胶粉对砂浆抗折抗压性能的影响

胶粉对砂浆抗折抗压性能的影响

杨莹莹, 张海波, 孙玉霞,冯永钊,梁宝玉
(河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作454010)

0 引言
随着全球橡胶工业特别是汽车工业的迅速发展,造成了大量废橡胶的堆积。废旧橡胶不易降解,填埋处理占地又对土壤和地下水环境产生较大的污染,焚烧虽可回收部分能源但会带来大气污染。因此,加快对废橡胶的高效清洁利用技术的研究,是我国科研工作者的一项紧迫任务。目前胶粉利用较成熟的满足技术是硫化胶粉改性沥青路面材料和直接制备橡胶制品。但对胶粉的消耗量远不能满足废旧轮胎增长的要求。水泥混凝土是用量最大的建筑材料,利用废橡胶轮胎的轻质和韧性特点可改善水泥表观密度、隔音隔热、减震降噪、耐磨耐蚀等方面的性能。本文就废旧轮胎胶粉对水泥砂浆的抗折抗压强度的影响进行了试验研究。

1 试验原料与试验方法
1.1 原材料
水泥:焦作坚固水泥厂普通42.5 等级。
砂:中砂,细度模数为2.60,表观密度2.586,堆积密度1.535。
胶粉:北京平安创世有限公司生产的橡胶粉,分1 号和2 号:(1)1 号胶粉:100 g 各标准筛筛余0.6 ㎜:3 g;1.18 ㎜:40 g;2.36 ㎜:56 g;(2)2 号胶粉:100 g 各标准筛筛余0.2 ㎜:33 g;0.3 ㎜:11 g; 0.6 ㎜:56 g。
1.2 试样制备
本试验分A、B 两组,分别采用1 号胶粉(A 组),2号胶粉(B 组)各自按一定的质量百分比等体积取代砂。分别制得40 ㎜×40 ㎜×160 ㎜ ,70.7 ㎜×70.7 ㎜×70.7 ㎜模块。1 d 后拆模,后放入养护室养
护,试验前将其从养护室中取出。

2 试验结果
2.1 抗折强度
分别测定试件3 d、7 d、28 d 的抗折强度。从图1 可以发现,加入橡胶粉后降低了砂浆试件的抗折强度,且随着胶粉掺量的加大而逐渐降低。当胶粉掺量小于12%时,A、B 两组3 d 和7 d 抗折强度变化均非常相近。说明胶粉掺量小于12%时,胶粉细度不是砂浆抗折强度下降的重要影响因素。A 组实验当1 号胶粉掺量为10%时,3 d,7 d,28 d 的抗折强度均出现低谷, 说明胶粉掺量为10%时1 号胶粉对砂浆的抗折性能影响显著。但从整体上看,相同掺量时,较细的2 号胶粉对砂浆抗折强度的影响较1 号胶粉更为明显。

2.2 抗压强度
胶粉的不同掺量对砂浆3 d、7 d、28 d 抗压强度的影响。通过图2 和图3 比较可以发现:胶粉的掺入降低了砂浆各个时期的抗压强度,且随胶粉掺量的加大而呈现下降趋势;40 mm×40 mm 试件与70.7 mm×70.7 mm 试件抗压强度下降趋势符合;掺量相同情况下,较细的2 号胶粉对砂浆抗压强度的影响更大。

综合以上三图,A 组试验1 号胶粉对砂浆抗折抗压的影响曲线多出现波折, 而B 组试验曲线表现较平稳。

3 讨论
(1)A、B 两组试验中随着胶粉取代量的增大,砂浆的抗折强度抗压强度都呈降低趋势。首先,由于胶粉取代量的增大,砂浆的和易性变差。胶粉取代量由小到大时,A 组水灰比由0.55 增到0.57,B组水灰比由0.55 增到0.77。胶粉取代量增大,砂浆的保水性变小,使砂浆在凝结之前泌水离析,水分浮在上面,砂和水泥沉在下面,导致试样不均匀,降低了其抗折抗压强度。其次,胶粉是一种由橡胶、炭黑、软化剂及硫化促进剂等多种材料组成的含交联结构的材料,其表面呈惰性,与基质相溶性差,因而难以在基质中均匀分散,直接或过多填充导致材料的力学性能下降.
(2)2 号胶粉较1 号胶粉粒径甚小,等体积的2号胶粉其惰性表面要比1 号胶粉的大很多,与基质相容性更差,更难在基质中均匀分散,所以2 号胶粉对砂浆的影响更大些。

4 结论
(1)胶粉掺入会降低砂浆的抗折抗压强度,胶粉的掺量越高,水泥砂浆的强度降低幅度越大。
(2)一般在等掺量的条件下,胶粉越细对砂浆的强度降低影响越大。在掺量小于12%时,胶粉细度对砂浆的抗折强度影响很小。

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