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摘 要:氢氧化钠(NaOH)浸泡钛酸酯偶联剂改性处理橡胶粉的方法对橡胶粉进行表面改性处理,并对改性后橡胶粉制备的橡胶混凝土的物理力学性能及变形性能做了系统性研究,制备了8个不同橡胶含量,不同表面改性的混凝土品种,对样品进行了抗压强度、抗折強度的测定,得出用NaOH和钛酸酯偶联剂共同作用的方法可以提高混凝土的抗压抗折性能,得到更高质量的混凝土。
关键词:改性橡胶粒子;NaOH;抗压强度;抗折强度;坍落度;密度
1、介绍
如今的工程对混凝土提出了更高要求,在混凝土中加入橡胶粉,还可以改善隔音隔热效果、抗渗性、抗冻融性。在20世纪90年代,中国出现了第一个将橡胶粉引入混凝土并进行深入探究。虽然将橡胶粉和混凝土混合起来制成橡胶混凝土是一个创新的想法,而且事实证明优点很多,但是研究发现,掺杂了橡胶粉的混凝土会导致混凝土的强度下降。本文选择分别利用NaOH和钛酸酯偶联剂改性橡胶粒子提高性能。
2、实验过程
2.1、原材料
水泥、橡胶粒子、细集料、粗集料、减水剂
2.2 混合
2.3.1NaOH的改性处理
我们选择配置PH为14、浓度为10%的溶液,一组静置24小时,另一组静置7天。在静置结束时,将橡胶粉取出,用清水洗干净,放置于烘箱中在65℃的条件下烘干备用。
2.3.2钛酸酯偶联剂的改性处理
在装有冷凝管、搅拌器和温度计的三口烧瓶中依序先后加入的橡胶粉、水和钛酸酯偶联剂,偶联剂的用量约为橡胶粒子总质量的1.2%,加热至65℃搅拌1h,使橡胶粉和偶联剂溶液搅拌均匀,然后放在自然环境下直到颗粒表面完全干燥,封装待用。
2.4 实验
为了研究NaOH和钛酸酯偶联剂的作用,本研究设置了四种系列的混合物,分别是不改性、NaOH改性(24h)、NaOH改性(7d),在四种系列混凝物加入不同含量的橡胶粉并测量这些试件的抗压强度抗折强度用以制作表格,来确定可以使橡胶混凝土增大强度的最好方法。
3、抗折强度和抗压强度的测试结果
力学试验结果表明,与无橡胶粉试样相比,橡胶粉试样的抗压强度分别降低了22.1%、38.5%、46.2%,然而,经过优化处理的橡胶制备的样品强度减小幅度远没有未经处理的大,与没有进行橡胶粉处理的试件比,进行处理过得组别抗压强度分别提高了23.71%、15.72%、22.36%、30.45%,从这样的数字来看是改善是十分明显的,其中,单处理中NaOH处理24小时的改性方法是最可观的。
4、结论
为使橡胶混凝土强度达到最大,找寻最有效的改性途径,研究了碱液处理和添加钛酸酯偶联剂的混凝土的物理性能和力学性能,得到以下结果:
(1)结果表明,无论加或不加橡胶粉处理,其混凝土强度均有所降低。然而,使用碱液和钛酸酯偶联剂处理橡胶粉,制备的橡胶混凝土强度降低相对较小。结果显示,抗压强度的提高比抗折强度的提高更为显著。与未经处理的橡胶粉相比经过NaOH处理的试样,在抗压强度和抗折强度方面分别提高了15.72%以上和2.3%以上,经过NaOH和偶联剂共同作用处理的更是分别提高了30.45%和5.6%;因此,对橡胶粉的改性处理中,加入NaOH和钛酸酯偶联剂效果更好。
(2)NaOH处理橡胶粉和钛酸酯偶联剂处理的橡胶粉虽然都可以使橡胶粉在物理性能和力学性能方面有所提高,但是相比于制备方法,提高程度和成本来讲,钛酸酯偶联剂不如NaOH溶液处理24小时的结果更令人满意。
参考文献:
[1]黄士元,近代混凝土技术,陕西科学技术出版社,西安,1998
[2]Ilker Bekir Topcu. The properties of rubberized concretes[J]. Cement and Concrete Research. 1995, 25(2): 304-310.
[3]Savas, B.Z. Ahmad, S. Fedroff, D. Freeze–thaw durability of concrete with ground waste tire rubber. Transportation Research[J]. Transportation Research Board. 1996, 1574: 80-88.
关键词:改性橡胶粒子;NaOH;抗压强度;抗折强度;坍落度;密度
1、介绍
如今的工程对混凝土提出了更高要求,在混凝土中加入橡胶粉,还可以改善隔音隔热效果、抗渗性、抗冻融性。在20世纪90年代,中国出现了第一个将橡胶粉引入混凝土并进行深入探究。虽然将橡胶粉和混凝土混合起来制成橡胶混凝土是一个创新的想法,而且事实证明优点很多,但是研究发现,掺杂了橡胶粉的混凝土会导致混凝土的强度下降。本文选择分别利用NaOH和钛酸酯偶联剂改性橡胶粒子提高性能。
2、实验过程
2.1、原材料
水泥、橡胶粒子、细集料、粗集料、减水剂
2.2 混合
2.3.1NaOH的改性处理
我们选择配置PH为14、浓度为10%的溶液,一组静置24小时,另一组静置7天。在静置结束时,将橡胶粉取出,用清水洗干净,放置于烘箱中在65℃的条件下烘干备用。
2.3.2钛酸酯偶联剂的改性处理
在装有冷凝管、搅拌器和温度计的三口烧瓶中依序先后加入的橡胶粉、水和钛酸酯偶联剂,偶联剂的用量约为橡胶粒子总质量的1.2%,加热至65℃搅拌1h,使橡胶粉和偶联剂溶液搅拌均匀,然后放在自然环境下直到颗粒表面完全干燥,封装待用。
2.4 实验
为了研究NaOH和钛酸酯偶联剂的作用,本研究设置了四种系列的混合物,分别是不改性、NaOH改性(24h)、NaOH改性(7d),在四种系列混凝物加入不同含量的橡胶粉并测量这些试件的抗压强度抗折强度用以制作表格,来确定可以使橡胶混凝土增大强度的最好方法。
3、抗折强度和抗压强度的测试结果
力学试验结果表明,与无橡胶粉试样相比,橡胶粉试样的抗压强度分别降低了22.1%、38.5%、46.2%,然而,经过优化处理的橡胶制备的样品强度减小幅度远没有未经处理的大,与没有进行橡胶粉处理的试件比,进行处理过得组别抗压强度分别提高了23.71%、15.72%、22.36%、30.45%,从这样的数字来看是改善是十分明显的,其中,单处理中NaOH处理24小时的改性方法是最可观的。
4、结论
为使橡胶混凝土强度达到最大,找寻最有效的改性途径,研究了碱液处理和添加钛酸酯偶联剂的混凝土的物理性能和力学性能,得到以下结果:
(1)结果表明,无论加或不加橡胶粉处理,其混凝土强度均有所降低。然而,使用碱液和钛酸酯偶联剂处理橡胶粉,制备的橡胶混凝土强度降低相对较小。结果显示,抗压强度的提高比抗折强度的提高更为显著。与未经处理的橡胶粉相比经过NaOH处理的试样,在抗压强度和抗折强度方面分别提高了15.72%以上和2.3%以上,经过NaOH和偶联剂共同作用处理的更是分别提高了30.45%和5.6%;因此,对橡胶粉的改性处理中,加入NaOH和钛酸酯偶联剂效果更好。
(2)NaOH处理橡胶粉和钛酸酯偶联剂处理的橡胶粉虽然都可以使橡胶粉在物理性能和力学性能方面有所提高,但是相比于制备方法,提高程度和成本来讲,钛酸酯偶联剂不如NaOH溶液处理24小时的结果更令人满意。
参考文献:
[1]黄士元,近代混凝土技术,陕西科学技术出版社,西安,1998
[2]Ilker Bekir Topcu. The properties of rubberized concretes[J]. Cement and Concrete Research. 1995, 25(2): 304-310.
[3]Savas, B.Z. Ahmad, S. Fedroff, D. Freeze–thaw durability of concrete with ground waste tire rubber. Transportation Research[J]. Transportation Research Board. 1996, 1574: 80-88.