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Henan Building Materials
２０１７ 年第 ４ 期 河南建材
以会降低混凝土的强度主要是由于橡胶属于有机 材料，与作为无机材料的水泥结合较差，在橡胶粉 与水泥的结合界面易形成薄弱环节。 较高的强度是 水泥混凝土作为结构材料的前提，橡胶粉掺入混凝 土后会降低其强度，制约了其应用，因此有必要采 取措施以提高橡胶混凝土的强度。 1.3 韧性和延性
目前，国内外的研究均表明橡胶混凝土的弹性 模量低于普通混凝土。 混凝土的弹性模量取决于骨 料和水泥浆体的弹性模量，由于骨料的弹性模量大 于水泥浆体的弹性模量，因此，相比于橡胶颗粒等 质量取代水泥，等质量取代骨料使混凝土的弹性模 量下降更为明显。 随橡胶掺量的增加，混凝土的弹 性模量呈现出下降的趋势，当混凝土中的骨料完全 被橡胶代替时，其弹性模量下降值达到了 96%[3]。 1.2 强度
与普通混凝土相比，橡胶混凝土表现出了更强 的韧性。 掺加橡胶粉在降低混凝土抗折强度的同时 也显著提高了混凝土的应变能力[2]。 虽然目前就橡 胶粒径独自对橡胶混凝土韧性的影响规律还没有 得到统一，但从这些不同的研究结果中结合橡胶掺 量影响可以得到橡胶粒径对橡胶混凝土的韧性影 响规律。 一般认为橡胶掺量较低 （掺量比例小于 15% ） 时 ， 橡 胶 粒 径 较 小 则 韧 性 更 好 ； 橡 胶 掺 量 较 高 （掺量比例大于 25%） 时， 橡胶粒径较大则韧性更 好。 同时，橡胶粉在变形时能够有效吸收或耗散裂 缝扩展时所释放的能量，增韧减脆，使橡胶混凝土 在静态破坏时，破而不碎，裂而不断，使橡胶混凝土 在一定程度上趋于延性破坏。 1.4 动力特性
河南建材 ２０１７ 年第 ４ 期
新型橡胶混凝土应用现状及发展趋势研究
薛晨曦 １ 李 琦 ２ １河南建筑材料研究设计院有限责任公司（４５０００２） ２ 中国建筑第七工程局有限公司（４５００００）
摘 要:橡胶混凝土作为一种新型复合材料，具有抗震性能好、抗冲击能力强、隔音隔热、质量轻、等优点。其 基本力学性明显优越于普通混凝土。这里论述了橡胶混凝土的基本特性、优缺点等，并对其应用现状和前 景进行总结展望。 关 键 词 :橡胶混凝土；力学特性；工程应用
研究表明，新型橡胶混凝土利用橡胶的超弹性 性能，吸收能量的能力明显提高。 主要表现为阻尼 增 大 、抗 震 能 力 强 、抗 冲 击 效 果 好[3]。
橡胶是一种粘弹性材料，将橡胶粉掺入混凝土 中，其填充行为和本身的弹性行为，可改善混凝土 内部孔隙结构，能有效吸收振动能，也能明显提高 阻尼比。 由于材料的阻尼是衡量材料本身减振性能 的主要指标，阻尼越大则表明材料本身的振动性越 低，越有利于材料的正常使用，所以掺橡胶集料的 混凝土与普通混凝土相比有较好的减振性能。 橡胶 混凝土具有良好抗冲击性能的原因在于掺加的橡 胶粉填充了混凝土中的细小孔隙，一方面提高了混 凝土的密实度，混凝土的韧性增加，另外在外荷载 作用下缓冲、吸收能量的能力同时增强。 混凝土材 料的阻尼与结构的减震性能密切相关。
1 橡胶混凝土概述及特性
所谓橡胶混凝土， 是指普通混凝土作为基材， 掺入橡胶细粉或粒径较大的橡胶颗粒，经凝结硬化 而形成的一种土木工程新型复合材料[2]。 橡胶细粉 或橡胶颗粒掺入混凝土中，能够填充混凝土中的空 虚，通过改变其内部的微观结构，约束和阻断内部 微缝的产生和发展，同时可以吸收应变能量，明显 的提高了普通混凝土的抗震性能、 抗冲击能力、隔 音及隔热等性能，在公路、桥梁以及各种土木工程 中取得了良好的工程应用效果。 1.1 弹性模量
有脆性特性，导致其强度不能充分得到利用。 研究 发现，新型橡胶混凝土具有轻质、弹性减震、降噪隔 音、隔热保温、变形耗能强和耐久性好等优点。 然 而，对新型橡胶混凝土的研究处于初步阶段，对其 认知存在不同程度的分歧。 鉴于此，在大量分析研 究相关文献的基础上，对新型橡胶混凝土的基本特 性及应用前景进行了分析讨论，以期对相关研究起 到抛砖引玉的作用。
0 引言
随着我国工业进程的不断发展，自然资源的短 缺与社会快速发展的矛盾日益激烈。 低碳绿色发 展、废旧资源的利用也必将成为社会可持续发展的 必经之路。 全球汽车工业和交通运输业的迅猛发 展，汽车轮胎使用量剧增，同时废旧轮胎产量也越 来越大。 据世界卫生组织统计，世界废旧轮胎积存 量已达 30 亿条，并以令人惊讶的每年 10 亿条数字
橡胶混凝土强度上通常表现出随橡胶掺量的 增大而降低的趋势。 针对橡胶粒径对混凝土强度的 影响，不同学者的研究结果存在差异[4]。 橡胶粉之所
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试 增长[1]。 废橡胶不易自然降解，直接填埋容易造成土 验 壤污染。 焚烧处置会产生大量有毒有害气体造成大 研 气污染，如此庞大的废旧橡胶得不到有效处置不仅
是一种极大的资源浪费，更是违背可持续发展的基
究 本国策。 因此有必要对废旧橡胶进行资源合理化利
用，使其变废为宝，促进经济的可持续发展。 工程中常用的混凝土材料虽然强度高，但也具
2 橡胶混凝土影响因素
橡胶混凝土与普通混凝土区别主要在于掺入 不同比例的橡胶粉末或橡胶颗粒。 因此影响其性能 的因素主要包括掺入橡胶的粒径、比例、掺入的工 艺 技 术 、以 及 预 处 理 方 式 等 [2]。 2.1 预处理方式
为改善橡胶颗粒与水泥浆体的黏结性能，抑制
图 4 引入自动料位控制器后输送辊道 速度增大时料位变化图
4 结论
分析图 3、图 4 可知，未引入料位平衡器之前， 若增大输送辊道的速度，系统运行过程中由于磨机 效率的提升，料位信号则出现明显的偏移，料位控 制不稳定。 引入料位平衡控制器后，系统运行比较 平稳，料位没有出现明显的大幅度波动。 通过对比 发现，料位控制器的控制效果较好，实用性强，系统 的自动化程度明显提高。