摻入橡膠顆粒混凝土的抗壓性能實驗研究

李 旺,楊景森,唐良震,繆航松,邵本旺

（昆明學院城建院,昆明 650000）

摻入橡膠顆粒混凝土的抗壓性能實驗研究

李 旺,楊景森,唐良震,繆航松,邵本旺

（昆明學院城建院,昆明 650000）

把橡膠加入到混凝土中可以增加其韌性，耐磨性，抗震性。本文通過膠粒代替不同體積的沙制成標準試塊，研究了橡膠摻量對抗壓強度的影響。將廢舊橡膠輪胎破碎后摻入到混凝土中，能改善混凝土的性能同時又能解決大量廢舊橡膠的回收問題，所以橡膠混凝土的研究和應用正成為熱點。

廢舊輪胎；科研項目；膠粒；混凝土

1 實驗研究過程

1.1 試驗原材料

水泥：42.5硅酸鹽水泥；砂：連續級配細度模數為3.0的中砂，表觀密度2580 kg/m3；石：連續粒徑，5～20mm碎石，級配合格；膠粒：平均粒徑為 5mm，1197 kg/m3;水：飲用自來水。

1.2 混凝土配合比

本次試驗分為6個大組，依照體積比例添加膠粉比例為沙體積的0%，10%，20%，30%，40%。（見表1）

表1

1.3 試塊制作

（1）試塊抗壓強度試驗試塊的尺寸150×150×150mm3，每組數量3塊，齡期為7天。

（2）人工拌合，24小時后拆模搬入養護室養護。養護室的溫度為20℃，相對濕度為90%上，試塊放在試塊放置架上，加濕方式為霧化加濕。

1.4 試驗步驟

（1）將試塊安放在試驗機的下壓板上，試塊的中心與試驗機的中心對準，開動試驗機。

（2）試塊接近破壞并且急劇變形時，停止調整試驗機直至破壞，并記錄破壞荷載。

2 試驗結果與分析

（1）抗壓強度按式計算： 強度=F/A

F—試塊破壞荷載(N) A一試塊承壓面積(mm2) 試驗結果精確至0.1MPa。

（2）以3個試塊實測值的算術平均值作為該組試塊的強度值，若其中的最大值或最小值與中間值之差大于中間值的15%，則把最大值及最小值一并舍去，取中間值作為該組試塊的強度值：如果二者與中間值相差均大于中間值的15%，則該組試塊的試驗結果無效。（見表2）。

2.1 實驗表明

摻入橡膠的混凝土7天齡期立方體抗壓強度隨摻量增加而下降，其中，當橡膠的摻量為砂體積10%時，橡膠混凝土比基準混凝土強度下降7.4%，摻量為為砂體積20%時，強度下降13%，當橡膠的摻量達到為砂體積30%時，強度下降28%，當摻量為為砂體積40%時，強度下降37.9%。

2.2 原因分析

橡膠混凝土視為由石子、沙子、膠粉，水泥水化產物等所組成的多相復合材料。混凝土中膠粉與硬化水泥漿體之間界面區，是混凝土內部結構的薄弱環節，同時是膠粉對能量的吸收點。膠粒的硬度低于沙粒單軸受壓時，隨著豎向主應力的增加，微裂縫不斷產生，當到達峰值荷載時，裂縫數量、寬度急劇增加，裂縫到達膠粉微粒時，能量被膠粒吸收，裂縫不再發展混凝土顯示出韌性，如果再增加荷載，混凝土內部的膠粒彈性變形。在實驗時觀察到橡膠混凝土的破壞不與素混凝土的破壞相同，在試件破壞時素混凝土發出一聲較大的聲響，然后整個混凝土碎裂，而橡膠混凝土破壞時，沒有發出什么聲音，混凝土仍然保持原來的形狀。可以看出橡膠的摻量增加了混凝土的韌性，減少了其脆性破壞的不利因素。

表2

3 結論與建議

通過對橡膠混凝土的拌合物性能、力學性能的試驗研究，得出如下結論與建議：

（1）加入橡膠粒后，混凝土的強度下降，且摻量越大，其下降的幅度越大。混凝土中加入橡膠粉對增加韌性是有利的，但對強度是不利的。所以，對橡膠混凝土的利用，應揚長避短，充分利用其優點。

（2）橡膠混凝土的使用

1）有減振需要時，如旋轉機械的基礎墊和鐵路站；

2）用于填充溝槽管，機場跑道和鋪路磚；

3）用于需要抗撞擊或爆炸等地方，例如用于鐵路的緩沖區，公路隔離帶和應急車道；

4）有條件進行大量實驗工作，研究測試橡膠砼的各方面性能指標達到高速公路的標準時可應用于高速公路。

[1]劉長.中國輪胎資源循環利用行業發展及政策導向[J].橡塑技術與裝備，2008.

[2]李紅艷.橡膠改性水泥基材料的性能研究[D].南京：東南大學，2004.

[3]劉春生，朱涵，李志國，張軍，衰琳.橡膠集料砂漿基本性能研究[J].混凝土，2007.

該項目為“昆明學院大學生科學研究項目”資助立項項目。

李旺（1994—），男，云南新平人，本科，建筑。