地聚物橡胶混凝土的力学、抗冲击性能及强度机理分析

作者：杨鹏辉; 姚远

来源：硅酸盐通报, 2023, 42(01): 239-247.

DOI：10.16552/j.cnki.issn1001-1625.20221213.005

• 地聚物混凝土
• 橡胶再生集料
• 力学性能
• 抗冲击性能
• 固体废物

为探究橡胶再生集料在地聚物混凝土中的增韧作用，采用不同比例的橡胶再生集料(粒径为0.15～0.3 mm和1～4 mm)代替地聚物混凝土中的普通集料。首先，采用工业废渣中粒化高炉矿渣粉为原料，水玻璃溶液和NaOH为激发剂制备地聚物胶凝材料，并与普通集料、橡胶再生集料混合制备地聚物橡胶混凝土；然后对地聚物橡胶混凝土的力学性能、抗冲击性能和强度机理进行探究。结果表明：添加适量比例的橡胶再生集料可提高地聚物混凝土的抗压强度，增幅为5%左右，这与橡胶再生集料表面在NaOH碱环境中的氧化和降解作用有关；但地聚物橡胶混凝土在劈裂荷载和弯曲荷载下易断裂，劈裂抗拉强度和抗折强度降低20%～30%,这是地聚物橡胶混凝土的典型特点。通过落锤冲击试验和弯拉冲击试验可知，橡胶再生集料能大幅提高地聚物混凝土的抗冲击性能，最高增幅超过200%。这是由于橡胶再生集料具有的柔性和弹性特征吸收了部分冲击能量，同时延缓了冲击荷载下混凝土初始开裂到失效破坏过程，减少了裂缝开裂应力集中，提高了地聚物混凝土的延性。在地聚物碱性条件下，橡胶颗粒表面发生氧化和降解作用，表面变得粗糙，与地聚物基体结合紧密；橡胶表面在NaOH作用下，产生羟基、羧基等亲水基团，有利于水化产物在橡胶再生集料表面附着。