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目前,混凝土在道路工程中的应用比例呈逐年上升趋势,然而其所面临的一些缺陷也越来越突出。橡胶混凝土作为一种新型的结构材料和功能材料,具有轻质高弹、耐磨减震、抗裂性好、冲击韧性高等优点,且作为道路铺装层时,可呈现良好的防滑抗滑能力,因而引起混凝土界的广泛关注。
本课题主要研究不同粒径、不同掺量下胶粉微粒对道面混凝土力学性能及耐久性等性能的影响。试验采用等体积置换法,分别将4、40目两种粒径的橡胶微粒以等体积10%、20%、30%替代细骨料制成橡胶混凝土,对其立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度、四点弯曲荷载等进行了试验研究;课题中还分析了橡胶混凝土的冲击韧性及抗冻性能,为今后其在道路工程中的推广应用提供参考。
对新拌橡胶混凝土的工作性的试验结果表明:橡胶微粒的掺入在一定程度上降低了混凝土的流动性,且胶粉微粒掺量越大,混凝土的流动性越差。另外,橡胶混凝土的表观密度低于基准混凝土,当掺量达30%时,4目、40目胶粉混凝土的表观密度分别降低了2.4%、4.6%。
橡胶混凝土基本力学性能试验研究表明,橡胶微粒的掺入对混凝土的立方体抗压强度、劈拉强度、四点弯曲抗折强度、轴心抗压强度及弹性模量均产生一定的影响:1)胶粉微粒掺量越多,混凝土立方体抗压强度降低越多,4目胶粉颗粒对其产生的负面影响小于40目胶粉;2)橡胶微粒对混凝土裂缝的产生和发展有一定的约束作用,当掺量相对较低时,4目橡胶微粒可提高混凝土的抗劈拉能力:3)橡胶混凝土的四点弯曲抗折强度低于基准混凝土,但破坏时可呈现明显的延性破坏特征;4)相比基准混凝土,橡胶混凝土试件单轴受压破坏时可保持较好的完整性,其单轴受压峰值应变较基准混凝土呈现大幅增长。
胶粉微粒对混凝土的动力冲击性能及耐久性也有一定的影响。试验表明:1)4目橡胶微粒掺量为20%时,橡胶混凝土的抗冲击韧性较基准混凝土提高了约15.4%,过大或过小的掺量均对混凝土的冲击性能产生不利的影响;2)橡胶混凝土抗冻性能受掺量的影响较为明显,掺量为30%时抗冻性能最佳,胶粉粒径对混凝土抗冻性能的影响较小。
试验表明,4目橡胶微粒对路用混凝土的改性效果优于40目橡胶粉,为使路用橡胶混凝土在实际工程中呈现良好的使用性能,应将掺量控制在细骨料体积的15%~25%范围内较为合理。