废旧轮胎橡胶粉表面改性及其在水泥基材料中的应用研究

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1、华南理工大学硕士学位论文废旧轮胎橡胶粉表面改性及其在水泥基材料中的应用研究姓名：郑莉娟申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：余其俊20080501摘要随着汽车工业的发展，废旧轮胎的产生量迅速增长，已成为一个新的环境污染源。寻求废旧轮胎橡胶新的处理途径已是当务之急。橡胶具有高弹性、高韧性和抗冲击性好等特点，而普通混凝土属于脆性材料，弹性模量大，韧性差，易开裂；将胶粉掺入混凝土中可望提高混凝土的韧性、抗拉伸性能以及抗冲击性能等。上世纪90年代初，国外研究者已开展对废旧轮胎改性混凝土的研究，国内在该方面的研究尚处于起步阶段，缺乏系统的研究成果。因此，适时开展废旧轮胎橡胶改性混凝土

2、研究，具有前瞻性的重要意义。本文以三种不同粒径的橡胶微粒为细集料，分别在不同体积替代量(按体积百分比替代砂)下制备了多组改性砂浆和混凝土试块。由于混凝土和水泥砂浆属亲水性材料，橡胶属憎水性材料，直接混合使用，两者界面结合性能较差。通过表面改性有望改善其与混凝土材料的界面粘结性。针对改性工艺和所做构件，本文进行了一系列尝试和研究，主要包括：橡胶粉表面改性、拌合物工作性能试验、改性砂浆和混凝土力学性能试验等。’橡胶粉表面改性试验结果表明：选用极性单体马来酸酐(MAH)，在非隔氧条件下以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂对废弃橡胶粉表面进行接枝改性，傅立叶红外光谱结果表明可以在橡胶粉表

3、面接枝上亲水性基团，并在此基础上讨论了马来酸酐和引发剂BPO用量对接枝效果的影响；硅烷偶联剂改性后，砂浆的强度可较大幅度提高。红外光谱结果表明可以在橡胶粉表面接枝上有机硅氧烷基团，在此基础上初步探讨偶联剂改善这种砂浆性能的机理以及偶联剂种类、浓度对偶联效果的影响。橡胶改性砂浆和混凝土的试验结果表明：马来酸酐接枝后的橡胶水泥胶砂的流动度较未改性之前提高了19．1％；1％的KH一550溶液处理后的橡胶粉水泥胶砂流动度较未改性的提高20．6％。改性后，橡胶砂浆试件的强度均有较大提高，采用2％HP．669溶液处理后其28d的抗折强度和抗压强度较未改性胶砂试件相比分别提高了14．6％和

4、12．9％。胶粉改性水泥混凝土的韧性大于普通混凝土的韧性，胶粉体积掺量为35．6％时，胶粉改性水泥混凝土的弹性模量相对于普通混凝土的弹性模量降低幅度达12．2％。关键词：废橡胶粉；水泥砂浆；混凝土；表面改性；力学性能ABSTRACTThequantitiesofscraptiresincreasequicklywiththedevelopmentofautomobileindustry,whichresultsinanewenvironmentalpollution．Inviewofthatseekinganewtreatmentprocesshasalreadybecome

5、allurgentaffair．Thewastetirerubberpowderischaracterizedwithhizhelasticity,hightoughnessandstrongshockresistance，etc．Whereasconcreteisbrittlematerial，withhighelasticmodulus，lowtoughness，lowtensivestrength．Theeffectonshockresistanceandtoughnessofcementmortarandcementconcretewereabletoincrease

6、drespectivelywhenadditivecompositionofscraptirepowdertoreplacepartofsand．Oversearesearchershavestudiedthewastetiresoptimizedconcretefrom1990’S．Thisresearchstillinthebeginningandthereisnosystematicfindinginourcountry．Soitisprecursoryandimportanttostudythewastetiresoptimizedconcreteingoodtime

7、．Inthisthesisthreekindsofcrumbrubberwithdifferentparticlediameterareusedastheconcreterubberadmixture．Manygroupsofoptimizedmortarorconcretespecimensaremadeinconditionofdifferentdisplacedvolumeratiowhichsanddisplacedwithequalvolumepercent．Cement-basedmater