關于彈性混凝土的綜述

郭 印

(1.重慶交通大學 土木學院， 重慶 400074)

關于彈性混凝土的綜述

郭 印1

(1.重慶交通大學 土木學院， 重慶 400074)

本文主要對彈性混凝土的發展歷史，研究現狀進行了概述；彈性混凝土在道路減噪和橋梁鋪裝方面的應用；根據彈性混凝土自身效益，對其廣闊的前景進行了瞻望。

彈性混凝土；橡膠微粒；道路減噪；橋面鋪裝；效益

彈性混凝土( Elastic Concrete) 是一種把橡膠微粒作為水泥混凝土的組成材料配制而成的新型混凝土[1]。這是一種新型的建筑材料，近些年從外國引進的一種混凝土。這種混凝土在性能方面，處于剛性混凝土和柔性混凝土之間，其顯著性能表現在加入了橡膠微粒后增加了該種混凝土延展性。當受到巨大的壓力時呈現出彎曲狀態而不是脆性斷裂。但相對的摻入了橡膠微粒的混凝土抗壓能力顯著降低，目前國內外許多研究致力于對彈性混凝土的抗壓，抗彎拉性能分析。大多數研究采取通過控制橡膠微粒的量入手進行試驗。隨著社會的發展，汽車越來越大眾化，對于彈性混凝土來講，無論是從降噪，還是對廢舊輪胎的有效利用，其社會經濟效益都是可觀的。

1 彈性混凝土在國外的發展

彈性混凝土在國外應用較早。最早開始彈性混凝土研究的國家是美國。1999年美國亞利桑那州立大學建造的世界上第一條彈性混凝土結構跑道，引起了彈性混凝土路面研究的浪潮[2]。除了橡膠再生混凝土外，泡沫混凝土在國外尤其是英國也很受歡迎。在英國過去10年里，其發展速度超過了任何其他特種混凝土，普遍公認的數據，英國每年的泡沫混凝土用量大約為100萬立方[5]。在日本，日本鹿島建設公司研制出一種高彈性，可彎曲的混凝土，可幫助建筑物抵御地震威脅[5]。

2 彈性混凝土在國內的發展

彈性混凝土在我國的研究起步較晚，但發展迅速，近年來取得了相當多的成果。石家莊鐵道大學進行的彈性混凝土的研究是國內入手這種建筑材料研究最早的，近年來，在國內彈性混凝土用于降噪路面，橋梁伸縮縫整治，均取得了良好的效果。

3 彈性混凝土的應用領域

3.1 道路工程應用

同樣寬度長短的路，如果說瀝青施工需要一天就可以完成，水泥路面施工則至少幾個月才能完成。最明顯的優勢是，開車行駛在瀝青路面上的司機以及乘客都會覺得特別平穩，沒有坑槽。相比于此，在水泥路面上行車過程中乘客會感覺相當顛簸，即使它的前期工作做得再好，嚴格按照各種標準施工，最終也不會有瀝青做路面的那種舒適性。這也是目前在使用材料上瀝青成為首先的原因，但是，由于作為不可再生資源，石油的儲量在不斷減少，使得瀝青材料的價格增高，最終導致瀝青路面的性價比并不如水泥路面好，我們迫切需要找到解決問題的材料，而彈性混凝土的出現讓我們找到了完美的解決方案，彈性混凝土路面良好的解決了剛性路面導致顛簸，行車不舒適的問題，而且，伴隨著國內汽車行業的高速發展，廢舊輪胎所帶來的環保壓力也越來越大。僅2011年我國的廢舊輪胎已超過4億個，廢舊輪胎占地面積大、淺埋的話處理效果不明顯 ，堆積燒毀又污染環境，因此面對其回收利用一直是很棘手。在處理這些大量的廢舊輪胎時，彈性混凝土成功的將其變廢為寶，一條廢舊輪胎可產生5kg粒徑為1～2mm的橡膠微粒[1]，理論上將這些橡膠微粒以合理的比例摻入混凝土中，便可以很好的解決廢舊輪胎堆置問題。

3.2 橋梁工程應用

任何結構都要受到溫度影響，只是產生的形變大小不同而已。因此溫度的升高或者降低都會是橋面結構產生拉伸膨脹或者收縮，為了減少這類橋面損害，也為了減少地震危害，橋梁需要設置伸縮縫。實踐告訴我們，伸縮縫附近的混凝土由于應力集中會出現破裂現象，近而導致路面出現坑槽等病害。彈性混凝土比普通混凝土抗裂性能高500倍，質量輕40%，耐久性大一倍。具有良好的抗沖擊能力，在車輛通過時發生彈性形變后易恢復，強度能完全滿足車輛的通行需求，延長橋梁的使用壽命[3]。

3.3 其它領域應用

由于彈性混凝土所表現出來的良好性能，也可以用于機場跑道，網球場，運動場等建設。彈性混凝土的隔音，隔熱，抗裂性能的良好以及質地輕，也使得其能良好的運用于樓板和墻體等房建領域。

4 彈性混凝土的效益和前景

彈性混凝土經過在國內外的發展與研究，逐漸趨于成熟，通過進一步的實踐和改進，更加有效的發揮其優良性能，其將會有廣闊的應用前景。比如，彈性混凝土良好的抗裂性能使得用它作為材料鋪筑地路面厚度可以縮減，從而在保持路面良好性能參數的情況下節省原料。堆積如山的輪胎不僅占用土地，而且極易滋生蚊蟲、引發傳染疾病、造成火災等，如果采取焚燒處理的話，將會產生大量的污染，而將其作為摻料，加入混凝土是它一種很好的處理方法，跟前一種處理方法相比，不僅保護了環境，而且也節約了資源，這種方法能產生很好的社會效益。

圖1 國內首次彈性混凝土修補橋縫

5 討論

跟普通水泥混凝土，瀝青混凝土相比，彈性混凝土有著其自身的優良特性，但是就目前國內外發展現狀來講，它還未如同普通混凝土那么成熟，國內外對它的研究依舊是個熱點。比如橡膠微粒最佳摻入量多少才可以保證彈性混凝土具有良好的抗壓性能。目前國內外研究最多的是橡膠微粒和水泥膠漿的黏結特征。橡膠微粒和水泥漿體之間的界面區是材料內部結構中的薄弱環節，決定著材料的力學性能[5]。橡膠微粒是有機高分子材料，而水泥漿是無機材料，兩者之間表面能相差比較大，故結合面較脆弱[5]。因此，要改善橡膠混凝土的整體性能，需要深入研究橡膠粉與水泥漿體界面黏結機理，從而提高其力學性能，獲得更廣泛的應用[5]。除此之外，我國地域廣闊，各個地區溫度差異不同，這就對研究彈性混凝土帶來了挑戰，不僅要求彈性混凝土能保持良好的彈性性能，而且還要要求其受溫度影響變異性不大。

6 結語

彈性混凝土為我們混凝土的施工，應用，和創新領域提出了新的構想。在這個倡導綠色，可持續發展，以及生態文明的世紀，研究各種生態能源，材料成了我們的一個新的方向。以適應環境作為主要特征的綠色高性能彈性混凝土，將會作為未來混凝土發展的主要參照。

7 提出問題

橡膠微粒和水泥膠漿的黏結規律。

隨著對綠色彈性材料的深入認識了解，除了綜述提到的橡膠混凝土，越來越多的研究也提到了橡膠微粒，比如，

“橡膠粉改性瀝青”是指把廢舊輪胎制成的膠粉，作為改性劑添加到基質瀝青中，在一個專門的特殊設備中，經高溫、添加劑和剪切混合等一系列作用制成的黏合材料。

橡膠微粒和水泥漿體之間的接觸區是材料內部結構中的薄弱環節，很大程度上決定著材料的力學性能。橡膠微粒是有機高分子材料，而水泥漿是無機材料，兩者之間表面能相差比較大，故結合面較脆弱[5]。因此，要改善橡膠混凝土的整體性能，需要綜合研究橡膠粉與水泥漿體接觸面黏結規律，從而提高其力學性能，獲得更廣泛的應用。

8 解決方案

（1）可以通過控制變量的方法，保持橡膠微粒其它參數不變的條件下，改變其粒徑，通過試驗。記錄數據，根據數據觀測橡膠微粒的粒徑變化對水泥砂漿工作性和強度的影響規律，

（2）可以通過改變橡膠顆粒的表面粗糙程度，來做表面粗糙度對橡膠微粒和水泥砂漿的粘合程度變化情況的試驗。

[1]朱涵. 新型彈性混凝土研究綜述[J]. 天津建設科技，2004，(2)：35-37.

[2]成治綱. 關于彈性混凝土應用的綜述 [J]. 山西省交通建設工程監理總公司，2012，38（30）：133-134.

[3]汪濤. 彈性混凝土在橋梁伸縮縫處理中的應用 [J]. 山西建筑，2012，38（30）：201-202.

[4]趙曉輝.新型彈性混凝土試驗研究及應用前景[J].河北工

[5]程大學學報( 自然科學版) ，2009，(2)：46-47.

[6]王寶民，劉偉.國外摻廢舊橡膠顆粒水泥混凝土研究進展[J].大連理工大學，2010， (4)：54-56.

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