CN101149332A - 一种测试橡胶集料与水泥石界面粘结强度的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种测试橡胶集料与水泥石界面粘结强度的装置及方法属于建材测试领域。试验方法为一端使用与混凝土中的橡胶集料材质相同的圆台形橡胶块(1)，在其大直径表面上固定拉环(2)，通过定滑轮(3)连接另一端的托盘(4)，圆台形橡胶块(1)的小直径表面涂抹不同的界面处理剂(6)，将小直径表面埋入新拌水泥混凝土(7)中，当到达规定测试龄期后，在托盘(4)中添加砝码(5)，直到圆台形橡胶块(1)脱离水泥混凝土(7)表面为止，以此拉力来反映橡胶集料与水泥混凝土基体的界面粘结强度。该测试方法模拟橡胶混凝土中橡胶集料所处的真实界面粘结环境条件，避免了传统方法的误差，能简单快捷、准确地反映橡胶集料与水泥石界面的粘结性能。

Description

一种测试橡胶集料与水泥石界面粘结强度的装置及方法

技术领域

本发明属于建筑材料测试技术领域。具体说是一种测试橡胶集料与水泥石界面粘结强度的装置及方法，该方法测试原理科学，测试过程简单方便，测试结果能够准确地反映橡胶集料混凝土中橡胶颗粒与水泥石基体之间的界面粘结强度。

背景技术

将废旧轮胎破碎成橡胶颗粒掺加在水泥混凝土中制备出橡胶集料混凝土，其具有韧性好、抗冲击、减震抗震、轻质保温、降噪隔音、透气透水等优点。但是橡胶集料混凝土的强度较低，在一定程度上限制了其工程应用，目前提高该种混凝土强度的重要方法就是橡胶集料在掺入混凝土前进行表面预处理，提高橡胶集料一水泥混凝土基体之间的界面粘结强度，进而提高橡胶集料混凝土的整体抗压强度。但是对于橡胶集料与水泥石基体的界面粘结强度到目前为止还没有科学的测量方法能够很好地测定和反映其粘结性能。

目前普遍采用的测量方法是用抗压强度和劈裂强度来评价橡胶集料与水泥石界面的粘结强度，但实际上只是反映了橡胶集料混凝土本身的整体性能，而不能很好地反映橡胶集料与水泥石基体界面的粘结性能。此外，由于橡胶集料与水泥石基体的界面粘结力较小，如果用传统的拉力机来测量橡胶集料水泥砂浆的粘结强度，误差很大而且精确度很低。因此，发明一种测定橡胶集料与硬化水泥石基体界面粘结强度的方法，准确地测定和反映橡胶集料与水泥界面的粘结性能，则有利于橡胶集料混凝土技术的推广应用。

发明内容

本发明的目的在于模拟橡胶集料混凝土中橡胶集料所处的真实界面粘结环境条件，提供一种测试橡胶集料与水泥石界面粘结强度的方法，本实验方法避免了传统方法的误差，能够简单快捷、准确地测定其粘结强度，能够很好地反映橡胶集料与水泥石界面的粘结性能。

本发明提供了一种测量橡胶集料与水泥界面粘结强度的装置，其特征在于：采用与混凝土中的橡胶集料材质相同的圆台形橡胶块1，在圆台形橡胶块1的大直径表面上固定一个拉环2，通过定滑轮3连接另一端的托盘4，在托盘4上放入砝码5。

本发明的技术方案是：首先加工出圆台形橡胶块1，要求其与混凝土中的橡胶集料材质相同，可以在圆台形橡胶块1的小直径底面涂抹待测量的界面处理剂6，然后将小直径底面对准新拌混凝土7并埋入一定深度，埋入深度应超过水泥混凝土7上表面浮浆层。当到达一定龄期后，通过定滑轮3连接另一托盘4，在托盘4中添加砝码5，直到圆台形橡胶块1脱离水泥混凝土7基体为止，以此拉力来测量橡胶集料与水泥混凝土集体的界面粘结强度。

具体测试步骤如下：

1、加工出圆台形橡胶块1，要求其与混凝土中的橡胶集料材质相同，在圆台形橡胶块1的大直径表面上固定一个拉环2；

2、在圆台形橡胶块1的小直径表面及侧面用砂纸进行打磨，用1％的NaOH溶液清洗以达到去除橡胶表面油污的作用。在圆台形橡胶块1的小直径表面涂抹待测试的界面处理剂6，也可以不做任何处理；

3、将处理好的圆台形橡胶块1的小直径表面向下，埋入新拌水泥砂浆或混凝土7中，埋入深度应超过水泥混凝土7的上表面浮浆层；

4、到达测试龄期后，通过定滑轮3连接圆台形橡胶块1大直径表面4中加入砝码拉环2和托盘4，在托盘5，直到使圆台形橡胶块1从水泥砂浆或混凝土7中拉出为止，然后读出托盘4中砝码5的累计数量，最后计算出圆台形橡胶块1与水泥砂浆或混凝土7基体之间的界面粘结强度。

附图说明：

图1为测量橡胶集料与水泥界面粘结强度的试验装置示意图

其中1为圆台形橡胶块、2为拉环、3为定滑轮、4为托盘、5为砝码、6为界面处理剂、7为水泥砂浆或混凝土。

具体实施方式

为了测试不同橡胶界面剂改善水泥混凝土基体——橡胶集料之间界面粘结强度的效果，试验中选取了三种不同的界面处理剂：钛酸酯偶联剂、苯乙烯-丙烯酸酯-有机硅偶联剂共聚物、硅氧烷偶联剂，并且结合附图按照以下步骤进行试验。

1、制成4个圆台形橡胶块1，小直径表面的直径为6cm，大直径表面的直径为10cm，用环氧树脂粘结剂在圆台形橡胶块1的大直径表面固定拉环2，再用砂纸打磨圆台形橡胶块1的小直径表面及侧面，用1％NaOH水溶液清洗小直径表面及侧面，在三块圆台形橡胶块1的小直径表面分别涂抹上述三种偶联剂6；

2、把1个空白圆台形橡胶块1和3个涂抹过偶联剂6的圆台形橡胶块1分别埋入新拌水泥混凝土7中，埋入深度大约1cm左右，超过了混凝土7表面浮浆层。

3、养护3天后，通过定滑轮3连接圆台形橡胶块1大直径表面拉环2和托盘4，并在托盘4中放入一定数量的砝码5，直到圆台形橡胶块1拉出水泥混凝土7的表面为止，记录不同的拉力数据。

4、计算粘结强度

圆台形橡胶块的小直径表面面积S＝3.14×32＝28.26cm²，重量为G0＝244g，涂抹钛酸酯偶联剂的拉力为G＝2730g、涂抹苯乙烯-丙烯酸酯-有机硅偶联剂共聚物的拉力为G＝3450g、涂抹硅氧烷偶联剂的拉力为G＝1820g，空白试件的拉力为G＝1640g。

粘结力计算公式为F＝G-G0)×g，

粘结强度为 $P=\frac{(G-G_0)}{S}\×g$

测试结果如表1所示。

表1不同界面处理剂的3天粘结强度

试验分组	不同的界面处理剂	粘结强度/Pa
			1	空白	4841
2	钛酸酯偶联剂	8627
			3	苯乙烯-丙烯酸酯-有机硅偶联剂共聚物	11118
4	硅氧烷偶联剂	5465

Claims (2)

1.一种测量橡胶集料与水泥界面粘结强度的装置，其特征在于：采用与混凝土中的橡胶集料材质相同的圆台形橡胶块(1)，在圆台形橡胶块(1)的大直径表面上固定一个拉环(2)，通过定滑轮(3)连接另一端的托盘(4)，在托盘(4)上放入砝码(5)。

2.应用权利要求1所述的装置测量橡胶集料与水泥界面粘结强度的方法，其特征在于，步骤如下：

①加工出圆台形橡胶块(1)，要求其与混凝土中的橡胶集料材质相同，在圆台形橡胶块(1)的大直径表面上固定一个拉环(2)；

②在圆台形橡胶块(1)的小直径表面涂抹待测试的界面处理剂(6)；

③将处理好的圆台形橡胶块(1)的小直径表面向下，埋入新拌水泥砂浆或混凝土(7)中，埋入深度超过水泥混凝土(7)的上表面浮浆层；

④到达测试龄期后，通过定滑轮(3)连接圆台形橡胶块(1)大直径表面拉环(2)和托盘(4)，在托盘(4)中加入砝码(5)，直到使圆台形橡胶块(1)从水泥砂浆或混凝土(7)中拉出为止，然后读出托盘(4)中砝码(5)的累计数量，最后计算出圆台形橡胶块(1)与水泥砂浆或混凝土(7)基体之间的界面粘结强度。

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