橡胶水泥土的抗盐蚀结晶性能

橡胶水泥土的抗盐蚀结晶性能 2O09年07月沈阳建筑大学学报(自然科学版)第25卷第4期JournalofShenyangJianzhuUniversity(NaturalScience)Ju1.2009 Vo1.25.No.4 文章编号:1671—2021(2009)04—0630—05 橡胶水泥土的抗盐蚀结晶性能 王凤池,刘涛,刘磊,叶霄鹏,燕晓 (沈阳建筑大学土木工程学院,辽宁沈阳110168) 摘要:目的研究改善橡胶水泥土的离子侵蚀性能,抗渗性能等.方法采用不同的物质的量 浓度NaC1和Na2SO溶液以及不同掺量KFe(CN)?3HO对橡胶水泥土进行侵蚀试验.结果 试验 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,NaSO溶液对橡胶水泥土的侵蚀破坏能力大于NaC1溶液,NaSO溶液在橡胶水 泥土中的渗透性能低于NaC1溶液.橡胶粉的掺入提高了水泥土的抗盐蚀能力,且橡胶粉掺量 越高,抗盐蚀能力越强,但橡胶粉粒径的影响则不显着.结晶改性剂KFe(CN)6?3H2O阻止了 结晶化的进程,延长了试件断裂时间.结论橡胶粉阻碍了石膏,钙矾石产生的体积膨胀对试件 的影响,起到了软性弹性体的作用,缓和体积膨胀应力,减少内部裂纹的发生与发展,提高了水 泥土的抗盐蚀性能. 关键词:橡胶水泥土;橡胶粉;盐蚀;结晶 中图分类号~TU472文献标志码:A 0引言 随着汽车工业的发展,越来越多的废旧轮胎 形成的”黑色污染”正在威胁着人类的生存环境. 废旧轮胎橡胶是一种弹性的固体的高分子聚合 物,在自然条件下不溶于水,难溶于有机溶剂,而 且不易腐烂.国内外对废旧轮胎橡胶的处理方法, 大致可分为热能利用,回收利用,原形及其改造利 用和掩埋堆放.现在世界范围内对橡胶的处理方 式倾向于将其回收利用.废轮胎橡胶用于建筑材 料是回收利用这种固体废弃物的一种有效方法之 一 [I.21 . 1986年,苏联将橡胶粉成功地应用于橡胶沥 青防水卷材,无机绝缘片材和三层板材组成的隔 音复合地板.20世纪90年代始,橡胶沥青混凝土 取得了巨大成功,其良好的抗滑,抗疲劳和抗裂性 能,延长了道路使用寿命J.1993年,Shuaib Ahmad开始了橡胶混凝土的研究应用.橡胶混凝 土的研究应用目前已经成为土木工程领域的热点 问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 之一.J. 水泥土是利用水泥 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 作为胶凝材料强制搅 拌,利用水泥和土体之间所产生的一系列物理,化 学反应,使地基土硬结成具有整体性,水稳定性和 一 定强度的加固体.大量的室内和现场试验表明, 拌入水泥后形成的加固土呈坚硬状态,其抗压强 度,抗剪强度,变形模量等指标均优于天然软土地 基I9J.橡胶水泥土是由笔者借鉴橡胶混凝土和 水泥土提出的一个全新的概念.橡胶水泥土开辟 了将废橡胶用于土木建筑上的一个新思路.所谓 橡胶水泥土是将土,橡胶粉,水泥等强制搅拌,在 一 系列物化反应后形成的新型水泥土复合体.笔 者通过试验定性地研究了橡胶水泥土的抗有害盐 离子侵蚀性能,抗渗性能等,为橡胶水泥土及其复 合地基在盐蚀环境中的应用奠定基础. 1试验过程与方法 1.1试验土料 试验土料(可塑粉质黏土)取自沈阳市浑南 新区某 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 工地,该土层分布深度为0.7, 4.3m,其物理力学指标见表1.橡胶粉采用沈阳 收稿日期:2008—10,13 基金项目:国家自然科学基金项目(50778115) 作者简介:王凤池(1970一),男,副教授,博士,主要从事复合地基理论与实践研究 第25卷王凤池等:橡胶水泥土的抗盐蚀结晶性能631 市宏玉盛橡胶材料厂生产的优质橡胶粉.水泥采 用辽宁凤城生产的工源牌P.O32.5标准水泥. 1.2试件制作 试件尺寸为4,28nli/1×210nllil.将PVC管分 割成210mm长一段,每段磨具在分割成3瓣,作 成三瓣膜.在制作试块前将磨具内部刷油,外用铁 线把三瓣膜拼装,勒紧,作成磨具.将土,水泥,橡 胶粉和水按比例搅拌均匀,放人自制磨具中捣实, 表面抹平.2d后拆模放人标准养护箱中养护28 d.橡胶水泥土的水泥掺量为20%,橡胶粉掺量有 0,10%和20%三种,橡胶粉粒径采用550m和 250m两种(见表2).水泥掺量的定义为掺入水 泥的质量占干土质量的百分比;而橡胶粉掺量表 示为橡胶粉质量占水泥质量的百分比.侵蚀溶液 有6种,如表3所示. 表2材料掺量% 1.3试验装置 采用与Rod6guez—NavarroandDoehne类似 的试验装置,如图1所示.容器采用密闭性能 良好的带有橡胶密封圈的塑料保鲜盒,体积为 1.2L.将配制好的侵蚀溶液1.0L放人,盒顶盖 开与橡胶水泥土柱直径相等的孔,笔直放人橡胶 水泥土柱,周围用石蜡将缝隙封死.整个体系呈密 封状态,原因是水只有通过柱子向上才能失去.将 试验装置(共计30个)放在通风良好的一条长凳 上,保持在43.0%的相对湿度的实验室.溶液向 上通过橡胶水泥土柱,水从表面蒸发失去.定期观 测橡胶水泥土柱外观变化,并用数码相机 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 .图1试验装置 632沈阳建筑大学学报(自然科学版)第25卷 2试验结果 2.1不同溶液的影响 水泥掺量20%,粒径550的橡胶粉掺量 10%,溶液的为20%时的侵蚀(侵蚀40d)照片 如图2所示.可见,NaSO溶液对橡胶水泥土的 侵蚀破坏能力大于NaC1溶液.NaSO溶液侵蚀 的所有试件均断裂,而NaC1溶液则没有断裂.侵 蚀7d,NaSO溶液晶体析出现象明显,形成毛茸 茸的状态现象,部分晶体高出试块表面3,4mii1, 并且在试件根部堆积了脱落的晶体,试件开始腐 蚀开裂.而侵蚀14d,NaC1溶液只有一层白色附 在试块表面.试件侵蚀高度,NaSO溶液低于 NaCI溶液,后者上升高度最高达到6—7cm,盒 中液面下降较多.说明NaSO溶液在橡胶水泥 土中的渗透性能低于NaC1溶液. 导致上述现象的根本原因是硫酸盐和氯化盐 对橡胶水泥土侵蚀机理的不同.含SO一的硫酸 盐通过如下化学反应生成石膏: ca+s0:一+H2O---~CaSO4?2H2O 石膏在试件体内结晶体积膨胀,同时与水泥 中的水化铝酸钙进一步反应生成钙矾石,体积进 (a)NaSO溶液 图2不I司溶液的影响 一 步膨胀.试件在侵蚀过程中出现了开裂,脱落, 进而断裂的现象.并且生成的晶体导致孑L隙的阻 塞,因此侵蚀高度降低.而氯盐则不同,其与水泥 中的氢氧化钙(ca(OH))反应生成溶于水的氯 化钙(CaCI),随着侵蚀的进行,氯化钙不断的进 入溶液盒中导致液面的上升高度高于硫酸盐. 2.2橡胶粉掺量的影响 水泥掺量20%,橡胶粉粒径550m,溶液的 物质的量浓度为20%,橡胶粉掺量变化对侵蚀的 影响,如图3所示(图中B1,B2,…,A1,A2,…为 试块在溶液中的侵蚀编号). (b)NaC1溶液 图3橡胶粉掺量对盐蚀结晶的影响 在侵蚀试验初期,不含有橡胶粉试块被溶液力,且橡胶粉掺量越高,抗盐蚀能力越强.图4中 浸湿高度6,7cm,含有橡胶粉试块平均高度4一B4和B5为条件相同橡胶粉目数不同的试 件侵 5cm.第4天,Bl,B2首先在高出液面3,4cm处蚀情况,可以看出,橡胶粉粒径的影响不是很明 有白色晶体析出,环绕试块一周.侵蚀7d,B1晶显. 体析出现象明显并且有部分晶体开始脱落,圆柱 四周普遍出现了碎片和裂纹,并在侵蚀30d后断 裂.而B2和B4,B5上述现象的产生则晚于Bl, 侵蚀10d,30d试件损伤程度明显弱于Bl(见图 4),说明橡胶粉的掺人提高了水泥土的抗盐蚀能 对于NaC1溶液的侵蚀情况(见图3)不是很 明显,但A1有明显的晶体析出.橡胶粉掺量对侵 蚀的影响本次试验不是很明显,侵蚀高度基本相 同.由硫酸盐侵蚀机理可以判断,橡胶粉阻碍了石 膏,钙矾石产生的体积膨胀对试件的影响,起到 第25卷王凤池等:橡胶水泥土的抗盐蚀结晶性能633 图4侵蚀10d时照片 (a)NaCl溶液 了软性弹性体的作用,缓和体积膨胀应力,减少内 部裂纹的发生与发展,提高了水泥土的抗盐蚀性 能. 2.3结晶抑制剂 水泥掺量20%,粒径为250m的橡胶粉掺 量20%,溶液物质的量浓度为20%时, K4Fe(CN)?3HO对结晶侵蚀的影响,侵蚀图片 如图5所示.侵蚀40d,溶液分别为NaCI,Na2SO 和K4Fe(CN)?3HO,其对应的质量分数分别为 0,0.1%,1%. 由图可知,随着K4Fe(CN)?3HO掺量的增 加,两种溶液对橡胶水泥土的侵蚀作用降低.不含 K4Fe(CN)?3HO的溶液,无论是NaC1溶液还 (b)NaSO溶液 图5K4Fe(CN)6’3H2O对盐蚀结晶的影响 是NaSO溶液,均出现了大量的结晶析出,NaC1钙矾石产生的体积膨胀对试件的影响,起到 了软 溶液出现了剥落现象,NaSO溶液出现了断裂.性弹性体的作用,缓和体积膨胀应力,减少内部 裂 而含有KFe(CN)?3H:O,对于NaCI效果不是纹的发生与发展,提高了水泥土的抗盐蚀性能. 很明显,但对于NasO溶液晶体析出明显减少,(3)结晶改性剂K4Fe(CN)?3HO阻止了 试件断裂晚7d以上.结晶化的进程,延长了试件断裂时间.氯化盐对橡 试验证明,结晶改性剂KFe(CN)?3H2O阻胶水泥土性能的影响试验结果不是很显着,目前 止了结晶化的进程,延长了试件断裂时间,这与正在进行不同物质的量浓度的氯盐,硫酸盐及不 CharlesSelwitz的结论…是一致的.同侵蚀时间对橡胶水泥土抗压强度的影响,为复 3结论 (1)Na:SO溶液对橡胶水泥土的侵蚀破坏 能力大于NaC1溶液,NaSO溶液侵蚀作用下,橡 胶水泥土试件均断裂,而NaCI溶液则没有断裂; Na:SO溶液在橡胶水泥土中的渗透性能低予 NaC1溶液. (2)橡胶粉的掺入提高了水泥土的抗盐蚀能 力,且橡胶粉掺量越高,抗盐蚀能力越强,但橡胶 粉粒径的影响则不是很明显.橡胶粉阻碍了石膏, 杂环境下橡胶水泥土的工作性能的研究奠定基 础. 参考文献: [1]方芳,周勇敏,张继.废轮胎回收制胶粉及其应用 进展[J].材料科学与工程学报,2005(1):164— 168. [2]蒋振山,张海珍,刘凤辰.废旧轮胎的处理及综合 利用[J].能源与环境,2006(5):38—41. [3]AhmetT,CaferC,AbdulkadirCA.Determinationof theoptimumconditionsfortirembberinasphaltcon? crete[J].BuildingandEnvironment,2005(40): 634沈阳建筑大学学报(自然科学版)第25卷 1492一l5o4. RaghvanD,HuynhH,FerrarisCF.Workabilityme- chanicalpropertiesandchemicalstabilityofarecy— cledtirerubber—filledcementitiouscompositelJ1. JoumalofMaterialsScience,1998,33(7):l745— 1752. Hemandez—OlivaresF,BarluengaG,BollatiM.Static anddynamicbehaviourofrecycledtyrerubber— filledconcrete[J].CementandConcreteResearch, 2002,32(10):l587一l596. SiddiqueR,NaikTR.Propertiesofconcretecontm— ningscrap—tirerubber—anoverview[J].Waste Management,2004,24(6):563—569. SegreN.JoekesI.Useoftirerubberparticlesasad— ditiontocementpaste[J].CementandConcreteRe. search,2000,30(9):1421—1425. 刘松玉,钱国超,章定文.粉喷桩复合地基理论与 工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2006. 王凤池,朱浮声,张德海.水泥搅拌桩复合地基下 卧层沉降的计算方法[J].沈阳建筑大学学报:自 然科学版,2006,22(5):705—709. Rodriguez—NavarroC,DoehneE.Saltweathering:in— fluenceofevaporationrate,supersaturationandcrys- tallizationpattern[J].EarthSurfaceProcessesand Landforms,1999(24):191—269. CharlesS,EricD.Theevaluationofcrystallization modifiersforcontrollingsaltdamagetolimestone [J].JournalofCulturalHeritage,2002(3):205— 216 StudyonSalificationErosionandCrystallizati0n RubberizedCement.Soil WANGFengchi,LIUTao,L/U (SchoolofCivilEngineering,ShenyangJianzhu Lei,YEXiaopeng,YANXiao University,ShenyangChina,110168) Resistivityof Abstract:Bymeansofobtainingworkingperformanceofmbbenzedcement—soilincorrosivesoilenvir on. ment.thispaperaimstoimprovesalificationerosionandcrystallizationresistivityofRubbedzedCement— soil.ErosiontestwascardedonbVdifferentconcentrationofNaC1andNa,SOdsolution.andbydifferent K4Fe(CN)6?3H2Ocontent.ThetestindicatedthaterosioncapabilityofNa2SO4solutionwashigherthan NaC1solution.butthepermeabilitywasopposite.Rubberpowdercouldimprovesalificationerosionresist— ance.andthemorerubberpowder.thebettersalificationerosionresistencewas.Buttheeflfectofrubberpow— derparticlediameterwasnotobvious.Ascrystallizationmodifiers,K4Fe(CN)6?3H20couldpreventcrystal— lizationprocessandextendspecimentocrack.Inconclusion,rubberpowderpreventsgypsumandettringite fromcubicaldilatation,whichplaysaroleassoftelasticbody.Atthesametime.rubberpowdercaneaseca. bicaldilatationstress,socrackoccu~enceanddevelopmentaredecreased,andrubberizedcement—soil salifi— cationerosionresistenceisimproved. Keywords:rubberizedcement—soil;rubberpowder;salificationerosion;crystallization