廢舊輪胎混凝土不同摻量下強度等級的確定

[摘 要] 以粒徑在0.025-10mm的微粒為橡膠摻合料，分別在強度等級C35的條件下，以不同體積替代量替代砂的改性混凝土材料，20%摻量時，強度等級能夠達到C20，60%以下摻量時，強度等級能夠達到C10。

[關鍵詞] 廢舊輪胎 混凝土 強度等級

隨著現代汽車工業的迅猛發展，報廢的輪胎數量逐年增長。廢舊汽車輪胎被當今人們稱為“黑色污染”，它不僅會對環境造成嚴重污染，而且還會引起嚴重的火災事故。廢舊輪胎橡膠膠粉添加水泥混凝土具有廣闊的應用前景，找出不同摻量下混凝土的力學性能的變化規律是更好的進行應用的前提。

一、試驗依據及試驗內容的設置

根據GB/T50081-2002普通混凝土力學性能試驗方法標準，設計試件的尺寸、數量、試驗內容并進行相關試驗操作。主要進行該性混凝土的28天抗壓強度試驗，針對試驗得到的數據和試驗現象，進行定量、定性分析，得出結論。初步確定不同摻量下的強度等級。

以三種不同粒徑的微粒為橡膠摻合料，分別在混凝土強度等級C35的條件下，以不同體積替代量(代砂)下制備多組廢舊輪胎橡膠混凝土試塊。

1.試驗主要材料

(1)水泥。52.5 R水泥，指標合格。

(2)砂。中砂，顆粒級配Ⅱ區，細度模數2.89，表觀密度2580 kg/m3，沙中含泥量≤3.0%(按重量計）。

(3)石子。連續粒徑，5～31.5mm碎石，針片狀顆粒≤15﹪（按重量計），級配合格，含泥量≤1.0%(按重量計）。

(4)膠粉-A。25～30目膠粉，表觀密度1185kg/m3。

(5)膠粉-B。0.5～5mm連續級配，表觀密度1197kg/m3。

(6)膠粉-C。4～10mm連續級配，表觀密度1149kg/m3。

(7)水。飲用自來水。

2.膠粉的表面處理

采用水洗、浸泡NaOH溶液的方法去除膠粉中部分添加劑，增加界面之間的粘結力。

3.試驗分組

試驗分為2個大組，依照體積替代沙量的不同分0%、20%、40%、60%、80%、100%，6個組。其中20%、40%、60%、80%、100%組又按膠粉-A、膠粉-B、膠粉-C三種不同粒徑摻合物形式，各自細分為3個小組。(注：膠粉-C在80﹪、100﹪摻量時，確定配合比試拌調整過程中，拌合物的和易性極差，制得試塊蜂窩、麻面、裂縫、孔洞嚴重，所以不再制作。）

參考組0%組，即砂不被替代的設計強度等級為C35。

試驗試塊的尺寸150×150×150 mm3，每組數量3塊，試塊總數81塊；試驗項目為28天齡期；

二、結果與分析

第一組不同摻合物28天齡期抗壓強度與摻量的關系，見圖1

第二組不同摻合物28天齡期抗壓強度與摻量的關系，見圖2

由圖1～2知:

(1)摻入橡膠的混凝土28天齡期抗壓強度隨摻量增加而減少。

(2)由圖1可以看出，20%摻量時立方體28天抗壓強度值，摻加膠粉-A組抗壓強度值為20.6 MPa；摻加膠粉-B組抗壓強度值為23.7 MPa；摻加膠粉-C組抗壓強度值為19.0 MPa。60%摻量時抗壓強度值分別為8.8 MPa、11.8 MPa、13.7 MPa。

(3) 由圖2可以看出，20%摻量時立方體28天抗壓強度值，摻加膠粉-A組抗壓強度值為27.3 MPa；摻加膠粉-B組抗壓強度值為24.5 MPa；摻加膠粉-C組抗壓強度值為21.6 MPa。60%摻量時抗壓強度值分別為14.6 MPa、12.1 MPa、13.4 MPa。

原因分析：膠粉是惰性材料，不具有水化活性，與水泥不能生成水化產物，只起填充作用。另外橡膠粉是彈性材料，不能起到骨架作用，且隨著膠粉摻量的增加削弱了沙子、石子和水泥漿體的粘結，薄弱點增多，增加了混凝土內部結構的不連續性，從而導致混凝土強度的降低。

三、結論

通過上述的試驗研究及結果分析，對于粒徑在0.025-10mm的膠粉添加到C35混凝土中，抗壓強度隨廢舊輪胎膠粉摻量不同變化的規律，得出如下結論：

(1)摻入橡膠的混凝土28天齡期抗壓強度隨摻量增加而減少。

(2)摻入膠粉后，強度等級C35的混凝土20%摻量時，強度等級相當于C20，60%以下摻量時，強度等級相當于C10。

參考文獻:

[1]庚 晉 白 杉:廢舊輪胎回收利用現狀和利用途徑.再生資源研究，2003，(5):7～13

[2]王永宏 陳 鯉:汽車輪胎與環境污染.環境導報，2003， (6):15

[3]GB/T50081-2002普通混凝土力學性能試驗方法標準[S]

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