【摘要】本文主要研究了橡胶自密实混凝土的基本力学性能。试验选取了40目橡胶粉、0-4mm橡胶粒和4-10mm橡胶粒分别按骨料体积的0%、10%、20%和30%掺入混凝土，以研究不同橡胶粒径、不同掺量对自密实混凝土的基本力学性能的影响。
【关键词】橡胶自密实混凝土;基本力学性能;
1试验配合比设计
1.1试验原材料
本文试验采用炼石牌42.5普通混凝土硅酸盐水泥，其表观密度为3100kg/m3。采用I级粉煤灰作为矿物掺合料，其比表面积为2600cm2/g，表观密度为2200kg/m3，其中SiO2和Al2O3含量占82%。本次试验石子采用质地致密的坚硬、级配良好的碎石，堆积密度为1576kg/m3，表观密度为2606kg/m3。砂采用细度模数为2.3的闽江河砂。试验采用的减水剂为聚羧酸系高效减水剂。初定减水剂掺量为胶凝材料总量的0.9%，根据坍落度和坍落扩展度试验结果适量调整用量。选取江苏南通博实化工有限公司橡胶分公司生产的胶粉-1(40目，筛孔尺寸0.425mm)表观密度1050kg/m3。细橡胶粒-2(1～4mm连续级配)表观密度1170kg/m3：橡胶粒-3(4～10mm连续级配)表观密度1135kg/m3。
1.2试验分组及配合比设计
本文掺入的废旧橡胶轮胎为胶粉-1(40目橡胶粉)、胶粒-2(1～4mm橡胶粒)、胶粒-3(4～10mm橡胶粒)三种形式，其中胶粉-1、胶粒-2分别以0%、10%、20%、30%的体积替代砂，胶粒-3分别以0%、10%、20%、30%的体积替代石子。参考组(体积替代量为0%)的设计强度等级为C50。根据《自密实混凝土设计与施工指南》(CCES 02-2004)的自密实混凝土的工作性能要求对拌合物进行检验，然后进行调配，直至满足要求。调配后确定的各组混凝土配合比如表1所示(其中水泥用量为348kg/m3 粉煤灰用量为202kg/m3 ，水用量为176kg/m3 )。
2橡胶自密实混凝土基本力学性能研究
2.1劈裂抗拉强度fts试验
普通自密实混凝土劈裂抗拉试验结果表明，试块在达到极限荷载后迅速拉裂分为两半，掺橡胶的自密实混凝土试块在达到极限荷载后仍保持原始形状，仅在试块的中间产生一道裂纹，掺加橡胶后自密实混凝土的抗拉破坏形态得到改善，这可能是因为橡胶在结构形成过程当中，对混凝土内部的初始缺陷起到填充作用，阻止了裂纹的发生，另外一方面，由于橡胶在受力过程当中具有吸能作用，抑制了裂缝的扩展，大大扩大了混凝土破坏过程当中吸收的塑性应变能，因此试块在达到极限荷载时，阻止了试块的直接崩裂。
由劈裂抗拉强度试验结果如表2，掺入橡胶后，橡胶自密实混凝土的劈裂抗拉强度较基准混凝土有所降低。其中橡胶自密实混凝土(RSCC-1)组的劈裂抗拉强度随橡胶掺量在0-10%变化时下降幅度较小，掺量在10%-30%变化时下降幅度急剧增大，劈裂抗拉强度最低达到基准混凝土的64.4%;橡胶自密实混凝土(RSCC-2)组劈裂抗拉强度最低达到基准混凝土的59.9%;橡胶自密实混凝土(RSCC-3)组的劈裂抗拉强度随橡胶掺量在0-10%变化时下降幅度较小，掺量在10%-30%变化时下降幅度增大，劈裂抗拉强度最低达到基准混凝土的61.4%。由此可见，橡胶自密实混凝土(RSCC-1)、(RSCC-3)组的劈裂抗拉强度较(RSCC-2)组的大。
2.2轴心抗压强度fcp试验
基准混凝土轴心抗压强度试块在达到极限荷载时，表面出现竖向和斜向的裂缝，并伴随有明显的劈裂声，局部出现崩裂现象，裂缝出现后，试块的承载力明显下降，裂缝开展迅速，试块很快破坏且破坏时有碎块脱落，呈现脆性破坏的特点;橡胶自密实混凝土出现竖向和斜向的细小裂缝，无劈裂声和崩裂现象，裂缝出现后承载力能够继续保持一段时间，承载力下降阶段的速度比较慢，裂缝开展较缓慢，基本上没有碎块脱落，试块有明显横向变形，呈现出一定的塑性破坏特征。橡胶自密实混凝土在达到极限荷载后还能继续保持一段时间，是由于橡胶具有一定的弹性，能够通过橡胶自身的变形来缓解水泥石与其界面的粘结破坏。
试验结果表明，橡胶自密实混凝土的轴心抗压强度随着橡胶掺量的增加而减小。橡胶自密实混凝土(RSCC-1)组混凝土的轴心抗压强度在掺量0-20%下降幅度较大，在20%-30%掺量范围内下降幅度减少，各掺量对应的轴心抗压强度较其它两组为最低，掺量30%时轴心抗压强度较基准组下降了53.0%;橡胶自密实混凝土(RSCC-2)组的轴心抗压强度随橡胶掺量增加接近直线下降趋势，胶粒掺量30%时，轴心抗压强度较基准混凝土下降了47.6%;橡胶自密实混凝土(RSCC-3)组的轴心抗压强度随掺量的变化趋势与橡胶自密实混凝土(RSCC-1)组相反，轴心抗压强度在0-20%时下降幅度较小，掺量为20%-30%时下降幅度急剧增大，掺量为30%时，轴心抗压强度较基准组下降了43.3%。
3.本文小结
本文研究了掺加橡胶的自密实混凝土的基本力学性能，根据试验结果得到以下结论：
(1)由立方体抗压强度试验结果表明：橡胶自密实混凝土的28天立方体抗压强度随着橡胶掺量的增加而降低。掺橡胶粉或橡胶粒的自密实混凝土的抗压强度虽有所降低，但其极限破坏形态却有所改善。橡胶自密实混凝土在极限荷载出现以后，还可以承受较长时间的荷载，破坏时保持原始形状，破坏裂纹数量随着橡胶掺量的增加而逐渐减少。
(2)劈裂抗拉试验结果表明，掺加橡胶后自密实混凝土的抗拉破坏形态得到改善。掺入橡胶后，橡胶自密实混凝土的劈裂抗拉强度较基准混凝土有所降低。
(3)轴心抗压试验结果表明：橡胶自密实混凝土在出现后承载力能够继续保持一段时间，承载力下降阶段的速度比较慢，裂缝开展较缓慢，试块有明显横向变形，呈现出一定的塑性破坏特征。
4.研究工作展望
橡胶自密实混凝土是新型的复合材料，目前的研究还处于起步阶段，本文只是对部分问题进行了研究，要想把橡胶自密实混凝土应用于实际工程还有大量的研究问题有待解决：
1、废旧橡胶自密实混凝土的微观特性的研究。例如：橡胶的掺入会使混凝土内部的细观结构发生变化，引起负面效应造成强度下降幅度较大，需要进一步研究如何避免或降低橡胶对混凝土的不利影响而充分利用其有利作用。
2、对废旧橡胶自密实混凝土的结构性能、动力性能，如延性和减震性能、抗冲击性能方面进行研究，对橡胶自密实混凝土在钢筋混凝土板方面的应用进行研究。
3、橡胶自密实混凝土的耐久性能的研究。为了达到将橡胶自密实混凝土应用于实际工程的目的，还需要对其抗裂性能、抗冻性能，抗渗性能，耐磨性能以及降噪性能方面进行研究。
参考文献：
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