橡胶改性混凝土强度试验研究

张晓帆

摘要：废旧轮胎被称为“黑色污染”，其回收利用和处理技术一直是世界性难题，也是环境保护的难题。若将废旧橡胶颗粒掺入混凝土中可制成橡胶集料混凝土，它集合了橡胶和普通混凝土的优点，具有抗裂性能好、能量吸收多、韧性高、其变形能力大大高于普通混凝土，质量轻、干收缩性小、热膨胀系数低等优点，还具有良好的隔热、隔音和减震性能。强度是混凝土硬化最重要的技术性质，它与混凝土的其他性能关系密切，也是工程施工中控制和评定混凝土质量的主要指标。本试验分析橡胶集料的加入对混凝土强度的影响。

关键词：橡胶混凝土；绿色；强度

1.试验材料及试验方案设计

1.1试验原材料

水泥：东蒙水泥厂生产的东蒙牌42.5强度等级的普通硅酸盐水泥

粉煤灰：鑫源粉煤灰建材公司生产的F类Ⅰ级灰，表观密度为2221.5kg/m3

磨细矿渣：朝阳义和矿粉厂生产的S95级磨细矿渣，表观密度为2890.5kg/m3

橡胶集料：沈阳沈禹胶粉厂生产的橡胶粉，表观密度为1115.7kg/m3

砂子：招束沟河砂，细度模数2.7，级配Ⅱ区，表观密度为2650kg/m3

石子：青龙山石灰石质5～20mm碎石，表观密度为2750kg/m3

1.2试验方案设计

本试验共设计两组混凝土配比，A组为同水灰比不同橡胶掺量的橡胶集料混凝土。B组为在基准混凝土C60基础上，掺入不同粒径与掺量的橡胶集料混凝土，具体配合比见表1、表2，单位kg

图1A组橡胶混凝土7d、28d劈拉强度及抗压强度示意图

由图1可以看出，混凝土的强度随橡胶掺量的增加而降低。A-2橡胶掺量为50kg/m3，相比基准组A-1劈拉强度下降16.8，抗压强度下降14.3%；A-3橡胶掺量为100kg/m3，相比基准组A-1劈拉强度下降44.8，抗压强度下降32.9%；A-4橡胶掺量为150kg/m3，相比基准组A-1劈拉强度下降46.6，抗压强度下降47.4%。在抗压强度试验过程中还注意到，当橡胶集料掺量超过5%时，试件受压破坏后仍能保持完整性，并未发生解体现象，体现出了较好的延性。

2.2橡胶集料混凝土强度的二元线性回归分析

采用二元线性回归的方法分析了橡胶集料的掺量与橡胶颗粒的粒径对混凝土7d、28d抗压强度的影响规律，建立渗透性回归方程，对显著性进行检验，找出反应它们的经验公式。

（1）建立抗压强度回归方程

对配合比中B组混凝土进行了7d、28d的强度回归分析，数据处理见表4

得出橡胶集料混凝土7d、28d抗压强度回归方程为

Y7d=34.5-0.16X1+3.5X2

Y28d=41.8-0.21X1+4X2

式中X1：1m3混凝土中橡胶掺量

X2：橡胶细度模数

Y：混凝土抗压强度

3.总结

（1）橡胶集料混凝土劈拉和抗压强度结果显示A-2橡胶掺量为50kg/m3，相比基准组A-1劈拉强度下降16.8，抗压强度下降14.3%；A-3橡胶掺量为100kg/m3，相比基准组A-1劈拉强度下降44.8，抗压强度下降32.9%；A-4橡胶掺量为150kg/m3，相比基准组A-1劈拉强度下降46.6，抗压强度下降47.4%。橡胶集料的加入使混凝土强度急剧下降，成为橡胶集料混凝土普遍应用的重要难题，亟待解决。

（2）对橡胶集料混凝土掺量与粒径的回归分析显示，橡胶集料的掺量及其细度模数与混凝土7d和28d抗压强度之间存在线性相关的关系，7d抗压强度回归方程为：Y7d=34.5-0.16X1+3.5X2，28d抗压强度回归方程为Y28d=41.8-0.21X1+4X2

注：此论文是为山东商务职业学院科研基金项目《橡胶改性混凝土性能特性试验及应用技术研究》发表。