掺入橡胶颗粒混凝土的抗压性能实验研究

李 旺,杨景森,唐良震,缪航松,邵本旺

（昆明学院城建院,昆明 650000）

掺入橡胶颗粒混凝土的抗压性能实验研究

李 旺,杨景森,唐良震,缪航松,邵本旺

（昆明学院城建院,昆明 650000）

把橡胶加入到混凝土中可以增加其韧性，耐磨性，抗震性。本文通过胶粒代替不同体积的沙制成标准试块，研究了橡胶掺量对抗压强度的影响。将废旧橡胶轮胎破碎后掺入到混凝土中，能改善混凝土的性能同时又能解决大量废旧橡胶的回收问题，所以橡胶混凝土的研究和应用正成为热点。

废旧轮胎；科研项目；胶粒；混凝土

1 实验研究过程

1.1 试验原材料

水泥：42.5硅酸盐水泥；砂：连续级配细度模数为3.0的中砂，表观密度2580 kg/m3；石：连续粒径，5～20mm碎石，级配合格；胶粒：平均粒径为 5mm，1197 kg/m3;水：饮用自来水。

1.2 混凝土配合比

本次试验分为6个大组，依照体积比例添加胶粉比例为沙体积的0%，10%，20%，30%，40%。（见表1）

表1

1.3 试块制作

（1）试块抗压强度试验试块的尺寸150×150×150mm3，每组数量3块，龄期为7天。

（2）人工拌合，24小时后拆模搬入养护室养护。养护室的温度为20℃，相对湿度为90%上，试块放在试块放置架上，加湿方式为雾化加湿。

1.4 试验步骤

（1）将试块安放在试验机的下压板上，试块的中心与试验机的中心对准，开动试验机。

（2）试块接近破坏并且急剧变形时，停止调整试验机直至破坏，并记录破坏荷载。

2 试验结果与分析

（1）抗压强度按式计算： 强度=F/A

F—试块破坏荷载(N) A一试块承压面积(mm²) 试验结果精确至0.1MPa。

（2）以3个试块实测值的算术平均值作为该组试块的强度值，若其中的最大值或最小值与中间值之差大于中间值的15%，则把最大值及最小值一并舍去，取中间值作为该组试块的强度值：如果二者与中间值相差均大于中间值的15%，则该组试块的试验结果无效。（见表2）。

2.1 实验表明

掺入橡胶的混凝土7天龄期立方体抗压强度随掺量增加而下降，其中，当橡胶的掺量为砂体积10%时，橡胶混凝土比基准混凝土强度下降7.4%，掺量为为砂体积20%时，强度下降13%，当橡胶的掺量达到为砂体积30%时，强度下降28%，当掺量为为砂体积40%时，强度下降37.9%。

2.2 原因分析

橡胶混凝土视为由石子、沙子、胶粉，水泥水化产物等所组成的多相复合材料。混凝土中胶粉与硬化水泥浆体之间界面区，是混凝土内部结构的薄弱环节，同时是胶粉对能量的吸收点。胶粒的硬度低于沙粒单轴受压时，随着竖向主应力的增加，微裂缝不断产生，当到达峰值荷载时，裂缝数量、宽度急剧增加，裂缝到达胶粉微粒时，能量被胶粒吸收，裂缝不再发展混凝土显示出韧性，如果再增加荷载，混凝土内部的胶粒弹性变形。在实验时观察到橡胶混凝土的破坏不与素混凝土的破坏相同，在试件破坏时素混凝土发出一声较大的声响，然后整个混凝土碎裂，而橡胶混凝土破坏时，没有发出什么声音，混凝土仍然保持原来的形状。可以看出橡胶的掺量增加了混凝土的韧性，减少了其脆性破坏的不利因素。

表2

3 结论与建议

通过对橡胶混凝土的拌合物性能、力学性能的试验研究，得出如下结论与建议：

（1）加入橡胶粒后，混凝土的强度下降，且掺量越大，其下降的幅度越大。混凝土中加入橡胶粉对增加韧性是有利的，但对强度是不利的。所以，对橡胶混凝土的利用，应扬长避短，充分利用其优点。

（2）橡胶混凝土的使用

1）有减振需要时，如旋转机械的基础垫和铁路站；

2）用于填充沟槽管，机场跑道和铺路砖；

3）用于需要抗撞击或爆炸等地方，例如用于铁路的缓冲区，公路隔离带和应急车道；

4）有条件进行大量实验工作，研究测试橡胶砼的各方面性能指标达到高速公路的标准时可应用于高速公路。

[1]刘长.中国轮胎资源循环利用行业发展及政策导向[J].橡塑技术与装备，2008.

[2]李红艳.橡胶改性水泥基材料的性能研究[D].南京：东南大学，2004.

[3]刘春生，朱涵，李志国，张军，衰琳.橡胶集料砂浆基本性能研究[J].混凝土，2007.

该项目为“昆明学院大学生科学研究项目”资助立项项目。

李旺（1994—），男，云南新平人，本科，建筑。