论文部分内容阅读
我国再生骨料主要由废弃混凝土和废弃砖组成,其中砖含量为30%~50%左右,混凝土含量为40%~60%。由于砖混再生骨料吸水率高、强度低等缺陷,大大限制了其在土木工程领域中的应用。橡胶具有良好的弹性性能,将橡胶颗粒掺入到混凝土或砂浆中,可以提高其耐磨性能,改善其韧性、收缩性和抗冻性。因此,将废弃橡胶颗粒和再生骨料协同处理进行资源化利用研究具有一定创新性。本论文研究了再生砖混细骨料与废弃橡胶颗粒作为人行道路面层材料的资源化再利用。首先对试验原材料进行吸水率、表观密度、压碎指标、颗粒级配等基本性能测试,然后将橡胶颗粒等体积替换不同比例的再生骨料,制备不同水灰比的全再生砂浆,对其进行和易性、强度、收缩性、抗渗性、抗冻性试验,通过橡胶颗粒和再生骨料的亲水性试验,利用扫描电镜观察橡胶颗粒的表观形貌,并结合全再生砂浆的破坏形态,分析橡胶颗粒对全再生砂浆各技术性能影响的机理,最后建立掺橡胶颗粒的全再生砂浆抗压强度数学模型。主要的研究成果和结论如下:(1)再生砖混细骨料及废弃橡胶颗粒的基本性能。再生砖混骨料的表观密度与压碎指标均小于天然骨料,吸水率偏高,在再生砖混细骨料中掺入橡胶颗粒,再生骨料的压碎指标随橡胶掺量增加逐渐下降,当橡胶掺量为3%-30%时,再生骨料由细砂逐渐转变为中砂。(2)掺橡胶颗粒的全再生砂浆技术性能。全再生砂浆的和易性随水灰比的减小降低,随橡胶掺量的增加增大。水灰比越小,全再生砂浆的表观密度和强度越大,其脆性破坏特征越明显,随橡胶掺量的增加,全再生砂浆的表观密度和强度呈先增大后减小的变化规律,韧性破坏特征逐渐明显。水灰比越小,全再生砂浆的收缩率越小,抗渗和抗冻性能越好,橡胶颗粒的掺入改善了全再生砂浆的耐久性。当水灰比为0.8,橡胶颗粒掺量为5%时,全再生砂浆满足广场人行路面砖的强度要求。(3)橡胶颗粒对全再生砂浆技术性能的作用机理。橡胶颗粒的憎水性使其具备滚珠效应,其凹凸表面产生了引气作用。橡胶颗粒的滚珠效应和引气作用导致全再生砂浆流动性增加,其憎水性使砂浆保水性减弱。橡胶颗粒的弹性变形性能对砂浆强度产生增强作用,其憎水性及引气作用对砂浆强度产生减弱作用,故存在一个合适的橡胶颗粒掺量,对砂浆强度起到提高效果。橡胶颗粒的引气作用和憎水性增大了水的渗透阻力,提高砂浆的抗渗性。橡胶颗粒的弹性变形和引气作用,在一定程度上可以消散孔隙水结冰膨胀产生的内应力,对砂浆抗冻性能产生明显改善作用。(4)根据国内外研究成果,分别对掺入不同比例再生骨料和橡胶颗粒的天然砂浆抗压强度变化率进行回归拟合,结合本文研究成果,建立了橡胶掺量与全再生砂浆抗压强度关系的数学模型,用以预测掺入橡胶颗粒后全再生砂浆的抗压强度。