改性废旧橡胶透水混凝土基本性能研究

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交通设施、道路建设是城镇基础建设的重要组成部分。在我国城镇化建设日益完备过程中,“热岛效应”、“城镇内涝”等问题凸显严重,为此我国提出“海绵城市”建设发展理念。透水混凝土因其具有良好的透水性能,所以是“海绵城市”建设的重要路用材料,但其特殊的结构类型又导致力学性能、耐久性能较差,应用范围较窄。废旧橡胶一般是报废汽车的轮胎,处理不当会造成资源浪费、环境污染等问题,同时废旧橡胶又具有弹性好、耐磨、易加工等特点。若将废旧橡胶经加工改性后掺入到透水混凝土中则可以改善其力学性能、耐久性能。主要研究内容如下:(1)将废旧橡胶材料通过Na OH溶液和氧化-尿素两种方法进行改性,制备出改性橡胶材料。进行亲水度试验、微观形貌观察、傅里叶光谱表征试验,对比未改性、Na OH改性和氧化-尿素改性橡胶表面改性情况。橡胶经氧化-尿素改性后亲水度系数提升最大,亲水度系数从0.11η提升至0.81η,同时亲水基团明显增多、表面明显更粗糙,改性效果最好。(2)分别将10目、40目、60目改性前后的橡胶掺入水泥基材料中,进行力学性能试验、SEM扫描电镜微观形貌、核磁共振测定孔隙率试验。10目橡胶的掺入最大提升流动性8%。40目、60目橡胶最大降低流动性为23%。橡胶的掺入对抗压强度总体不利,并随橡胶颗粒粒径越大强度降低越多。对抗折强度的影响是有利的,其中掺加60目经氧化-尿素改性的橡胶粉对水泥基材料的抗折性能提升31%。在SEM表征中可知经氧化-尿素改性后的橡胶则与水泥浆有更好的粘结作用,界面裂缝缩小明显。孔隙率试验结果中可知水泥净浆中掺入橡胶颗粒孔隙明显增加,孔隙率由8.67%提升至15%,说明橡胶的掺入具有引气的作用。(3)选择10目、40目、60目的废旧橡胶经过氧化-尿素改性后掺入透水混凝土中,进行力学性能试验、耐久性能试验。当改性橡胶的掺量达到水泥质量的12%时,孔隙率降低34%,透水系数降低20%。对抗压及抗折强度的影响由有利转为不利,存在最佳掺量的情况,最佳掺量为3%、粒径为60目。随着橡胶的掺量增多弹性模量逐渐降低,10目橡胶12%掺量下降低27%,同时粒径越小,弹性模量越低。在抗冻性方面掺入橡胶颗粒存在最佳掺量的情况,最佳掺量为3%、粒径为60目。本文所开展的废旧橡胶改性、改性橡胶与水泥基材界面和废旧橡胶透水混凝土基本性能的研究,对开发一种具有良好路用性能的透水混凝土,建设“海绵城市”,推进安全耐久、健康舒适、环境宜居、资源节约型城市具有重要的意义。
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