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橡胶颗粒增强双网络结构堵水冻胶性能研究

石油与天然气化工 2024年第3期53卷 73-78页

作者：何世伟靳永红王磊王犁鲁红升中国石化西北油田分公司西南石油大学化学化工学院西南石油大学新能源与材料学院油气田应用化学四川省重点实验室

目的研究橡胶颗粒增强双网络结构堵水冻胶性能,解决塔河油田为代表的缝洞型油藏在注水开发、注气开发过程中,出水、气窜现象频发的问题。方法选用丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸二元聚合物和疏水缔合聚合物为主剂,乌洛托品、间苯二... 详细信息

目的研究橡胶颗粒增强双网络结构堵水冻胶性能,解决塔河油田为代表的缝洞型油藏在注水开发、注气开发过程中,出水、气窜现象频发的问题。方法选用丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸二元聚合物和疏水缔合聚合物为主剂,乌洛托品、间苯二酚和有机铬为交联剂,橡胶颗粒为增强剂制备了一种复合冻胶,详细考查了橡胶颗粒对冻胶基液黏度、成胶时间、成胶强度、耐稀释、耐温耐盐性能和封堵效果的影响规律。结果橡胶颗粒的加入,对冻胶基液黏度和成胶时间没有明显的改变,但对成胶强度、耐温耐盐性能和封堵效果具有明显提高作用。其中,橡胶颗粒质量分数为5%的增强冻胶的屈服应力达326.4 Pa,150℃下老化30天,脱水率仅为2.71%,对缝宽1 mm的裂缝岩心进行封堵,盐水突破压力梯度达到3.94 MPa/m。这表明,橡胶颗粒增强的双网络结构冻胶具有优异的封堵能力。结论该研究填补了塔河油田耐高温高盐堵水冻胶的技术空白,为塔河油田堵水技术发展提供了新的研究思路。

关键词：橡胶颗粒冻胶封堵耐温耐盐

橡胶颗粒掺杂提高超高性能混凝土的抗冲磨性能及其机理

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硅酸盐学报 2020年第10期48卷 1636-1643页

作者：丁庆军李进辉耿雪飞赵明宇武汉理工大学材料科学与工程学院武汉430070 沈阳建筑大学材料科学与工程学院沈阳110168

针对我国西部洪水泥石流多发山区桥梁墩柱冲磨破坏问题,研制了一种具有高强、低收缩、高耐磨、抗冲击及耐久性能佳的橡胶颗粒抗冲磨超高性能混凝土(UHPC),并利用扫描电子显微镜、能谱仪和接触角仪探究了橡胶颗粒表面改性对UHPC性能的提... 详细信息

针对我国西部洪水泥石流多发山区桥梁墩柱冲磨破坏问题,研制了一种具有高强、低收缩、高耐磨、抗冲击及耐久性能佳的橡胶颗粒抗冲磨超高性能混凝土(UHPC),并利用扫描电子显微镜、能谱仪和接触角仪探究了橡胶颗粒表面改性对UHPC性能的提升机理。结果表明:基准UHPC中掺入10%(体积分数)经NaOH+KH570硅烷偶联剂复合改性的粒径为1~3 mm的橡胶颗粒后,其抗冲磨强度和终裂冲击功分别提升了26%和72%;掺入15%(体积分数)饱水预湿高钛重矿渣砂和6%(质量分数)CaO型膨胀剂后,其收缩较基准UHPC降低了约50%。改性橡胶颗粒主要通过改变橡胶颗粒表面形貌、提升表面亲水性和改善橡胶颗粒–胶凝材料基体界面黏结性能提升UHPC各项性能。

关键词：橡胶颗粒超高性能混凝土抗冲磨收缩机理

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橡胶颗粒改良流态粉煤灰路基隔振性能研究

铁道科学与工程学报 2023年第6期 2261-2271页

作者：厉超李文杰顾玉仑张思峰李书俭张宇轩山东建筑大学交通工程学院山东省路桥集团有限公司

为解决铁路列车运营引发的路基与地基振害问题，基于阻尼耗能原理设计一种新型橡胶颗粒改良流态粉煤灰（FAR）路基。通过室内配合比试验，制备满足工程路用性能要求的FAR路基材料；采用瞬态激振方法测试FAR路基材料的阻尼比，分析橡胶... 详细信息

为解决铁路列车运营引发的路基与地基振害问题，基于阻尼耗能原理设计一种新型橡胶颗粒改良流态粉煤灰（FAR）路基。通过室内配合比试验，制备满足工程路用性能要求的FAR路基材料；采用瞬态激振方法测试FAR路基材料的阻尼比，分析橡胶颗粒掺量对FAR路基材料阻尼特性的影响规律，揭示FAR路基的阻尼耗能机理；采用COMSOL有限元软件建立轨道-路基-地基三维耦合数值模型，对比研究普通路基与橡胶颗粒掺量为5%、10%和15%的FAR路基动应力和振动加速度的传播规律，分析验证FAR路基的隔振性能。研究结果表明：橡胶颗粒的掺入降低了FAR路基材料的强度和干密度，掺量不超过固体混合料质量的15%时，路基基本物理力学性能可满足铁路工程应用要求。橡胶颗粒的粘弹特性使FAR路基内部动应力发生损耗或衰减，路基阻尼比随橡胶颗粒掺量增加而增大，且橡胶颗粒掺量相同时，橡胶颗粒粒径越小FAR路基的阻尼比越大，推荐采用150目橡胶颗粒。相比普通路基，FAR路基基床底层、路基土体和地基土体的动应力均有减小，衰减幅值为10%～30%，可有效避免路基动弹变形、地基振陷等灾害发生；FAR路基振动主频范围内地面振动加速度级减小2～6 dB，最高达到83 dB，验证了新型FAR路基的良好隔振性能。研究结果为铁路FAR路基的隔振设计与铁路路基的安全运营提供了参考。

关键词：流态粉煤灰橡胶颗粒铁路路基隔振性能阻尼比

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橡胶颗粒改性沥青混合料黏弹性研究

公路交通科技 2023年第2期40卷 1-7页

作者：余苗赵晓宁陈海峰孔令云吴传海重庆交通大学土木工程学院重庆400074 长安大学公路学院陕西西安710064 绍兴市公路与运输管理中心浙江绍兴312000 广东华路交通科技有限公司广东广州510080

为研究橡胶颗粒改性沥青混合料的黏弹性能,明确橡胶颗粒掺量对沥青混合料弹性变形及恢复能力的影响,在无侧限条件下采用沥青混合料性能试验机进行动态模量试验,测定混合料的动态性能在不同加载频率、不同加载温度以及不同橡胶颗粒掺量... 详细信息

为研究橡胶颗粒改性沥青混合料的黏弹性能,明确橡胶颗粒掺量对沥青混合料弹性变形及恢复能力的影响,在无侧限条件下采用沥青混合料性能试验机进行动态模量试验,测定混合料的动态性能在不同加载频率、不同加载温度以及不同橡胶颗粒掺量情况下的变化规律。首先,分析不同加载频率和温度下,混合料动态模量、相位角及车辙因子指标的变化规律。接下来,基于动态模量测试讨论不同橡胶颗粒掺量、不同加载频率以及不同加载温度下的橡胶颗粒改性沥青混合料的动态性能变化规律。结果表明:橡胶颗粒改性沥青混合料的黏弹性能较为明显,在低温高频时,混合料表现出更多的弹性性能,在高温低频时,混合料的黏性性质更为明显;少量橡胶颗粒的掺入,增加橡胶颗粒改性沥青混合料的弹性恢复能力,随着橡胶颗粒掺量增加,混合料弹性增强,可恢复变形增大,弹性恢复时间缩短;沥青混合料试件的动态模量随温度、荷载作用频率和橡胶颗粒掺量出现变动,在试件温度相同条件下,动态模量随着荷载加载频率加快而增大,反之,当荷载加载频率一定时,动态模量随着试件温度增加而减小;当试件温度处于T=10,20,30,40,50℃时,沥青混合料的抗车辙因子随荷载加载频率升高而增大。

关键词：道路工程黏弹性动态模量橡胶颗粒抗车辙因子相位角

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橡胶颗粒在底层抹灰石膏中的应用研究

非金属矿 2022年第1期45卷 41-45页

作者：李浩田孟祥杰李殿权赵帅刘芳重庆大学材料科学与工程学院重庆400045 重庆建研科之杰新材料有限公司重庆402761

研究不同粒径及掺量橡胶颗粒对抹灰石膏工作性能、力学性能、耐水性、表观形貌的影响,探索将废弃橡胶颗粒应用于抹灰石膏中的可行性。结果表明,橡胶颗粒的掺量对抹灰石膏影响显著,粒径影响较小。当橡胶颗粒掺量为20%、粒径为40目(0.380 ... 详细信息

研究不同粒径及掺量橡胶颗粒对抹灰石膏工作性能、力学性能、耐水性、表观形貌的影响,探索将废弃橡胶颗粒应用于抹灰石膏中的可行性。结果表明,橡胶颗粒的掺量对抹灰石膏影响显著,粒径影响较小。当橡胶颗粒掺量为20%、粒径为40目(0.380 mm)时,得到的抹灰石膏砂浆综合性能最佳,抗压强度为7 MPa,抗折强度为3.1 MPa,绝干体积密度为1 178 kg/m^(3)。抹灰石膏表面微观形貌分析表明,橡胶颗粒与石膏基材料界面过渡区域存在明显的裂缝,造成抹灰石膏强度下降。

关键词：磷石膏橡胶颗粒抹灰石膏绝干体积密度

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乳化沥青橡胶混凝土的力学性能

复合材料学报 2023年第3期40卷 1560-1568页

作者：林强刘赞群禹雷周蕴婵崔雨中南大学土木工程学院长沙410075 中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055

对用乳化沥青(Emulsified asphalt,EA)改善橡胶混凝土(Crumb rubber concrete,CRC)的力学性能进行了研究。通过抗压、抗折、劈裂抗拉和三点弯曲试验,研究了5%、10%和15%3种橡胶掺量(等体积取代细骨料)下,EA理论计算成膜覆盖橡胶颗粒表面... 详细信息

对用乳化沥青(Emulsified asphalt,EA)改善橡胶混凝土(Crumb rubber concrete,CRC)的力学性能进行了研究。通过抗压、抗折、劈裂抗拉和三点弯曲试验,研究了5%、10%和15%3种橡胶掺量(等体积取代细骨料)下,EA理论计算成膜覆盖橡胶颗粒表面4层、6层和8层膜对应不同EA掺量对CRC力学性能的影响。试验结果发现,对比未预处理CRC和NaOH预处理CRC两个对照组:掺入不同掺量EA后,不同橡胶掺量的CRC的抗压强度和劈裂抗拉强度均有较大提高,CRC的峰值位移显著增大,弯曲弹性模量Eb明显降低;乳化沥青与橡胶质量比为0.15(6层EA膜)时,3种橡胶掺量下CRC较未预处理组相比抗压强度平均提高3.5%,峰值位移提高27.6%,Eb降低21.8%,乳化沥青橡胶混凝土具有较突出的力学性能复合效应。

关键词：橡胶颗粒混凝土乳化沥青力学性能回收

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再生混凝土冲击磨耗性能与调控方法

建筑材料学报 2022年第11期25卷 1136-1142页

作者：段珍华邓琪肖建庄刘春同济大学土木工程学院上海200092 广东省公路建设有限公司广东广州510623 广深新塘立交改造项目管理处广东广州510765

评估了再生粗集料(RCA)取代率对再生混凝土(RAC)力学性能和冲击磨耗性能的影响规律,建立了RAC的冲击磨耗时变模型,并在此基础上开展了基于纤维和再生橡胶颗粒复掺的RAC冲击磨耗性能调控方法研究.结果表明:RAC的冲击磨耗性能随RCA取代率... 详细信息

评估了再生粗集料(RCA)取代率对再生混凝土(RAC)力学性能和冲击磨耗性能的影响规律,建立了RAC的冲击磨耗时变模型,并在此基础上开展了基于纤维和再生橡胶颗粒复掺的RAC冲击磨耗性能调控方法研究.结果表明:RAC的冲击磨耗性能随RCA取代率增大呈下降趋势,并与其各项力学性能指标之间具有较高的相关性;纤维和再生橡胶颗粒的掺入能够改善RAC的冲击磨耗性能.

关键词：再生混凝土冲击磨耗性能橡胶颗粒纤维时变特征

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冻融循环下橡胶-砂胶结材料力学特性试验

中国公路学报 2023年第1期36卷 70-79页

作者：尹平保罗佩婷杨朝晖曾铃余伟长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学南方地区桥梁长期性能提升技术国家地方工程实验室湖南长沙410114 长沙理工大学特殊环境道路工程湖南省重点实验室湖南长沙410114 阿拉斯加大学安克雷奇分校工程学院阿拉斯加安克雷奇AK99508

在季节性冻土区,冻融作用将改变桩周土体的强度,并诱发桩基发生病害,研制桩周土体置换材料,探明温度及冻融循环对其力学特性的影响机理,对于季节性冻土区桩基冻融与冻胀病害的防治非常必要。利用橡胶颗粒、砂和聚氨酯胶黏剂制作试样;开... 详细信息

在季节性冻土区,冻融作用将改变桩周土体的强度,并诱发桩基发生病害,研制桩周土体置换材料,探明温度及冻融循环对其力学特性的影响机理,对于季节性冻土区桩基冻融与冻胀病害的防治非常必要。利用橡胶颗粒、砂和聚氨酯胶黏剂制作试样;开展不固结不排水三轴压缩试验,获得不同条件下橡胶-砂胶结材料试样的应力-应变曲线;并通过非线性拟合和回归分析,建立试样切线模量和切线泊松比与轴向、径向应变之间的拟合关系式;据此分析了橡胶-砂胶结材料试样在不同的冻融循环次数、温度及围压等条件下的力学特性。结果表明:橡胶-砂胶结材料试样的应力-应变曲线没有峰值点,为典型的应变硬化型材料;橡胶-砂胶结材料的切线模量介于2.0~9.0 MPa之间,温度对试样破坏强度和切线模量的影响较大,而冻融循环次数和低围压对试样破坏强度和切线模量的影响相对较小;橡胶-砂胶结材料试样的切线泊松比介于0.50~0.75之间,径向应变越大,切线泊松比也越大。相对而言,切线泊松比受冻融循环次数、温度及低围压的影响并不明显,可忽略不计。橡胶-砂胶结材料有望为季节性冻土区桩基冻融与冻胀病害防治提供支撑。

关键词：道路工程橡胶颗粒冻融循环应力-应变曲线切线模量切线泊松比

橡胶颗粒代替粉煤灰改良CFG桩抗冻性能研究

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公路 2022年第7期67卷 93-99页

作者：张向东蔡广来徐跃博辽宁工程技术大学土木工程学院阜新市123000

采用不同粒径与掺量的橡胶颗粒代替CFG桩中的粉煤灰,开展冻融循环及室内抗压强度试验,对改良后CFG桩的抗冻性能进行了研究。试验结果表明:适量掺入橡胶颗粒的试件破坏时完整性更好,经过冻融循环后试件的强度衰减速率和质量损失率明显降... 详细信息

采用不同粒径与掺量的橡胶颗粒代替CFG桩中的粉煤灰,开展冻融循环及室内抗压强度试验,对改良后CFG桩的抗冻性能进行了研究。试验结果表明:适量掺入橡胶颗粒的试件破坏时完整性更好,经过冻融循环后试件的强度衰减速率和质量损失率明显降低,有利于提高试件的抗冻性能;橡胶颗粒粒径越小,其抗冻性能越好,对强度衰减的影响越小。通过观察试件表面附着的AFt晶体,可间接判断橡胶颗粒的引气效果。基于正交试验结果,确定了影响试件强度和质量损失率的主次因素顺序,以及最优掺量配比为橡胶代替粉煤灰20%、橡胶粒径20目。

关键词： CFG桩橡胶颗粒粉煤灰抗冻性能强度衰减质量损失率