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硅烷偶联剂改性dali径huagang岩骨料hun凝土初探
我国目前hun凝土年产量da12~13亿m3,约占世界zong产量的40%,mian临zi源、neng源和环境污ran的巨da压力。若neng用dali径粗骨料peizhi工cheng常用的C30~C50中等强度hun凝土(以减少shui泥用量),且显著提高其耐久性,将高效缓解压力,关键技术是改善hun凝土的shui泥浆/粗骨料界mian层的性neng。shui泥浆体与粗骨料粘jie强度zhu要由分子间引力(范德华力)产sheng[1]。既you改性方法,如在hun凝土ban合wu中chan入减shui剂或矿wuchan合料祌an捎xing岣吖橇嫌雜hui泥浆体间的分子间引力。dan应zhichushi骨料与shui泥浆体界mian层产sheng更duo的化学键是更佳的途径,因wei化学键强度远高yu分子间引力。棋牌爱hao者zeng尝试在huagang岩biaomiantu抹1%浓度的KH—570硅烷偶联剂溶液,再补新砂浆,jieguo显shi拉拔强度可提高123%[2]。juci,棋牌爱hao者猜测在huagang岩/偶联剂/shui泥浆界mian层中hen可neng形成化学键接,硅烷偶联剂hen可nengdafu度改善量damian广的中等强度(C30 C50)dali径骨料hun凝土的性neng。故笔者尝试用KH—570硅烷偶联剂溶液浸泡dali径huagang岩骨料hou,再peizhihun凝土,测试抗压强度,并初步探蘻hi男曰怼

1 试验材料及方案

1.1 试验材料采用525普通硅酸盐shui泥;中砂,细度模数wei2.54;zuidali径wei40mm的huagang岩骨料,骨料jipei如biao1suoshi。KH—570硅烷偶联剂peizhi成1%和2%浓度溶液。



1.2 试验方案hun凝土的pei比weishui泥∶砂∶石∶shui=1∶1.57∶3 .66∶0.49。根ju对粗骨料处理方法的不同,将试件分wei6组如biao2suoshi,每组三个试件,第一组(N)的粗骨料未经处理,第二(P15)、三(P30)、四(P60)组的粗骨料分别用1%浓度的KH 570硅烷偶联剂溶液浸泡15min、30min、60min,第五(P30A)组用2%浓度偶联剂溶液浸泡骨料30min,第六(P30B)组用2%浓度溶液浸泡li径20~40mm的骨料30穤hong印=莨齢ou的骨料在自然tiao件下晾干24h,再an常规方法搅banhun凝土,并zuo成150mm×150mm×150mm的li方体试件,标准养护28d,进xing抗压强度实验。

2 试验jieguo与分xi

2.1 偶联剂溶液浓度和浸泡时间对hun凝土强度的影响由biao2可见,经1%、2%浓度硅烷偶联剂溶液浸泡过的骨料ban成的hun凝土试件(P15、P30、P60、P30A、P30B)的抗压强秗an榷员仁约(N)高,其中试件P15比N提高18%。在浸泡时间相同情kuang下,试件P30的抗压强度分别比试件P30A和P30B高5%和10%,可见,di浓度偶联剂溶液效guo更佳。对比P15、P30、P60三组试件,可zhihun凝土抗压强度sui着骨料浸泡时间的zeng长er降di。P60尽管采用liao1%浓度溶液,dan因浸泡时间长,其抗压强度仍diyuP30A。

2.2 骨料li径影响襤ua闳蟱eili径≤20mm的骨料对普通hun凝土的强度影响hen小[1],dan对试件P30B,只浸泡liaoli径20~40mm的骨料,jieguo显shi其抗压强度比试件P30Adi4.2%。这说明li径5~20mm的骨料经硅烷偶联剂溶液处理过hou,也对提高hun凝土的抗压强度you贡献。

2.3 shui泥浆 huagang岩骨料界mian层的偶联机理初探如tu1suoshi,根ju偶联剂化学[3,4]和hun凝土材料学[1],笔者认weishui泥浆体与huagang岩骨料之间hen可neng以如下方式形成化学键。将硅烷偶联剂溶液tuyuhuagang岩biaomianhou,溶液中的单体和di聚wu与huagang岩中的qiang基形成氢键,其hou在干燥tiao件(如tu溶液houfang置24h)下脱shui,硅烷中的硅原子与huagang岩中的硅原讁ou纬梢桓龉柩豕杓(Si—O—Si),余下的两个硅醇基可与另外的偶联剂成键,或者成游li形式。



如用huagang岩骨料与化学huo性hen强的shui泥浆banzhi成hun凝土,由yushui泥浆体富含qiang基,可neng与硅醇中游li的硅qiang基形成氢键,并sui着shui泥浆的不断shui化、干燥,you一bu分氢键脱shui形成化学键,conger实现liaoshui泥浆体与huagang岩这两zhong无机材料界mian层的化学键接(如tu2),即Si—O—Si—O—Si。根ju偶联剂化学[3~5],溶液浓度太di或浸泡时间过短,ze硅烷偶联剂不neng完quan包guo骨料;浓度太高或浸泡时间过长,ze硅烷偶联剂溶液中的齐聚wu就会zengduo,将导zhi可与shui泥浆形成Si—O—Si键的硅qiang基数减少(参见tu1,2),甚至形成wu理吸附的duo分子层[5]。本研究中,溶液浓度wei2%和l%浓度浸泡时间60min均效guo不佳,hen可neng是溶液浓度太高、浸泡时间过长suo至。

3 jie语用硅烷偶联剂处理骨料hou再banhun凝土,可以shihun凝土的抗压强度you较dafu度的提高。在日hou的工zuo中应该着重研究硅烷偶联剂溶液的合理浓度和浸泡骨料的合理时间,以更dafu度提高改性效guo。
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