碳納米管對橡膠集料砂漿抗?jié)B與防覆冰性能的影響研究

李宏亮，朱 涵,2，邵建文，楊金帥

(1.天津大學建筑工程學院，天津 300350；2.天津大學濱海土木工程結(jié)構(gòu)與安全教育部重點實驗室，天津 300072)

0 引 言

疏水程度高、表面能低的固體具有抑制水蒸氣液化、減小冰附著強度的特點，有利于防覆冰與除冰[1]。另一方面，疏水表面水接觸角大于90°，毛細孔壓力的方向與重力相反，可以抑制水流滲流[2]。因此，降低混凝土材料親水性，有利于提高抗?jié)B與防覆冰能力。Ramachandran等[3]通過在混凝土材料中加入表面疏水處理的聚合物纖維，降低了混凝土材料的親水性；Muzenski等[4]在砂漿中加入Nano-SiO2與PMHS等疏水材料，結(jié)果表明疏水化后砂漿試件抗?jié)B能力與耐久性均明顯提高。碳納米管(Carbon Nanotubes,CNT)水接觸角為135°具有疏水的特點，同時力學性能優(yōu)異，抗拉強度高達65～93 GPa[5]。不同于微米尺度的常用增強材料，例如聚合物纖維PVA、PE纖維等，CNT是一維納米材料，具備三維森林的分布方式[5]，有利于在水泥基材料中充分發(fā)揮CNT的性能優(yōu)勢與功能特點。但是目前大多數(shù)研究集中于討論CNT對水泥基材料力學性能的影響[6-8]，關于其對抗?jié)B性能與防覆冰能力研究則少有報道。

由廢棄輪胎加工而成的橡膠集料摻入混凝土中不僅可以改善混凝土材料的脆性、提高變形能力，更是回收和再利用廢棄輪胎的有效途徑[9-10]。橡膠集料混凝土具有優(yōu)異的抗?jié)B、抗開裂與抗沖擊能力[11-12]，這得益于橡膠顆粒良好的彈性與橋接效應，限制了裂縫發(fā)展[13]。這些優(yōu)異性能使得橡膠集料混凝土在重載道面、機場道面、橋面鋪裝等工程領域具有一定應用[14]。……