废旧轮胎橡胶颗粒在抹面砂浆中的应用研究

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将废旧橡胶轮胎粉碎成颗粒状加入到混凝土或者砂浆中,不但可减少“黑色污染”的危害,还可改善混凝土或者砂浆的性能。有研究表明,橡胶颗粒的加入可提高混凝土材料的断裂韧性、抗冲击性能等,同时对含气量、强度、保温隔热性、隔声性等也有一定的影响。但橡胶是有机高分子材料,与水泥基材料之间的界面粘结性较差,因此,如何对橡胶颗粒表面进行改性,提高其与水泥基材料的界面相容性,成为橡胶颗粒能在水泥基材料中进行良好应用的关键技术问题。本文选取了20目、40目和60目三种不同粒径的橡胶颗粒,并使用NaOH饱和溶液、CCl4溶液、1%PVA溶液、硅烷偶联剂(KH-550、KH-560、KH-570)对其改性后按照一定的掺量加入到水泥砂浆中,研究其对水泥胶砂强度、抗冲击性能、拉伸粘结性能的影响,由此确定在各种改性方法下适宜的橡胶颗粒粒径和掺量。试验结果表明,40目橡胶颗粒是本试验的最佳粒径,用饱和NaOH溶液、1%PVA溶液和2%用量的KH-550改性的效果较好,40目橡胶颗粒的最佳掺量范围为15%-25%。在此基础上,结合市场现售抹面砂浆的配合比进行正交试验,得到掺有改性橡胶颗粒的抹面砂浆的最佳配合比为m(水泥):m(砂):m(橡胶颗粒):m(可再分散乳胶粉):m(纤维素醚)=1:1.875:0.164:0.028:0.004。抗裂试验表明,对橡胶颗粒改性以后可明显提高砂浆的塑性收缩性能,裂缝宽度比未改性时降低了59.3%。微观结构分析表明,对橡胶颗粒改性以后可有效提高橡胶颗粒与水泥基材料之间的界面联结,其中用偶联剂KH-550改性的橡胶颗粒表面与水泥水化产物之间形成了化学键结合,从而提高了橡胶集料水泥砂浆的整体强度。最终结果表明,最佳配合比配制的掺改性橡胶颗粒的抹面砂浆,具有良好的韧性、抗冲击性能、抗裂性和粘结强度,改性后的橡胶颗粒完全可以替代市场上抹面砂浆中的纤维组分,在节约成本、环保、利废的同时,还可充分发挥橡胶颗粒在墙材中的附加性能。
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