再生胶粉改性高强混凝土基本性能试验研究.pdf

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第8期
广东士木与建筑
2000年8月
GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING
AUG 2006
再生胶粉改性高强混凝土基本性能试验研究
陈智泽1李丽娟1刘锋1陈应欽2卢彗祥3王瑞华
(1、广东エ业大学建设学院广州51000;:2、广东省建筑材料研究所广州510160;
3、广州市长兴混凝土有服公司广州510000)
摘要:本文以废轮胎櫲胶粉作为改性材料,研究胶粉政性高强混凝土的性能,并研究胶粉含量及其细度对混凝
土密度、坍落度和抗压强度的彩响,表明抗压强度基本随橡胶粉掺量增加而下降,但胶粉细度的彩响则不明显。
关键词:胶粉改性;高强混凝土;坍落度;密度;抗压强度
通混凝土的技术经济效益,近十多年来在国内外得
引言
到迅速发展,在高层建筑、大跨度桥梁、港口和海洋
工程、特种结构等建设中被越来越多地采用,但其高
废旧轮胎属于工业有害固体废物,随着汽车工弹性模量、低牣和高脆性等缺点至今未能得到妥善
业的发展,越来越多的废旧轮胎形成的黑色污染正解决。本文的目的是研究外掺櫲胶粉的高强混凝土
威胁着全人类的生存环境。据中国轮胎翻修利用协的性能,以及橡胶粉的粒径和掺量对高强混凝土抗
会统计,我国现在每年的废旧轮胎大概有1.3亿条,压强度的影响,以期获得高性能再生混凝土材料。
并以每年10%的速度递增,日益增多的废旧橡胶已
成为一个全球性的问题,是恶化自然环境、破坏植被2试验原材料及配合比
生长、影响人类健康、危及地球生态环境的最有害垃
圾之一。通常处理固体废物的方法如填埋、燃烧等,2.1试验原材料
对废旧轮胎都不适用,如从再生资源的利用角度考
本试验采用广州珠江水泥厂生产的粤秀牌42.5
虑,把废旧轮胎用于生产建筑材料,这将为废旧轮胎级PⅡ硅酸盐水泥,其化学成分见表1;矿粉为复合
的处理提供新的出路。
矿粉,以江门产的AS活性矿渣超细粉为主,复合少
关于橡胶粉在混凝土中的研究,国际上始于20量无定形SiO2,其主要化学成分见表1;中砂的细度
世纪90年代初美国人 Shuaid Ahmad教授将废旧模数为2.9;花岗岩碎石为粒径5~30mm,针片状5%
轮胎磨碎制得胶粉,然后与混凝土混合,制成“橡胶~6%;废旧橡胶粉采用东莞产的精细胶粉,细度分别
混凝土”(rub- concrete)2。研究表明,在混凝土中掺为40,60、80目,密度为1.02g/em3;减水剂采用广州
加橡胶粉,混凝土的抗压强度和抗折强度都有明显产的奈系改性减水剂(水剂),固体含量为27%。
下降,但混凝土的韧性则会大幅提高。同时,更深2.2试验配合比
人的研究表明,橡胶粉以一定的掺量加入到混凝土
所有胶粉改性高强混凝土的配合比都保持水胶
中,能填充其中的孔隙,改善水泥与骨料的界面状比和骨料不变,橡胶粉以外掺形式加入,掺量分别为
况,约朿微裂缝的产生和扩展,并形成吸收应变能的胶结材料重量的1%、2%、3%和4%,配合比见表
结构变形中心,可吸收震动能,从而明显改善混凝土
试件编号取RPC-m-n,其中m为橡胶粉的粒
的抗冲击性,提高混凝土的抗震性能。基于橡胶混径,分别为40,60,80目;れ为橡胶粉的掺量,分别为
凝土的上述独特优点,目前已有学者把橡胶混凝土1%、2%、3%和4%。
定义为“弹性混凝土”?。但国内的研
橡胶粉的高强混凝士各种性能的研ッい1水泥、复合矿粉的化学成分
究目前还处于起步阶段,且主要集中
在掺櫲胶粉的普通混凝士方面,对掺化学成
A2O3Fe-O3CaO0Mg0SO、K2ONa20烧失量
20.055.004.9862.961.092.610.620.452.46
究还较少。而高强混凝士以其优于普合矿粉3601068734523837605037035035525
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2006年8月第8期
陈智泽等:再生胶粉改性高强混凝士基本性能试验研究
AUG 2006 No8
表2橡胶混凝土配合比
间的摩擦,增强了润滑作
胶结材料(kg/m3)水
砂
石子减水剂
橡胶粉(kg/m)用,提高了混凝土拌和物
水泥复合矿粉(kg/m)(kg/m3)(kg/m3)(kg/m)1%2%3%4%的坍落度?。同时,橡胶粉
308232157601023435410816221也有一定的吸水率,它能
在搅拌过程中吸走部分
3试验结果及分析
的水,从而使混凝士拌和物的工作性变差,所以当橡
胶粉掺量继续增大时,混凝土的坍落度还会下降。
3.1密度
3.3立方体抗压强度
胶粉改性高强混凝土的密度变化如图1a所示,
胶粉改性高强混凝土的抗压强度试验采用边长
可见橡胶粉的粒径对密度的影响较复杂,其中以掺100mm和150mm的立方试块,共117个,在(20+3)℃
80目橡胶粉的下降量最大。随着橡胶粉掺量的增的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护,分
加,胶粉改性高强混凝土的密度有所降低,未掺橡胶别对其3d、7d、28d强度进行测试,参照普通混凝土
粉的混凝土密度为2543kg/m3,掺1%、2%、3%和4%力学性能试验方法标准进行,其结果见表3。
橡胶粉时则分别为2495,2486,2453,2428kg/m2,这
从表3可见,胶粉改性高强混凝土的强度增长
是由于櫲胶粉的表观密度仅为1020kg/m3,远小于砂迅速,3d强度即达28d强度的70%以上,其中RPC
石密度,故掺人后会使混凝土密度减小。另外由于橡80-3更达86%:7d强度平均值也达28d强度的90%
胶粉颗粒表面的粗糙性和非极性,会造成橡胶混凝以上。由此可见,胶粉改性高强混凝土同样具有早强
土含气量增加,从而降低混凝土的密度门。但由于橡的性质,这对提高工程的施工速度是十分有利的。
胶粉的颗粒很细,可填充孔隙,且仅以外掺形式加入
图1c为废旧胶粉改性高强混凝土28d龄期的
混凝土,故混凝土中的砂石等骨料并未大量减少,混立方体抗压强度变化曲线,未掺胶粉时高强混凝土
凝土密度的下降幅度也较有限。
的抗压强度为106MPa,可见橡胶粉的掺入使得高强
3.2坍落度
混凝土强度显著下降,其中RPC-80强度下降较多,
胶粉改性高强混凝土的坍落度变化如图1b所在胶粉掺量4%时就已降至87.1MPa,下降幅度达
示,未掺橡胶粉时混凝士坍落度为20cm,当橡胶粉18%。RPC-40、RPC-60的强度变化趋势与RPC-80
掺量达4%时,RPC-40、RPC-60、RPC-80的坍落度相同,且强度值也较接近,可以看出橡胶粉的细度对
分别为18.5,19.5,20.0cm。
高强混凝土的强度影响不太明显。
胶粉的颗粒尺寸、形状和表面粗糙度对新拌混
图1c还表明,当橡胶粉掺量为1%~3%时,高强
凝土的工作性能影响显著。部分研究表明,混凝土混凝土的抗压强度随橡胶粉掺量的增加而迅速下
坍落度随橡胶粉掺量的增加而降低?,但本文的研降;当橡胶粉掺量为3%时,抗压强度变化曲线变得
究发现,随着橡胶粉掺量的増加,混凝士坍落度表现较平缓,当橡胶粉掺量超出3%不多时,抗压强度随
为先增加后减小,其增加主要发生在橡胶粉掺量为橡胶粉掺量的增加而下降平缓。这是因为橡胶粉在
19%的附近,这可能是