廢膠粉與PVA纖維協同改性混凝土(tǔ)力學性能與抗滲耐久性研究
閱讀(dú)：6811 更新時間：2022-10-18
近年來(lái)，将汽車工(gōng)業産生(shēng)的大(dà)量廢舊輪胎粉碎成廢舊膠粉（WRP）的粉碎技術有效推動了WRP化廢爲寶和消除黑(hēi)色污染，國(guó)内外學者已嘗試利用WRP獨特的柔韌性、抗沖擊性來(lái)改性塑料、瀝青、砂漿混凝土(tǔ)等，進而應用于建築地坪、城(chéng)市園林、防撞護欄等工(gōng)程領域，并取得(de)了良好的經濟效益和社會效益 。Topcu等分(fēn)别用粗WRP和細WRP全部替代混凝土(tǔ)中的粗骨料時發現，相(xiàng)比于普通混凝土(tǔ)，摻粗、細WRP混凝土(tǔ)的抗壓強度下降幅度分(fēn)别達85%、65%，劈裂抗拉強度下降幅度約爲50%。Khatib等的研究也發現，WRP摻量越高，混凝土(tǔ)強度越低。
在橡膠工(gōng)業中常加入硬脂酸鋅作(zuò)爲潤滑劑、防黏劑、硫化催媒的活化劑，因而由廢舊輪胎制備的WRP顆粒中必然含有硬脂酸鋅。國(guó)内外學者通過紅(hóng)外光(guāng)譜、化學滴定等方法發現，硬脂酸鋅是降低WRP和水泥砂漿結合力的主要原因。硬脂酸鋅是一種酸性物質，如(rú)使用堿性物質NaOH去(qù)除WRP表面的酸性物質，可(kě)露出内部的極性鍵，進而實現WRP與水泥膠體(tǐ)的很好結合。黃(huáng)少文等、李悅等、鄭莉娟等、劉日(rì)鑫等、于利剛等、張海波等、吳曉平等、于泳等、舒展等分(fēn)别采用極性單體(tǐ)馬來(lái)酸酐（MAH）、NaOH 溶液、偶聯劑、Sol-gel 雜化等多種改性方法有效提升WRP與水泥混凝土(tǔ)界面的黏結性能，相(xiàng)應抗壓、抗折強度提升幅度最高分(fēn)别達50%、30%。鑒于此，本研究嘗試組合使用飽和NaOH溶液浸泡、矽烷偶聯劑改性WRP進行前期處理(lǐ)，以期實現WRP在混凝土(tǔ)體(tǐ)系中良好的親水性及分(fēn)散性。
與此同時，美國(guó)Li 教授等成功将PVA纖維引入脆性水泥基體(tǐ)系中，制備出具有多縫開裂和假應變硬化特征的超高韌性水泥基複合材料（ECC）。ECC 因其高韌性及應變硬化特征在高層建築結構應力複雜節點、橋梁與路(lù)面結構拼接縫和高抗裂大(dà)壩等工(gōng)程中得(de)到有效應用。Kang等[17]将PVA纖維引入到修補砂漿中，有效改善了抗裂韌性。針對ECC性能及應用研究，青島理(lǐ)工(gōng)大(dà)學羅健林等、張鵬等分(fēn)别采用直拉黏結試驗法、落錘法、單面吸水法測試PVA-ECC修補砂漿的韌性。陳婷結合直拉試驗與同心圓環測試工(gōng)藝發現，PVA 纖維與ECC的黏結性能和阻裂性能良好；徐世烺等、鄧宗才等結合單軸拉伸、快(kuài)凍法、斷裂能法及沖擊韌性法分(fēn)别針對ECC的制備工(gōng)藝、配合比、添加劑、工(gōng)作(zuò)性能、力學性能、耐久性能和斷裂性能等進行了系列研究，并取得(de)極限應變爲4%的效果。但(dàn)PVA纖維協同廢橡膠混凝土(tǔ)的力學韌性研究較少，鑒于此，本文嘗試将韌性PVA纖維與黏彈性WRP有效組合起來(lái)，并對WRP與PVA纖維采用堿浸泡及偶聯劑協同處理(lǐ)提升其在砂漿體(tǐ)系分(fēn)散性，之後複合到脆性混凝土(tǔ)體(tǐ)系中，澆注成型摻WRP及PVA纖維改性混凝土(tǔ)（WPMC）。分(fēn)别研究WPMC的力學性能及抗滲耐久性，以期獲得(de)一種既有較高抗裂韌性，又有良好抗滲水耐久性能的工(gōng)程材料。
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