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1 绪论1

1.1 研究背景1

1.2 废旧橡胶回收利用现状1

1.3 橡胶混凝土性能研究现状2

1.3.1 橡胶颗粒来源与成分2

1.3.2 橡胶颗粒掺入方法、尺寸3

1.3.3 橡胶颗粒对混凝土性能的改善作用3

1.3.4 橡胶颗粒对混凝土强度性能的影响6

1.4 橡胶-水泥石界面研究现状7

1.4.1 物理清洗法表面改性7

1.4.2 化学法表面改性8

1.4.3 橡胶-水泥石界面研究中存在的问题9

1.5 低温（300℃以下）下橡胶、混凝土性能变化研究现状10

1.6 混凝土中孔结构与耐久性的关系11

1.6.1 孔结构对混凝土耐久性的影响11

1.6.2 影响混凝土孔结构的主要因素11

2 原材料及其性能13

2.1 橡胶颗粒13

2.2 水泥15

2.3 粗集料15

2.4 细集料15

2.5 橡胶颗粒表面改性剂16

3 橡胶-水泥石界面过渡区研究17

3.1 试验方法17

3.1.1 显微硬度分析17

3.1.2 SEM-EDS分析18

3.1.3 XRD分析18

3.1.4 橡胶砂浆孔结构分析18

3.1.5 橡胶表面接触角测定20

3.1.6 橡胶颗粒表面形貌观测20

3.2 橡胶-水泥石界面过渡区分析20

3.2.1 显微硬度分析结果20

3.2.2 SEM-EDS分析结果21

3.2.3 XRD分析结果25

3.2.4 橡胶砂浆孔结构测试结果27

3.2.5 橡胶表面接触角测试结果30

3.2.6 橡胶颗粒表面形貌观测结果32

3.3 橡胶-水泥石界面过渡区形成机理34

3.3.1 液体在固体表面的铺展分析34

3.3.2 橡胶颗粒表面形貌简化38

3.3.3 水在橡胶表面的铺展38

3.3.4 橡胶-水泥石界面过渡区孔隙形成机理39

3.3.5 橡胶-水泥石界面过渡区元素分布规律形成机理43

3.3.6 橡胶-水泥石界面过渡区模型45

3.3.7 讨论48

3.4 橡胶砂浆孔结构分析49

3.5 本章小结50

4 表面改性对橡胶-水泥石界面及混凝土性能影响研究52

4.1 试验方法52

4.1.1 橡胶表面接触角测定52

4.1.2 橡胶颗粒活化指数测定52

4.1.3 橡胶颗粒表面XPS分析53

4.1.4 改性橡胶-水泥石界面显微硬度分析53

4.1.5 改性橡胶-水泥石界面SEM-EDS分析53

4.1.6 改性橡胶砂浆孔结构分析53

4.1.7 新拌／硬化橡胶混凝土性能测试53

4.1.8 橡胶砂浆抗渗性研究54

4.2 橡胶颗粒表面改性54

4.2.1 橡胶颗粒表面改性基本思路54

4.2.2 丙烯酸偶联剂改性工艺条件优化55

4.2.3 正交试验结果分析56

4.2.4 改性橡胶表面接触角测试结果60

4.2.5 改性橡胶颗粒活化指数测试结果61

4.2.6 橡胶颗粒表面XPS分析结果62

4.3 改性橡胶-水泥石界面特点64

4.3.1 橡胶-水泥石界面显微硬度分析结果64

4.3.2 改性橡胶-水泥石界面SEM-EDS分析结果64

4.3.3 运用橡胶-水泥石界面模型讨论66

4.3.4 橡胶砂浆孔结构分析68

4.4 橡胶混凝土性能69

4.4.1 橡胶混凝土试样制备69

4.4.2 橡胶混凝土坍落度70

4.4.3 橡胶混凝土含气量71

4.4.4 橡胶混凝土表观密度72

4.4.5 橡胶混凝土抗压强度73

4.4.6 橡胶混凝土抗折强度74

4.4.7 橡胶混凝土劈裂抗拉强度76

4.4.8 橡胶表面改性对混凝土强度性能的影响分析76

4.4.9 橡胶混凝土抗冲击性能77

4.5 橡胶砂浆抗渗性能79

4.5.1 橡胶砂浆抗渗性测试方法79

4.5.2 橡胶砂浆渗水高度测试结果80

4.5.3 橡胶砂浆孔结构与抗渗性的关系81

4.6 本章小结83

5 低温热处理对橡胶-水泥石界面及混凝土性能的影响85

5.1 试验方法85

5.1.1 橡胶颗粒真空分解现象观察85

5.1.2 橡胶颗粒TC-DSC分析85

5.1.3 水泥石TG-DSC分析86

5.1.4 水泥石XRD分析86

5.1.5 橡胶-水泥石界面显微硬度分析86

5.1.6 橡胶-水泥石界面SEM-EDS分析86

5.2 橡胶颗粒经不同温度热处理后的变化86

5.2.1 橡胶颗粒真空热分解现象86

5.2.2 橡胶颗粒TG-DSC分析结果88

5.3 水泥石经不同温度热处理后的变化90

5.3.1 TG-DSC分析结果90

5.3.2 XRD分析结果90

5.4 低温热处理对橡胶-水泥石界面的影响91

5.4.1 显微硬度分析结果91

5.4.2 橡胶-水泥石界面SEM-EDS分析结果93

5.5 低温热处理对橡胶混凝土性能的影响95

5.5.1 试验设计95

5.5.2 热处理前后试样外观变化96

5.5.3 热处理对橡胶混凝土抗压强度的影响99

5.5.4 低温热处理对橡胶-水泥石界面结合的SEM分析100

5.5.5 热处理对橡胶混凝土性能影响结果分析101

5.6 热处理对橡胶水泥净浆孔结构的影响102

5.6.1 吸水动力学法测孔结构原理102

5.6.2 试验设计103

5.6.3 试验结果及分析104

5.7 低温热处理对橡胶砂浆抗硫酸盐侵蚀性的影响107

5.7.1 试验设计107

5.7.2 试验结果108

5.7.3 试验结果分析109

5.8 本章小结110

6 橡胶砂浆的耐久性能试验112

6.1 氯离子渗透系数测试112

6.1.1 试验方法112

6.1.2 试验结果及分析113

6.2 抗冻融性能测试117

6.2.1 试验方法117

6.2.2 试验结果及分析118

6.3 碳化性能测试126

6.3.1 试验方法126

6.3.2 试验结果及分析126

6.4 小结132

7 橡胶砂浆微观孔结构测试与耐久性机理分析133

7.1 毛细吸水测试孔结构133

7.1.1 试验方法133

7.1.2 试验结果及分析134

7.2 橡胶水泥砂浆渗透机理144

7.3 小结146

参考文献147