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橡膠水泥混凝土的性能研究工學(xué)論文
摘要：在水泥混凝土中摻入適量的橡膠粉制成橡膠水泥混凝土，它對(duì)改善混凝土的韌性、抗沖擊性能，有效解決水泥混凝土的缺陷對(duì)機(jī)場(chǎng)道面產(chǎn)生的不利影響具有重大意義。本文系統(tǒng)闡述了橡膠水泥混凝土的性能。
關(guān)鍵詞：橡膠水泥；混凝土；性能
自20世紀(jì)90年代起，美、英等發(fā)達(dá)國(guó)家為了解決日益增長(zhǎng)的廢舊橡膠輪胎的處理問(wèn)題，將廢舊輪胎磨碎制得橡膠粉，然后與水泥混凝土混合，制成“橡膠水泥混凝土”(RPCC)。它的性能介于普通混凝土(剛性)和瀝青混凝土(柔性)之間，并集合了橡膠和水泥混凝土的特點(diǎn)。
1強(qiáng)度
國(guó)內(nèi)外對(duì)橡膠水泥混凝土的研究大部分都涉及其強(qiáng)度，其基本—致的研究結(jié)論是，摻入橡膠集料后將導(dǎo)致水泥混凝土強(qiáng)度的降低，降低幅度與橡膠集料摻量、橡膠集料的種類以及橡膠集料是否改性有關(guān)系。橡膠水泥混凝土的密度和抗壓強(qiáng)度均隨橡膠摻量的增加而降低，橡膠粉種類對(duì)橡膠水泥混凝土抗壓強(qiáng)度影響較大，但并非粒徑越大，強(qiáng)度降低越多。在兩種橡膠微粒體積替代量增加的情況下，廢舊輪胎橡膠改性混凝土的抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，但破壞形式由脆性改為彈性。針對(duì)廢輪胎顆粒摻加到水泥混凝土中會(huì)明顯降低材料強(qiáng)度的問(wèn)題，應(yīng)用多種方法來(lái)改進(jìn)橡膠水泥混凝土的力學(xué)性能。例如降低W/C、摻加硅灰、偶聯(lián)劑預(yù)處理橡膠顆粒等。研究結(jié)果表明，降低W/C能夠明顯提高橡膠水泥混凝土的強(qiáng)度，橡膠顆粒表面用PVA和硅烷偶聯(lián)劑處理能夠顯著增加抗壓強(qiáng)度，如果多種方法聯(lián)合使用效果更好。
2延性和抗沖擊性能
現(xiàn)有研究結(jié)果均表明摻加橡膠集料可以明顯改善或提高水泥混凝土的韌性。不同研究者研究橡膠集料對(duì)水泥混凝土韌性影響的指標(biāo)各不相同，大致有脆性系數(shù)、抗彎強(qiáng)度、彈性模量、極限拉應(yīng)變值等。但得出的結(jié)論相似，即橡膠集料摻量達(dá)到一定程度的混凝土斷裂模式不同于普通混凝土的脆性斷裂，而是呈塑性屈服破壞形態(tài)，反復(fù)加載至破壞循環(huán)多次都不會(huì)完全破碎，能量吸收能力比普通混凝土高，極限拉、壓應(yīng)變遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通混凝土。
3收縮和抗裂
研究橡膠水泥混凝土收縮的文獻(xiàn)比較少。不同橡膠粒摻量的混凝土1d—60d的干縮值均小于未摻加橡膠粒子的對(duì)比混凝土，說(shuō)明摻加橡膠粒子可以明顯降低水泥混凝土的干燥收縮。在水泥混凝土中摻入廢橡膠粉、粉煤灰及外加劑等，進(jìn)行優(yōu)化組合，調(diào)整混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)宏觀和微觀試驗(yàn)得出結(jié)論：水泥混凝土的抗裂韌性得到了提高，裂縫明顯減少[3]。
4橡膠水泥混凝土耐久性能研究成果
�、倏箖鲂�。與普通混凝土相比，橡膠水泥混凝土的抗凍性有明顯的改善。影響橡膠水泥混凝土抗凍性的因素有粒徑、橡膠粉摻量、表面粗糙度、密度、混凝土水膠比等。 S橡膠水泥混凝土抗凍性明顯好于普通不摻引氣劑的混凝土，而其表面剝落行為與摻引氣劑的混凝土相似。膠粉的摻入提高了混凝土的抗凍性能，特別是提高了混凝土表面的抗凍能力，即可大幅度減小混凝土的質(zhì)量損失率，且在摻量小于15%的前提下，摻量越多，粒徑越小，質(zhì)量損失率越小；膠粉的摻入對(duì)混凝土的相對(duì)動(dòng)彈模量影響不大。
�、诳蛊谛�。橡膠粉混凝土的抗疲勞特性明顯優(yōu)于普通水泥混凝土。疲勞實(shí)驗(yàn)前，橡膠粉混凝土超聲波聲速和抗壓強(qiáng)度均低于普通混凝土，疲勞實(shí)驗(yàn)后，橡膠粉混凝土超聲波聲速和強(qiáng)度的下降幅度都低于普通混凝土。
③抗?jié)B性和耐磨性。橡膠粉混凝土的抗?jié)B性能較普通混凝土有較大的提高，孫家瑛等[5]研究了聚合物基橡膠粉混凝土的耐磨性，橡膠粉混凝土的抗磨耗性能非常優(yōu)越，并且橡膠粉摻量大小對(duì)聚合物基橡膠粉混凝土的耐磨性能幾乎沒(méi)有影響。通過(guò)水下剛球法試驗(yàn)得出橡膠混凝土耐磨性能非常優(yōu)越，甚至優(yōu)于硅粉混凝土的結(jié)論。
參考文獻(xiàn)：
[1]嚴(yán)捍東,麻秀星，黃國(guó)暉.廢橡膠集料對(duì)水泥基材料變形和耐久性影響的研究現(xiàn)狀[J].化工進(jìn)展,2008,27(3):395-403.
[2]趙志遠(yuǎn).廢橡膠顆粒改性水泥基材料的塑性開(kāi)裂和抗沖擊性能[J].混凝土與水泥制品,2008，(4):1-5.
[3]張昊,張小亮，樂(lè)金朝.廢舊輪胎橡膠改性混凝土材料性能試驗(yàn)研究[J].浙江水利水電專科學(xué)校學(xué)報(bào),2008,(1):39-41.
[4]李悅.橡膠集料水泥砂漿和混凝土的性能研究[J].混凝土,2006,6:45-48.
[5]孫家瑛,高先芳,朱武達(dá).橡膠混凝土研制及物理力學(xué)性能研究[J].混凝土,2001,（5）：30-32.
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