混凝土是由膠凝材料(一般指水泥)將骨科(砂、石)與水(包括外加劑和摻合料)按一定比例膠結(jié)而成的整體工程復(fù)合材料,廣泛用于土木工程,它的抗凍性能好壞直接影響混凝土的耐久性。在現(xiàn)代工藝生產(chǎn)中,混凝土加工過程中會添加一定量的輪胎膠粉,顯著改善混凝土抗凍性能。
混凝土在寒冷環(huán)境中會產(chǎn)生冰凍-融解循環(huán)作用,凍融循環(huán)在混凝土中會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,發(fā)生膨脹,導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫、結(jié)構(gòu)疏松,以致于表層剝落或者整體結(jié)構(gòu)崩潰。輪胎膠粉作為典型的彈性體,具有良好的壓縮性和拉伸變形能力,在很大的外力作用下可以產(chǎn)生很大的形變,正好可以為混凝土的膨脹提供一定的空間,從而明顯改善混凝土的抗凍性能。
反之,混凝土強(qiáng)度會隨著輪胎膠粉的加入而降低,這樣的后果會導(dǎo)致輪胎膠粉與基體之間的結(jié)合面薄弱,輪胎膠粉用量越大、整體混凝土結(jié)構(gòu)中的薄弱界面就越多,這又會降低混凝土抗凍性能。
因此在實(shí)際的應(yīng)用過程中,通過輪胎膠粉改善混凝土抗凍性能時(shí),輪胎膠粉存在一個(gè)最佳用量:一般水凍時(shí)添加混凝土中細(xì)集料體積的5%的輪胎膠粉可以最大限度改善混凝土的抗凍性能;由于鹽凍膨脹率大于水凍結(jié)時(shí)產(chǎn)生的膨脹,因此鹽凍時(shí)混凝土中的輪胎膠粉摻用量可以適當(dāng)增加,為混凝土提供更大的膨脹空間,一般將輪胎膠粉的用量控制在混凝土細(xì)集料體積的10%左右為宜。
世界上每年都會產(chǎn)生大量的廢舊輪胎,目前廢輪胎的主要處理方式除了輪胎翻新、生產(chǎn)再生膠之外,就是將廢舊輪胎加工成輪胎膠粉用在各行各業(yè)中;在混凝土結(jié)構(gòu)中添加適量的輪胎膠粉既可以改善混凝土的抗凍性、提高混凝土耐久性,還能夠消耗一定量的廢舊輪胎,緩解一部分廢舊輪胎給環(huán)境帶來的污染問題,是一舉多得的混凝土加工新工藝。
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