶粉掺量的情况下，抗折强度的下降程度小于抗压强度的下降程度，即混凝土的韧性提高；同时混凝土的弹性模量降低，弹性增强。(3)本文用氢氧化钠溶液对橡胶粉进行了表面改性，目的是除去橡胶粉表面的硬脂酸锌，以改善胶粉与水泥石界面的粘结，增加橡胶混凝土的强度。但试验结果表明，这种表面改性对于精细橡胶粉混凝土的抗压强度提高不大。(4)将粒径与引气剂引入气泡粒径相当的精细胶粉掺入到混凝土中，相当于给混凝土增加了无数微小的“气泡”，这些弹性的细料群，不仅改善了混凝土中的孔隙结构，还显著地提高了混凝土的抗冻能力。(5)橡胶粉是弹性体，它的加入，可以缓解混凝土中的部分应力，使混凝土的抗裂性得到了提高。 试验最终发现，掺有120目橡胶粉的混凝土具有最好的综合性能，每立方米只要掺入10kg，即可以明显改善混凝土的抗冻性，且与其他三个粒径相比，在相同掺量情况下强度的降低程度最低。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1 选题背景

1.1.1 项目来源

1.1.2废旧轮胎的生产及应用现状

1.1.3废旧轮胎橡胶改性混凝土的提出及应用

1.2 废旧轮胎橡胶改性水泥混凝土的国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 需要进一步研究的内容或方向

1.3选题意义及研究目的

1.3.1 选题意义

1.3.2研究目的

1.4本文的研究内容及技术路线

1.4.1研究内容

1.4.2技术路线

2原材料及试验设计

2.1 原材料

2.2试验设计

2.2.1配合比

2.2.2试件的制作和养护

2.2.3试验方案

3橡胶混凝土的拌合物性能试验研究

3.1 工作性

3.2表观密度

3.3本章小结

4橡胶混凝土基本力学性能试验研究

4.1橡胶粉的表面改性试验研究

4.2橡胶混凝土抗压试验研究

4.2.1试验步骤

4.2.2试验结果确定方法

4.2.3试验结果与分析

4.3橡胶混凝土抗折试验研究

4.3.1试验步骤

4.3.2试验结果及确定方法

4.3.3试验结果与分析

4.4橡胶混凝土的折压比

4.5橡胶混凝土弹性模量试验研究

4.5.1试验步骤

4.5.2试验结果及确定方法

4.5.3试验结果与分析

4.6本章小结

5橡胶混凝土抗冻性试验研究

5.1混凝土受冻破坏形式

5.2混凝土抗冻机理

5.3试验内容和方法

5.3.1试验内容

5.3.2试验仪器及评价指标

5.4试验结果、分析及讨论

5.4.1 试验结果

5.4.2结果分析

5.5混凝土抗冻因子评价混凝土抗冻性

5.6本章小结

6橡胶混凝土抗裂性试验研究

6.1试模及配合比

6.2试验步骤及参数

6.3试件的早期开裂评价准则

6.4试验结果与分析

6.5本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢

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