張雨萍 郭 強(qiáng) 茍祎波 李登發(fā)

（攀枝花學(xué)院，四川 攀枝花 617000）

0 前言

據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，2010 年，全世界廢棄舊輪胎的積量已達(dá)30 億條，并且還在以每年10 億條的速度不斷增長。中國每年產(chǎn)生的廢舊輪胎以8%-10%的速度遞增。2010 年，中國廢舊輪胎產(chǎn)生量約達(dá)2.5 億條[1]。由于廢棄輪胎不易分解，并且回收率較低，所以當(dāng)大量的廢棄的輪胎的產(chǎn)生與堆積在一起，不但會對環(huán)境造成一定的危害，還容易滋生蚊蟲。因此，我國對廢舊輪胎的處理以及處理方式越來越重視。機(jī)械破壞輪胎，將廢棄的輪胎機(jī)械破壞成顆粒用于修建公園的道路、足球場、跑道等地方是常見的一種利用廢棄輪胎的方法。將廢棄輪胎機(jī)械破壞成較細(xì)的顆粒作為混凝土的組成材料，這樣制成的橡膠混凝土有良好的延性、耐久性、抗?jié)B性、隔聲隔熱性[2-6]。將橡膠加入混凝土中后，這樣不但能改善混凝土的一些性能，還能處理一部分廢棄輪胎，節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境。很多學(xué)者研究不同顆粒大小的橡膠對混凝土的影響，并得出在橡膠摻量相同的情況下橡膠顆粒越大混凝土抗壓強(qiáng)度減小得越多等結(jié)論[7-9]?；诖吮疚难芯吭谙鹉z粉摻量相同的情況下對兩種配合比的混凝土抗壓強(qiáng)度的影響程度，并且對比研究了不同橡膠顆粒摻量對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。

1 試驗情況

1.1 試件材料

水泥采用普通硅酸鹽水泥P.O42.5R；粗骨料為5-31.5mm 攀枝花釩鈦礦渣；細(xì)骨料采用堆積密度為1680kg/m3的攀枝花釩鈦礦渣。摻合料為Ⅱ級粉煤灰，L70 磷渣粉；外加劑使用JY-08 緩凝高效減水劑；橡膠粉（30 目，顆粒密度750kg/m3)；水為自來水。

1.2 配合比

基準(zhǔn)組混凝土的設(shè)計強(qiáng)度為C30、C40，橡膠粉的等體積取代細(xì)集料，分別設(shè)計了6 組橡膠粉摻量，依次為0%、2%、4%、6%、8%、10%。C30 的理論配合比為：水泥：細(xì)骨料：粗骨料：水：摻合料：外加劑=345：790：1050：200：55：52：9.94 ；C40 的理論配合比為:水泥：細(xì)骨料：粗骨料：水：摻合料：外加劑=420:710:1135:175:110:15.37,由于實驗存在相對應(yīng)的誤差導(dǎo)致具體的實驗配合比有所差別，實驗具體配料見表2-1 和2-2

表2-1 C30不同摻量實際實驗配料表

表2-2 C40不同摻量實際實驗配料表

1.3 試件制作

按照實際材料用料表稱取水泥、粗集料、細(xì)集料、摻合料、外加劑、水、橡膠粉；研究過程中所配制的橡膠混凝土，橡膠粉按不同摻量等體積取代取代細(xì)集料。取試兩種不同配合比混凝土的試塊進(jìn)行試驗。詳細(xì)配料表2-1 和2-2。先稱量材料在攪拌機(jī)里預(yù)攪拌一次進(jìn)行涮膛，為了避免正式拌和時影響混凝土的配合比。啟動攪拌機(jī)，向攪拌機(jī)內(nèi)依次加入粗集料、細(xì)集料、水泥、摻合料、橡膠粉，攪拌均勻，先將減水劑加入水中攪拌均好后，再緩慢將加入減水劑的的水倒入攪拌機(jī)內(nèi)與其他材料一起攪拌均勻，總加料時間在2min 之內(nèi)，加入適量水之后，繼續(xù)拌和2min。整理安裝好所需要的試模，在裝入模具之前首先將試模內(nèi)壁清理干凈，再刷一層脫模劑（機(jī)油）。按要求拌制混凝土，將攪拌好的混凝土填入預(yù)先刷好機(jī)油的模具中；用鐵棒將其插填密實，再放在振動臺上振動，直至混凝土不再有明顯的氣泡冒出為止。將澆筑好的試塊，分類按順序排放并編號。總共制作12 組，36 個試件。待混凝土終凝后，24 小時內(nèi)脫模（塑料試模必須在24 小時內(nèi)脫模），由于脫模時間較早，混凝土試塊強(qiáng)度不夠，脫模時必須仔細(xì)、小心，避免損壞混凝土試塊。脫模后的混凝土試塊應(yīng)立即放在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)池中養(yǎng)護(hù)28d。

1.4 試驗方案

探究在橡膠粉摻量不同時對同種強(qiáng)度混凝土的抗壓強(qiáng)度影響以及在橡膠摻量相同時對不同強(qiáng)度的混凝土的抗壓強(qiáng)度的影響，取試兩種不同配合比混凝土的試塊進(jìn)行試驗;按表1-1至1-2配制好兩種比例的混凝土，試件按《混凝土試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定制作，試件養(yǎng)護(hù)完畢立即取出，將試件安放在JYE-2000型數(shù)顯壓力試驗機(jī)的下承壓板上，將上壓板放至緊挨試件。在試塊加壓時，應(yīng)該保持持續(xù)且均勻地施加荷載，施加荷載的速度：混凝土強(qiáng)度等級小于C30取0.3MPa/s～0.5MPa/s的加荷速度,混凝土強(qiáng)度大于等于C30且小于C60取O.5MPa/s～0.8 MPa/s；當(dāng)試件開始迅速變形時，此時應(yīng)當(dāng)停止調(diào)整實驗機(jī)油門，直到試件被破壞，并及時準(zhǔn)確的記錄破壞荷載P(N)。按下式計算試件的抗壓強(qiáng)度(精確至0.1 MPa)：

式中：f—抗壓強(qiáng)度，MPa；

P—破壞荷載，N；

A-試件的承壓面積，mm2

整理數(shù)據(jù)，取三個相同摻量的試件的測值，一般計算其算術(shù)平均值為該組試件的抗壓強(qiáng)度值(精確至0.1 MPa)，若測值中的一個值與中間值相差15%時（除中間值），則把最大和最小值一并舍除，并取中間值作為該組試件的抗壓強(qiáng)度值。若三個測值差異均超過15%，則該組試件實驗結(jié)果無效，則需重做該組實驗直至得到有效數(shù)據(jù)為止。

2 實驗結(jié)果與分析

2.1 實驗結(jié)果

通過實驗測得不同摻量的橡膠混凝土抗壓強(qiáng)度具體數(shù)值見圖3-1，其中橡膠摻量為0%的混凝土為普通混凝土。兩種強(qiáng)度的混凝土都因橡膠粉摻量的增加而減小。在摻入的橡膠粉相同的情況下，橡膠粉對強(qiáng)度更高的混凝土的抗壓強(qiáng)度影響更大。

(圖3-1)

2.2 橡膠混凝土的抗壓強(qiáng)度

在脫模時發(fā)現(xiàn)有部分橡膠粉浮于試塊表面，如圖3-2，由于橡膠粉本身屬于憎水性，密度較小，致使在混凝土凝結(jié)時有部分橡膠粉上浮于試塊表面，導(dǎo)致橡膠粉與其他混凝土材料之間的粘結(jié)力不夠，產(chǎn)生空隙，故橡膠混凝土的強(qiáng)度下降。在橡膠混凝土受壓過程中，由于橡膠的彈性大于其他材料的彈性，使得在受壓過程中，橡膠顆粒周圍產(chǎn)生空隙，再次使得混凝土的強(qiáng)度降低。

圖3-2 脫模時試塊的表面（橡膠粉摻量為8%）

由圖3-1可以看出，混凝土強(qiáng)度由橡膠的摻量增加而減小，C30橡膠混凝土與C40橡膠混凝土在橡膠粉摻量相同情況下，C40橡膠混凝土抗壓強(qiáng)度的下降幅度幾乎都要比C30橡膠混凝土的抗壓強(qiáng)度的下降幅度大。

當(dāng)橡膠的摻量的逐漸增加，橡膠混凝土的強(qiáng)度也在橡膠摻量為0的混凝土強(qiáng)度的基礎(chǔ)上逐漸下降，其他橡膠粉摻量下的混凝土強(qiáng)度下降趨勢見圖3-3。

兩種配合比在橡膠摻量相同的情況下，其下降的百分比不同，C30橡膠混凝土在橡膠粉摻量為2%和4%時，混凝土的抗壓強(qiáng)度下降得十分緩慢，且抗壓強(qiáng)度都高于設(shè)計強(qiáng)度;C40橡膠混凝土在橡膠粉摻量為2%-10%的情況下，混凝土的抗壓強(qiáng)度折減程度趨近。

在橡膠粉摻量為4%時C40的抗壓強(qiáng)度下降了18%左右，相比之下?lián)搅緾30的抗壓強(qiáng)度只下降了2.37%左右，在橡膠粉摻量為6%時C30混凝土的抗壓強(qiáng)度突然驟降，之后下降趨勢開始變得相對緩和?？傮w來看在橡膠粉摻量相同的情況下C40抗壓強(qiáng)度下降的百分比要比C30的抗壓強(qiáng)度下降的百分比要大得多，具體見圖3-3。

圖3-3 下降百分比對比圖

下降百分比對比圖3-3。

3 結(jié)語

(1）橡膠混凝土的抗壓強(qiáng)度與橡膠粉摻量有關(guān)，通過兩組配合比的橡膠混凝土實驗驗證得出隨著橡膠摻量的增加抗壓強(qiáng)度都呈下降趨勢，并且橡膠粉摻量越大抗壓強(qiáng)度便越低。

(2）在橡膠粉摻量相同的情況下對強(qiáng)度越高的混凝土的影響更大。

(3）橡膠粉的摻量在2%、4%相對在8%、10%時，混凝土的強(qiáng)度的折減波動情況更加不穩(wěn)定。