改性橡胶水泥砂浆强度的试验研究改
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基金项目:水利部公益性行业科研专项（201301027）
作者简介:季卫娟（1988），女，河南濮阳人，硕士，主要从事混凝土结构新材料的开发与应用方面研究。Email:1010391381@qq.comDOI：10.13476/j.cnki.nsbdqk.2014.04.021
3.河南省水利工程安全技术重点试验室，郑州 450003；4.济源市防汛抗旱指挥部办公室，河南 济源 459000）
摘要：分别采用水洗、NaOH溶液、KH570溶液和自制Na2SiO3溶液等方式对橡胶颗粒进行改性，并通过试验分别研究了不同改性方式对橡胶砂浆强度的影响作用。结果显示，10%NaOH溶液的改性效果最优，抗压强度和劈拉强度较基准橡胶砂浆分别提高了16.89%和46.56%。1 000倍的电镜观测表明，经NaOH溶液改性后橡胶颗粒表面的洁净度增加，空隙增多，与水泥石的咬合度增强，从微观上阐明了改性橡胶砂浆强度提高的机理。
关键词：橡胶砂浆;改性剂;砂浆强度;电镜观测;增强机理
中图分类号：TU528文献标志码：A文章编号：16721683（2014）04009804
Experimental Study on the Strength of Cement Mortar with Modified Rubber
JI Weijuan1,3，YUAN Qun2,3，LI Huixia4，CAO Hongliang2,3，FENG Lingyun2,3
(1.Zhengzhou University,Zhengzhou 450002,China；2.He′nan Water Conservancy Science Academy,
Zhengzhou 450003,China；3.He′nan Key Laboratory of Hydraulic Engineering Security Technology,
Zhengzhou 450003,China；4.Jiyuan City Flood Control and Drought Relief Headquarters Office,Jiyuan 459000,China)
Abstract:The rubber was modified with several approaches,including washing,NaOH solution,KH570 solution,and homemade Na2SiO3 solution,and the experiments were conducted to investigate the impacts of different modification approaches on the strength of rubberized mortar.The test results showed that 10% NaOH solution has the best modification effects with 16.89% and 46.56% of increasing in the compressive strength and splitting tensile strength,respectively compared to the benchmark rubberized mortar.The observation results using the electron microscope with a magnification of 1000 showed that after the modification with NaOH solution,the cleanliness and pores of the rubber surface increase,and the occlusiondegree with cement reinforces,which explained the increasing strength mechanism of thecement mortar with modified rubber from the microscopic scale.
Key words:rubber mortar;modifier;mortar strength;electron microscope observation;increasing mechanism
随着汽车工业的迅猛发展，废弃橡胶轮胎的数量日益增加［12］，填埋、焚烧等常规处理方法对环境的污染非常严重，如何实现其高效环保的处理利用已成为人们关注的热点。已有研究表明［36］，将橡胶轮胎制成的橡胶颗粒掺入混凝土中，既可以大量回收利用废弃橡胶轮胎，又能改善混凝土的弹性减震、降噪隔音、韧性、抗冲击性能、抗收缩性能及抗冻性能。因此，近年来橡胶混凝土的开发应用受到了科研人员的重视。
由于混凝土的亲水性与橡胶颗粒的憎水性使得二者的黏结性能较差［712］，导致橡胶混凝土强度明显降低，限制了橡胶混凝土的应用。因此，增强橡胶颗粒与混凝土中水泥石的黏结强度，是提高橡胶混凝土强度的关键。为此，本文利用改性剂NaOH溶液、KH570溶液和自制改性剂Na2SiO3溶液处理橡胶颗粒，以改性橡胶颗粒取代部分细骨料配制水泥砂浆，研究改性橡胶砂浆的抗压及劈拉强度，结合扫描电镜的观测结果，分析改性橡胶颗粒对橡胶砂浆强度的影响机理，为提高橡胶混凝土强度的研究提供技术支持。
1试验设计
1.1试验材料
水：自来水。
水泥：选用某厂家生产的复合硅酸盐水泥P·C42.5。
砂：河沙。细度模数2.65，最大粒径5 mm，连续级配，表观密度2 500 kg/m3。
橡胶颗粒：粒径1～3 mm，密度1 119 kg/ m3，由河南武陟某一橡胶厂生产。
改性剂：不处理、水洗、5%～30%浓度的NaOH溶液、05%～3%质量分数的KH570溶液、自制Na2SiO3溶液。
1.2橡胶颗粒处理方式
无处理：橡胶颗粒不经过处理，直接使用。
水洗：用水清洗橡胶颗粒3遍，去除表面污物，室外晾干备用。
NaOH溶液处理：分别配制浓度为5%、10%、15%、20%、25%、30%的NaOH溶液，充分浸泡橡胶颗粒，充分搅拌后密封放置48 h。然后用清水对处理后的橡胶颗粒进行冲洗，晾干后备用。
KH570溶液处理：分别取橡胶颗粒质量05%、1%、15%、2%、3%、的KH570溶液，用300 g乙醇溶液稀释后充分浸泡橡胶颗粒，晾晒30 min备用。
自制Na2SiO3溶液处理：自制Na2SiO3溶液经甲苯溶解后加入橡胶颗粒，拌和至表面湿润，再加入适量水泥，拌和至橡胶颗粒表面均被水泥包裹，然后放烘箱100 ℃烘30 min，最后加进砂浆拌和。
13水泥砂浆的制备及测试方法
基准砂浆即普通砂浆，其水灰比073，灰砂比027；基准橡胶砂浆是以未处理橡胶颗粒等体积取代6%的砂制备而成；改性橡胶砂浆是以改性剂处理后的橡胶颗粒等体积取代6%的砂制备而成。
制备的试件尺寸为707 mm×707 mm×707 mm，标准养护28 d后测试其抗压强度和劈拉强度，并用扫描电镜观测改性前后橡胶颗粒表面形态及橡胶砂浆切片中橡胶和水泥石的黏结状况。
