廢橡膠顆粒聯合改性用于制備水泥砂漿機理研究

陳 偉，孟 皞，顏 巖，袁 波

(1.武漢理工大學硅酸鹽建筑材料國家重點實驗室，武漢 430070;2.武漢理工大學材料科學與工程學院，武漢 430070； 3.湖北工業大學土木建筑與環境學院， 武漢 430068)

0 引 言

廢舊輪胎橡膠是我國主要大宗固體廢棄物之一，其主要來源是退出服役的汽車輪胎[1]。現代充氣輪胎是由合成橡膠、天然橡膠、織物和線材，以及炭黑和其他化合物制成，具有較好的彈性[2]。水泥混凝土摻入廢棄橡膠粉可提高其韌性，提升橡膠混凝土的隔熱、吸聲、抗沖擊性、抗震性、抗滲性、抗凍性和延展性等性能[3-5]。然而，在混凝土中摻入橡膠顆粒會低混凝土的強度和剛性[6-7]。

橡膠顆粒預處理可改善橡膠與水泥界面粘合度。使用NaOH溶液預處理橡膠可以去除制造輪胎過程而存在于輪胎橡膠表面的硬脂酸鋅層。與未經處理的橡膠相比，NaOH溶液能夠去除橡膠表面殘留溶劑，在橡膠顆粒表面留下孔隙，從而形成相對粗糙和多孔的表面[8]。Segre[9]和Mohammadi[10]等利用NaOH預處理橡膠增強橡膠與水泥漿體之間的粘附力，提高含廢棄橡膠混凝土抗壓強度。

正硅酸乙酯(TEOS)可進行水解和縮合反應，生成二氧化硅[11-12]。使用正硅酸乙酯改性，可在橡膠表面引入官能團，加入水泥砂漿中，進一步水解縮合，增強橡膠與水泥漿體之間的粘合。本文采用不同的橡膠表面改性方法，使用NaOH溶液、正硅酸乙酯兩種化學試劑對橡膠進行聯合表面改性，揭示改性處理橡膠顆粒提升砂漿強度的機理，對比改性前后橡膠顆粒摻量對水泥砂漿工作性能、力學性能的影響，采用XRD、FT-IR、SEM等微觀測試技術，進一步揭示改性橡膠顆粒與水泥漿體界面的結合機理。……