【關鍵詞】環氧樹脂;橡膠;混凝土;彈性改性劑;集料類型;彎曲性能。
0 前 言。
廢舊輪胎的合理處治是全世界資源利用和環境保護領域的研究熱點之一,廢舊輪胎作為一種可再生資源,采用適當的方法回收再利用,既能節約資源,還可創造可觀的社會經濟效益[1-2].目前,將廢舊輪胎破碎成橡膠粉作為路面鋪裝材料,是受到廣泛認可的一種處治方式[1],橡膠粉改性水泥基混凝土[3-4]、瀝青基混凝土[5]和聚合物混凝土[6-8]都有廣泛的研究和應用。
環氧樹脂(EP)混凝土是聚合物混凝土的一種,具有強度較高、固化時間較短、耐久性較好和耐凍融等優異特性[6,9-10],并且EP易于改性,如增韌、耐濕熱化和耐高溫化等[11-13],還可根據應用要求的不同而實現EP混凝土的針對性改性。因EP膠粘劑與橡膠顆粒模量接近且粘接性較好,以橡膠顆粒改性EP混凝土可有效改善混凝土的抗彎性能,提高其抗裂性和抗沖擊性[7],因此,橡膠改性EP混凝土可廣泛應用于橋面鋪裝、機場跑道、停車場地面和路面鋪裝等工程的快速修復[14-15].
本研究采用聚氨酯類彈性改性劑對EP進行改性,制備了一系列不同彈性改性劑含量(10%~80%)、2種不同集料類型(彈性/剛性、彈性)的EP/橡膠混凝土,利用統計分析方法,考察了彈性改性劑含量和集料類型對混凝土抗彎強度和抗彎變形量的影響。
1 試驗部分。
1.1 試驗原料。
雙酚 A型環氧樹脂(EP,E-51)、環氧活性稀釋劑692、改性脂肪胺固化劑,工業級,市售;彈性改性劑(具有柔性聚氨酯主鏈和端活性基團的液體聚合物),自制;廢舊橡膠顆粒,工業級(粒徑1~2 mm),青島惠商橡膠有限公司;玄武巖石料(粒徑3~4 mm)、天然河砂(細度模數2.78),市售。
1.2 試驗儀器。
CMT4304型微機控制電子萬能試驗機,美特斯工業系統(中國)有限公司;BT125D型電子天平,德國Sartorius公司。
1.3 試驗制備。
首先將EP、彈性改性劑、環氧活性稀釋劑按表1所示配方混合,機械攪拌3 min,再加入固化劑,機械攪拌 3 min,即可得到 EP膠粘劑;接著按 V(玄武巖石料)∶V(砂子)∶V(廢舊橡膠顆粒)=1∶2∶3混合,機械攪拌 3 min,得到彈性/剛性集料;然后按 m(膠粘劑)∶m(集料)=1∶5稱量,機械攪拌5 min,使其充分混合;之后將膠粘劑和集料的混合物填入模具,室溫養護12 h,隨后60 ℃養護8 h,即得到彈性/剛性體系的EP/橡膠混凝土。
純彈性混凝土集料中只有橡膠顆粒,未添加玄武巖石料和砂子,其余制備步驟與彈性/剛性體系EP/橡膠混凝土相同。
1.4 測定或表征。
(1)彈性混凝土抗彎強度和抗彎變形量:按照GB/T 17671-1999標準[16],采用萬能試驗機進行測定(試件尺寸為40 mm×40 mm×160 mm,測試速率為2 mm/min,測試方法如圖1所示;本研究中所指相對最大變形量為應力-應變曲線中峰值應力所對應的彈性混凝土變形量)。
(2)拉伸強度和斷裂伸長率:按照 GBT 2567-2008標準[17],采用萬能試驗機進行測定。