汽车工业的发展导致废旧轮胎的产量急剧增加,对生态产生了不可估量的影响。如何对废旧轮胎进行绿色化处理,在汽车产业发展中具有十分重要的意义。将废旧轮胎粉碎成橡胶集料,掺入传统混凝土中制备成橡胶混凝土,为废旧轮胎的处理提供了新的解决方案。与普通水泥基材料相比,橡胶集料水泥基材料可有效改善混凝土的弹性模量高,耐久性能差等问题,但轮胎橡胶的主要成分为非极性不饱和烯烃,与水泥基材料的兼容性差,导致橡胶集料在水泥基材料中形成的界面过渡区粘结强度低,在荷载作用下提前失效破坏,使材料的力学强度大幅度下降,这限制了橡胶水泥基材料的推广。本论文主要针对于橡胶集料与水泥基材料的兼容性差问题,对橡胶集料表面进行改性设计,研究不同改性橡胶集料对水泥基材料的基本性能影响及内在作用机理,具体工作及获得的结论如下:首先采用水洗预处理、NaOH碱洗、KH550接枝和复合改性等不同类型表面处理方式,对粒径为40目的橡胶粉集料和1~3mm的橡胶粒集料进行表面改性,利用SEM、接触角测定仪和FTIR对改性后橡胶集料的形貌、亲水性和表面官能团进行分析。结果表明:NaOH碱洗橡胶集料,能溶蚀橡胶表面部分疏水性物质,导致橡胶集料表面粗糙度上升。KH550硅烷偶联剂可在橡胶表面接枝羟基等极性官能团,能有效降低橡胶表面水滴接触角,复合改性处理的橡胶表面亲水性改善最明显。其次将不同的改性橡胶集料掺入水泥砂浆中制备成改性橡胶集料水泥基材料,对流动性、凝结时间和力学强度等宏观性能进行试验分析。测试结果显示,橡胶集料的流动性受集料粒径的影响较大。与普通水泥基材料相比,橡胶集料粒径过细或过粗均可抑制水泥基材料的水化进程,延长水泥浆体凝结时间。不同改性方法对橡胶集料水泥基材料的力学强度具有一定的提升效果,采用复合改性方法改性后的橡胶集料对橡胶水泥基材料的抗折抗压强度提升最为明显,橡胶粉试验组28d的抗折和抗压强度分别提升33.3%和16.4%,橡胶粒试验组28d的抗折和抗压强度分别提升22.8%和23.1%,不同改性方法处理后的橡胶集料在不同龄期的强度提升幅度并不相同。根据体视学原理,对水泥基材料断面的孔隙结构进行图像分析,分析结果发现,与空白对照组相比,橡胶集料具有明显的引气作用,掺入水泥基材料中,孔隙率明显上升,橡胶集料的粒径越小,引气效果越明显。对橡胶表面处理,能降低橡胶集料表面的憎水性,减少橡胶砂浆的孔结构数量,并对孔结构径分布具有明显改善作用。橡胶集料改性后的亲水性越高,孔隙率降低越明显,孔结构的分布更加均匀。最后,采用SEM、BSE-EDS、XRD及TG-DTG等表征手段对改性橡胶集料水泥基材料的过渡区微观特征进行了试验。研究结果显示,仅水洗预处理的橡胶颗粒与硬化的水泥浆体间的界面过渡区厚度大,过渡区中存在大体积孔洞,CH晶体在此处产生富集现象,降低了界面的粘结强度。对橡胶集料表面改性,可有效降低过渡区的厚度,抑制CH晶体富集结晶,使界面密实度上升,从而提升橡胶集料混凝土的整体力学强度。