□□ 姚新紅 (山西建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西太原 030006)

引言

混凝土是目前應(yīng)用最廣泛的一種材料，在霧霾橫行、APEC藍(lán)備受推崇、環(huán)保成為時(shí)代主題的現(xiàn)況下，如果能很好地把一些工業(yè)廢料作為混凝土原材料加以利用，就可以化害為利、變廢為寶，有效地緩解環(huán)境問(wèn)題，同時(shí)也減少了資源消耗，提高了材料的利用率，可謂一舉數(shù)得。目前，廢舊橡膠直接利用的主要途徑有:在建筑中用作橡膠混凝土，生產(chǎn)橡膠彩色彈性地板磚等，一方面解決了黑色污染，另一方面改善了材料的脆性，增加了韌性。

橡膠混凝土目前應(yīng)用于鐵路路基路枕、飛機(jī)跑道、體育場(chǎng)等對(duì)抗沖擊性能要求高的領(lǐng)域［1－2］，而在房建方面只限于橡膠混凝土小砌塊，并沒(méi)有推廣到結(jié)構(gòu)混凝土上。當(dāng)前應(yīng)用的商品混凝土大多為高性能混凝土，高性能化已成為混凝土的發(fā)展方向。高性能混凝土以體積穩(wěn)定性、耐久性、工作性、適用性等指標(biāo)為設(shè)計(jì)目標(biāo)，通過(guò)在普通混凝土中摻加粉煤灰、礦粉摻合料等提高其性能，而橡膠水泥混凝土則是在高性能混凝土配比基礎(chǔ)上，用橡膠粉替代其中的一部分細(xì)骨料。本文研究了橡膠粉摻量對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。

1 試驗(yàn)方案

1.1 試驗(yàn)原材料

結(jié)合山西地域用料，本試驗(yàn)采用長(zhǎng)治生產(chǎn)的P·O 42.5水泥;碎石粒徑為5～20 mm連續(xù)級(jí)配，其針片狀顆粒含量1.87%;細(xì)骨料選用的是山西陽(yáng)泉優(yōu)質(zhì)豆羅砂，細(xì)度模數(shù)為2.92，Ⅱ區(qū)中砂;粒徑0.5 mm的橡膠粉，堆積密度為 359.2 kg/m3，分解點(diǎn)為295℃;高效減水劑采用的是山西鐵力牌高效聚羧酸減水劑，減水率為27%。

1.2 混凝土配合比設(shè)計(jì)及試件制作

混凝土配合比設(shè)計(jì)如表1所示。橡膠粉的摻加方式有體積外摻法與質(zhì)量外摻法，本試驗(yàn)采用體積外摻法，以等體積的橡膠粉替代部分細(xì)骨料，橡膠混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C55，橡膠粉摻量分別為0，1%，2%和3%，對(duì)比不同摻量橡膠粉對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。

表1 橡膠混凝土配合比設(shè)計(jì)

混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體試件，每組試件成型10塊。將成型試件自然養(yǎng)護(hù)24 h后拆模，置于含有氫氧化鈣溶液的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)池中養(yǎng)護(hù)28 d，用棉花擦干水分后進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。

1.3 橡膠混凝土抗壓強(qiáng)度測(cè)定及回彈無(wú)損檢測(cè)試驗(yàn)

抗壓強(qiáng)度值是混凝土力學(xué)試驗(yàn)中最重要的指標(biāo)，測(cè)試采用STYE－3000C型全自動(dòng)混凝土壓力試驗(yàn)機(jī)，試驗(yàn)力0～3000 kN。圖1為混凝土抗壓試驗(yàn)實(shí)景照片。

回彈法是無(wú)損檢測(cè)中最常用的方法之一［3］，在工地上具有實(shí)用方便的特點(diǎn)，雖然其檢測(cè)精度沒(méi)有其他的精密儀器高，但在檢測(cè)鑒定中使用率很高?；貜棛z測(cè)采用HT1000型混凝土回彈儀，嚴(yán)格按照J(rèn)GJ/T 23—2011《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行檢測(cè)，定額壓力值為60 kN，測(cè)試取對(duì)面，各取8個(gè)點(diǎn)，數(shù)據(jù)處理采用平均法，剔除3個(gè)最大值和3個(gè)最小值，取其余10組的平均值作為試驗(yàn)回彈值。

圖1 基準(zhǔn)混凝土試塊抗壓試驗(yàn)實(shí)景照片

2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

表2和圖2所示為橡膠粉摻量與混凝土抗壓強(qiáng)度的關(guān)系曲線(xiàn)。

表2 橡膠粉摻量與混凝土抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

圖2 橡膠粉摻量與混凝土抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

根據(jù)統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析檢驗(yàn)，在T(1)≤T(10，0.05)，T(10)≤T(10，0.05)下，測(cè)試數(shù)據(jù)全部有效;各摻量下，V(1)≤WCS，V(10)≤WCS，所測(cè)數(shù)據(jù)全部有效，對(duì)10個(gè)數(shù)據(jù)取平均值。

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著橡膠粉摻量的增加，橡膠混凝土內(nèi)部表觀(guān)密度降低。相關(guān)的研究表明［4］，摻加橡膠粉相當(dāng)于等體積的引氣作用。因此，混凝土的抗壓強(qiáng)度逐漸降低。由圖2可以看出，橡膠粉對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響是隨著其摻量的增大而強(qiáng)度降低。橡膠粉摻量為1%時(shí)，混凝土強(qiáng)度降低了5.6%;摻量為2%時(shí)，強(qiáng)度降低了7.4%;摻量為3%時(shí)，強(qiáng)度降低了21.41%。說(shuō)明橡膠粉摻量越大，混凝土強(qiáng)度降低的速率越大。根據(jù)線(xiàn)性擬合，可以得到橡膠粉摻量與混凝土強(qiáng)度的關(guān)系式:y=－5.0150x+81.910，R2=0.8785，說(shuō)明擬合度較好。式中:x為橡膠粉摻量，y為抗壓強(qiáng)度值。

回彈值是混凝土表面硬度的一種體現(xiàn)方式，與碳化深度有關(guān)，本試驗(yàn)不考慮碳化情況?；貜椫蹬c抗壓強(qiáng)度呈正相關(guān)關(guān)系，回彈值隨著抗壓強(qiáng)度的增大而增大。而回彈值的增幅隨著橡膠粉摻量的增大先逐漸降低，然后又逐漸升高(見(jiàn)圖3)。

圖3 回彈值與混凝土抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

混凝土的抗壓強(qiáng)度與回彈值的關(guān)系式為:y=－0.2363x2+18.609 x －290.85，R2=0.9099。式中:x為回彈值，y為抗壓強(qiáng)度。

3 結(jié)論

3.1 橡膠粉對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響，表現(xiàn)為隨著橡膠粉摻量的增加，混凝土抗壓強(qiáng)度降低。

3.2 以等體積橡膠粉替代部分細(xì)骨料后，橡膠粉摻量每增加1%，抗壓強(qiáng)度下降約5 MPa。

3.3 橡膠混凝土回彈值隨著抗壓強(qiáng)度的增大而增大，橡膠粉摻量越大，回彈值越小。

［1］張景亮.鐵路混凝土枕上用橡膠墊板剛度及其影響因素［J］.橡塑資源利用，2000(3):35 －37.

［2］劉春生.橡膠集料混凝土的研究與應(yīng)用［D］.天津:天津大學(xué)，2006.

［3］張榮成，邱平.高強(qiáng)混凝土回彈法及超聲回彈綜合法的測(cè)強(qiáng)技術(shù)研究［J］.施工技術(shù)，1998(11):30－31.

［4］趙麗妍.摻廢舊輪胎橡膠粉改性水泥混凝土試驗(yàn)研究［D］.大連:大連理工大學(xué)，2009.