橡胶粉改性混凝土试验研究

2012 年 第 1 期（ 总 第 267 期 ） Number 1 in 2012（Total No.267）
doi：10.3969/j.issn.1002-3550.2012.01.021
混
凝
土
Concrete
原材料及辅助物料 MATERIAL AND ADMINICLE
橡胶粉改性混凝土试验研究
张兆强 1，李世颖 2，解国梁 1 （1. 黑龙江八一农垦大学，黑龙江 大庆 163319；2. 中国人民解放军 63993 部队，北京 101149）
摘 要： 通过 8、15、25 目橡胶粉在不同掺量下对混凝土拌合物坍落度、含气量、表观密度以及混凝土 28 d 抗压强度影响的研究，得出了以下结论：
①在橡胶粉粒径相同的情况下，混凝土的坍落度、表观密度、28 d 抗压强度均随橡胶粉掺量的增加而降低，而含气量随橡胶粉掺量的增加而增加；
②在橡胶粉掺量相同的情况下，混凝土拌合物坍落度、表观密度以及混凝土 28d 抗压强度随橡胶粉粒径的减小而降低，含气量随粒径的减小而增大。
关键词： 橡胶粉；坍落度；含气量；抗压强度
中图分类号： TU528.01
文献标志码： A
文章编号： 1002-3550（2012）01-0068-03
Exp e rim e n ta l s tu d y o n ru b b e r p o w d e r m o d ifie d co n cre te
ZHANG Zhao-qiang 1，LI Shi-ying 2，XIE Guo-liang 1 （1. Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，China； 2. No.63993 Troop of the Chinese People's Liberation Army，Beijing 101149，China）
Ab s tra ct: Through the research on the slump，air content，density of the concrete mixture and 28 d compressive strength of concrete under different dosage of 8 mesh，15 mesh，25 mesh rubber powder，reach the following conclusions：①In the case of the same rubber powder particle size， the slump，density of concrete mixture and 28 d compressive strength of concrete are lower with the dosage of increased rubber powder，and air content are increased with the dosage of lower rubber powder；②In the case of the same rubber powder dosage，the slump，density of concrete mixture and 28 d compressive strength of concrete are lower with the decrease of powder particle size，and air content are increased with the decreases of rubber powder particle size. Ke y w o rd s : rubber powder；slump；air content；compressive strength
2.3 不同橡胶粉粒径和掺量对混凝土拌合物表观密 度的影响
从表 3 可以看出，8、15、25 目三种粒径橡胶粉掺量下制备的 橡胶粉混凝土表观密度均表现出随橡胶粉掺量的增加而降低的 趋势，并且在橡胶粉掺量为 3%到 12%范围内，随橡胶粉掺量的 增加，混凝土的表观密度降低的程度不大。例如：对于 8 目橡胶 粉，当橡胶粉掺量为 3%、6%、9%、12%时，混凝土的表观密度分别 为 2 386、2 375、2 360、2 355 kg/m3，分别较基准混凝土降低了 9、20、 35、40 kg。这是因为橡胶粉的表观密度小于混凝土中粗细骨料 和水泥的密度，将橡胶粉按一定比例掺入混凝土中，减小了单 位体积内其他材料的用量，因此减小了混凝土总体的密度，又由 于橡胶粉掺量的范围不大，所以对混凝土表观密度的影响也有限 。在橡胶粉掺量相同的情况下，混凝土的表观密度表现出随橡胶 粉粒径的减小而降低的趋势，并且降低的范围也不大。例如：当 橡胶粉掺量为 3%时，8、15、25 目三种橡胶粉粒径掺量下混凝土 的表观密度分别为：2 386、2 300、2 372 kg/m3。这是因为单位质 量的橡胶粉，粒径越小，所占体积越大，掺入混凝土中相对减小 了其他材料的含量，因此在掺量相同的情况下，混凝土的表观 密度随粒径的减小而降低。同时由于掺量较小，故表观密度降低 范围不大。
编号 JF0
表 4 橡胶粉混凝土试验配合比
kg/m3
水泥 石子 砂 橡胶粉 水 FDN-C 高效减水剂
350 1 270 630 - 150
70
JF8-3 350 1 270 630 10.5 150
70
JF8-6 350 1 270 630 21.0 150
70
JF8-9 350 1 270 630 31.5 150
含泥量 /%
吸水率 /%
0.35
0.64
压碎值 11.5
碎石：级配良好，针片状 4%~5%，压碎指标 11.5%，物理性 能见表 3。 收稿日期：2011-07-09
·68·
砂：采用天然河砂，细度模数 2.56，含泥量 2.2%，堆积密度 1 465 kg/m3，表观密度 2 645 kg/m3，含水率 1.987%，颗粒级配良好。
1 试验概况
1.1 原材料
水泥：冀东 P·O 42.5 级水泥，其性能指标见表 1，化学组成 见表 2。
检测 项目 实测
细度 /% 1.2
初凝时间 /min 135
终凝时间 /min 175
表 1 冀东 P·O 42.5 级水泥性能指标
SO3
烧失量
安定性
/%
/%
合格
2.23
1.02
氧化镁 /% 2.21
抗压强度 /MPa
3d
28 d
26.6
54.8
抗折强度 /MPa
3d
28 d
5.2
8.3
组成 水泥
表 2 冀东 P·O 42.5 级水泥化学组成
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
SO3
22.06 5.13 64.37 1.06 2.03
% Fe2O3 5.25
表观密度 （/ kg/m3） 2 700
表 3 碎石的物理性能
0 引言
汽车行业的飞速发展直接导致了废旧轮胎的大量产生。有 资料表明：2004 年，我国废旧轮胎的产量已超过 1.12 亿条，截止 到 2010 年已超过 2 亿条[1]。而由于技术水平的限制，致使我国 对废旧轮胎的利用率很低，这就导致了大量的废旧轮胎堆积如 山。如此多的废旧轮胎无论堆积在地表或者掩埋于地下即使长 达上百年的时间都不会腐烂，若露天堆积，不仅会占用大量宝 贵的土地资源，而且长时间堆积还会成为蚊蝇滋生的温床，影响 人类的健康。橡胶是一种宝贵的资源，在国外，这些废旧轮胎又 被称为“黑色黄金”。如何有效处理这些宝贵的橡胶资源，成为 全球共同面临的问题之一。橡胶粉混凝土的产生为有效利用橡
橡胶粉：采用西安市长乐维康再生胶厂生产的 8、15、25 目 橡胶粉。
外加剂：采用 FDN-C 高效减水剂，减水率为 20%。 拌和用水：采用天然自来水。
1.2 试验配合比
试验以未掺橡胶粉的混凝土为基础，配制强度等级为 C30， 橡胶粉掺量按水泥用量的 3%、6%、9%、12%外掺。各组混凝土 编号采用如下形式：JFm-n，其中 JF 表示橡胶粉混凝土，m 表示 橡胶粉粒径，n 表示橡胶粉掺量，基准组用 JF0 表示。各组混凝土 材料用量见表 4。
2 试验结果
2.1 不同橡胶粉粒径和掺量对混凝土拌合物坍落度的影响
从图 1 中可以看出，8、15、25 橡胶粉各掺量下，混凝土坍落 度均表现出随橡胶粉掺量的增加而降低的趋势，并且在 3%~12% 范围内，随橡胶粉掺量的增加，混凝土拌合物的坍落度降低的 幅度不大。例如：对于 8 目橡胶粉，当橡胶粉掺量为 3%、6%、9%、 12%时，混凝土拌合物的坍落度分别为：7.7、7.5、7.5、7.3 cm，分别 较基准混凝土的坍落度降低了 0、2.6%、2.6%、5.2%；对于 15 目橡 胶粉，当橡胶粉掺量为 3%、6%、9%、12%时，混凝土拌合物的坍 落度分别为：7.4、7.4、7.2、7.2 cm，分别较基准混凝土的坍落度降 低了 3.9%、3.9%、6.5%、6.5%；对于 25 目橡胶粉，当橡胶粉掺量为 3%、6%、9%、12%时，混凝土拌合物的坍落度分别为：7.3、7.2、6.9、 6.7cm，分别较基准混凝土的坍落度降低了 5.2%、6.5%、10.4%、13.0%。
当橡胶粉掺量相同的情况下，混凝土拌合物的坍落度表现 出随橡胶粉粒径的减小而降低的趋势，并且在橡胶粉粒径为 8、 15、25 目三种粒径下坍落度变化范围不大。例如：在 3%掺量下， 8、15、25 目混凝土坍落度分别为 7.7、7.4、7.3 cm，较基准混凝土坍 落度分别降低了 0、3.9%、5.2%。究其原因主要在于橡胶粉属于憎 水性高分子弹性材料，本身不具有吸水性，但是由于橡胶粉颗粒 表面凸凹不平，为水分依附在橡胶粉表面提供了有利条件。并且依 附水量的大小随着橡胶粉掺量的增大而增大，随着橡胶粉粒径的 减小也增大。由于本试验橡胶粉掺量范围较小，粒径变化也不大， 所以橡胶粉依附水量有限，故能对橡胶粉混凝土的坍落度产生一 定的影响，但由于水量不大，所以对坍落度的影响能力有限。