关于弹性混凝土的综述

郭 印

(1.重庆交通大学 土木学院， 重庆 400074)

关于弹性混凝土的综述

郭 印1

(1.重庆交通大学 土木学院， 重庆 400074)

本文主要对弹性混凝土的发展历史，研究现状进行了概述；弹性混凝土在道路减噪和桥梁铺装方面的应用；根据弹性混凝土自身效益，对其广阔的前景进行了瞻望。

弹性混凝土；橡胶微粒；道路减噪；桥面铺装；效益

弹性混凝土( Elastic Concrete) 是一种把橡胶微粒作为水泥混凝土的组成材料配制而成的新型混凝土[1]。这是一种新型的建筑材料，近些年从外国引进的一种混凝土。这种混凝土在性能方面，处于刚性混凝土和柔性混凝土之间，其显著性能表现在加入了橡胶微粒后增加了该种混凝土延展性。当受到巨大的压力时呈现出弯曲状态而不是脆性断裂。但相对的掺入了橡胶微粒的混凝土抗压能力显著降低，目前国内外许多研究致力于对弹性混凝土的抗压，抗弯拉性能分析。大多数研究采取通过控制橡胶微粒的量入手进行试验。随着社会的发展，汽车越来越大众化，对于弹性混凝土来讲，无论是从降噪，还是对废旧轮胎的有效利用，其社会经济效益都是可观的。

1 弹性混凝土在国外的发展

弹性混凝土在国外应用较早。最早开始弹性混凝土研究的国家是美国。1999年美国亚利桑那州立大学建造的世界上第一条弹性混凝土结构跑道，引起了弹性混凝土路面研究的浪潮[2]。除了橡胶再生混凝土外，泡沫混凝土在国外尤其是英国也很受欢迎。在英国过去10年里，其发展速度超过了任何其他特种混凝土，普遍公认的数据，英国每年的泡沫混凝土用量大约为100万立方[5]。在日本，日本鹿岛建设公司研制出一种高弹性，可弯曲的混凝土，可帮助建筑物抵御地震威胁[5]。

2 弹性混凝土在国内的发展

弹性混凝土在我国的研究起步较晚，但发展迅速，近年来取得了相当多的成果。石家庄铁道大学进行的弹性混凝土的研究是国内入手这种建筑材料研究最早的，近年来，在国内弹性混凝土用于降噪路面，桥梁伸缩缝整治，均取得了良好的效果。

3 弹性混凝土的应用领域

3.1 道路工程应用

同样宽度长短的路，如果说沥青施工需要一天就可以完成，水泥路面施工则至少几个月才能完成。最明显的优势是，开车行驶在沥青路面上的司机以及乘客都会觉得特别平稳，没有坑槽。相比于此，在水泥路面上行车过程中乘客会感觉相当颠簸，即使它的前期工作做得再好，严格按照各种标准施工，最终也不会有沥青做路面的那种舒适性。这也是目前在使用材料上沥青成为首先的原因，但是，由于作为不可再生资源，石油的储量在不断减少，使得沥青材料的价格增高，最终导致沥青路面的性价比并不如水泥路面好，我们迫切需要找到解决问题的材料，而弹性混凝土的出现让我们找到了完美的解决方案，弹性混凝土路面良好的解决了刚性路面导致颠簸，行车不舒适的问题，而且，伴随着国内汽车行业的高速发展，废旧轮胎所带来的环保压力也越来越大。仅2011年我国的废旧轮胎已超过4亿个，废旧轮胎占地面积大、浅埋的话处理效果不明显 ，堆积烧毁又污染环境，因此面对其回收利用一直是很棘手。在处理这些大量的废旧轮胎时，弹性混凝土成功的将其变废为宝，一条废旧轮胎可产生5kg粒径为1～2mm的橡胶微粒[1]，理论上将这些橡胶微粒以合理的比例掺入混凝土中，便可以很好的解决废旧轮胎堆置问题。

3.2 桥梁工程应用

任何结构都要受到温度影响，只是产生的形变大小不同而已。因此温度的升高或者降低都会是桥面结构产生拉伸膨胀或者收缩，为了减少这类桥面损害，也为了减少地震危害，桥梁需要设置伸缩缝。实践告诉我们，伸缩缝附近的混凝土由于应力集中会出现破裂现象，近而导致路面出现坑槽等病害。弹性混凝土比普通混凝土抗裂性能高500倍，质量轻40%，耐久性大一倍。具有良好的抗冲击能力，在车辆通过时发生弹性形变后易恢复，强度能完全满足车辆的通行需求，延长桥梁的使用寿命[3]。

3.3 其它领域应用

由于弹性混凝土所表现出来的良好性能，也可以用于机场跑道，网球场，运动场等建设。弹性混凝土的隔音，隔热，抗裂性能的良好以及质地轻，也使得其能良好的运用于楼板和墙体等房建领域。

4 弹性混凝土的效益和前景

弹性混凝土经过在国内外的发展与研究，逐渐趋于成熟，通过进一步的实践和改进，更加有效的发挥其优良性能，其将会有广阔的应用前景。比如，弹性混凝土良好的抗裂性能使得用它作为材料铺筑地路面厚度可以缩减，从而在保持路面良好性能参数的情况下节省原料。堆积如山的轮胎不仅占用土地，而且极易滋生蚊虫、引发传染疾病、造成火灾等，如果采取焚烧处理的话，将会产生大量的污染，而将其作为掺料，加入混凝土是它一种很好的处理方法，跟前一种处理方法相比，不仅保护了环境，而且也节约了资源，这种方法能产生很好的社会效益。

图1 国内首次弹性混凝土修补桥缝

5 讨论

跟普通水泥混凝土，沥青混凝土相比，弹性混凝土有着其自身的优良特性，但是就目前国内外发展现状来讲，它还未如同普通混凝土那么成熟，国内外对它的研究依旧是个热点。比如橡胶微粒最佳掺入量多少才可以保证弹性混凝土具有良好的抗压性能。目前国内外研究最多的是橡胶微粒和水泥胶浆的黏结特征。橡胶微粒和水泥浆体之间的界面区是材料内部结构中的薄弱环节，决定着材料的力学性能[5]。橡胶微粒是有机高分子材料，而水泥浆是无机材料，两者之间表面能相差比较大，故结合面较脆弱[5]。因此，要改善橡胶混凝土的整体性能，需要深入研究橡胶粉与水泥浆体界面黏结机理，从而提高其力学性能，获得更广泛的应用[5]。除此之外，我国地域广阔，各个地区温度差异不同，这就对研究弹性混凝土带来了挑战，不仅要求弹性混凝土能保持良好的弹性性能，而且还要要求其受温度影响变异性不大。

6 结语

弹性混凝土为我们混凝土的施工，应用，和创新领域提出了新的构想。在这个倡导绿色，可持续发展，以及生态文明的世纪，研究各种生态能源，材料成了我们的一个新的方向。以适应环境作为主要特征的绿色高性能弹性混凝土，将会作为未来混凝土发展的主要参照。

7 提出问题

橡胶微粒和水泥胶浆的黏结规律。

随着对绿色弹性材料的深入认识了解，除了综述提到的橡胶混凝土，越来越多的研究也提到了橡胶微粒，比如，

“橡胶粉改性沥青”是指把废旧轮胎制成的胶粉，作为改性剂添加到基质沥青中，在一个专门的特殊设备中，经高温、添加剂和剪切混合等一系列作用制成的黏合材料。

橡胶微粒和水泥浆体之间的接触区是材料内部结构中的薄弱环节，很大程度上决定着材料的力学性能。橡胶微粒是有机高分子材料，而水泥浆是无机材料，两者之间表面能相差比较大，故结合面较脆弱[5]。因此，要改善橡胶混凝土的整体性能，需要综合研究橡胶粉与水泥浆体接触面黏结规律，从而提高其力学性能，获得更广泛的应用。

8 解决方案

（1）可以通过控制变量的方法，保持橡胶微粒其它参数不变的条件下，改变其粒径，通过试验。记录数据，根据数据观测橡胶微粒的粒径变化对水泥砂浆工作性和强度的影响规律，

（2）可以通过改变橡胶颗粒的表面粗糙程度，来做表面粗糙度对橡胶微粒和水泥砂浆的粘合程度变化情况的试验。

[1]朱涵. 新型弹性混凝土研究综述[J]. 天津建设科技，2004，(2)：35-37.

[2]成治纲. 关于弹性混凝土应用的综述 [J]. 山西省交通建设工程监理总公司，2012，38（30）：133-134.

[3]汪涛. 弹性混凝土在桥梁伸缩缝处理中的应用 [J]. 山西建筑，2012，38（30）：201-202.

[4]赵晓辉.新型弹性混凝土试验研究及应用前景[J].河北工

[5]程大学学报( 自然科学版) ，2009，(2)：46-47.

[6]王宝民，刘伟.国外掺废旧橡胶颗粒水泥混凝土研究进展[J].大连理工大学，2010， (4)：54-56.

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