膠質土

膠質土（又稱橡膠混凝土）是在製備水泥砂漿或混凝土時，用橡膠乳液及輔助外加劑和水泥一起拌和成型、固化。

基本介紹

• 中文名：膠質土
• 外文名：Glue soil
• 別名：橡膠混凝土
• 類型：橡膠
• 領域：土木工程
• 學科：土木工程

產品簡介

當今社會人們對汽車的大量需求，不但加速了汽車的更新換代，更造成了大量輪胎的廢棄。廢橡膠不易降解，填埋處理既占地又對土壤和地下水環境產生較大污染，焚燒雖可回收其中部分能源但會帶來大氣污染。因此，大量廢橡膠的產生及其堆積已構成了嚴重的“黑色污染”。據中國輪胎翻修利用協會預計在2010年廢輪胎產生量將達到2億條以上，而目前我國廢輪胎回收利用率不足30%。將廢輪胎切碎、粉磨加入混凝土中製成橡膠混凝土正日益成為混凝土領域研究的熱點。

自20世紀90年代初期，美國、英國等已開發國家就開始了對橡膠混凝土的研究，國內對橡膠混凝土的研究起步較晚，到90年代後期才看到研究報導。1999年2月，亞利桑那州立大學在校內鋪築了橡膠微粒摻量為23.7kg/m橡膠水泥混凝土人行道試驗段，用於了解橡膠水泥混凝土的工作機理。2001年5月，亞利桑那州運輸部在菲尼克斯市的一個停車場修建了橡膠水泥混凝土試驗段，橡膠摻量為29.7kg/m；2003年1月，美國菲尼克斯市修建了橡膠水泥混凝土網球場，橡膠摻量為29.7～178.5kg/m；2003年6月，該州交通部在北部建造了世界上第一條橡膠水泥混凝土路面，使用性能良好。

彈性混凝土最新套用研究是西班牙馬德里大學F．Herna’ndez—Olivares等人鋪設一條剛性橡膠混凝土路面並研究其抗疲勞性能，試驗利用不同摻量橡膠（0%，3.5%，5%）的橡膠混凝土鋪築一段剛性路面，在馬德里自然條件下經過一段時間的使用。實驗結果表明使用橡膠混凝土比普通混凝土耐久性提高大約5%。

工作性能

橡膠的表面情況，尺寸大小，摻量等因素都會影響新拌橡膠混凝土的工作性能。

RaghvanD和HuynhH等人研究認為含有橡膠粉的水泥砂漿流動度與普通砂漿基本相當或略好。Zaher K Khatib研究發現，隨著膠粉摻量增加，混凝土的坍落度降低，當膠粉摻量比例達到集料40%時，混凝土的坍落度幾乎為0，細橡膠顆粒對混凝土坍落度降低的影響要大於粗橡膠顆粒。C．Albano等人研究發現，當橡膠摻量增加而橡膠粒徑減小時，新拌橡膠混凝土塌落度、密度減小，同時抗拉、抗壓強度在硬化後也減小，用NaOH或矽烷進行預處理對抗拉、抗壓強度沒有很大影響，通過超音波檢測可知隨著橡膠摻量增加，影響將會變的顯著。

李紅燕試驗發現，摻加不同種類和不同摻量橡膠粉顆粒後，混凝土的坍落度均變小，用10目橡膠粉等量取代水泥時，坍落度值減小最多，100目橡膠粉等量取代砂次之，3～4mm橡膠顆粒等量取代砂時，坍落度值減小最少。郭燦賢將膠粉以不同的水平的重量比代替砂子摻入混凝土中，橡膠粉、砂子和水泥先混合均勻後，再與碎石一起乾拌，最後加入水濕攪拌，隨著膠粉摻量的增加，維勃稠度值從65增大到145，而且增大的速率越來越大，混凝土和易性越來越差。劉愛軍針對橡膠集料混凝土的可泵性進行了試驗研究，通過壓力泌水、坍落細度以及倒坍落筒相結合的試驗方法第1次探討了不同量的橡膠微粒摻入對混凝土可泵性指標壓力泌水、屈服剪應力、塑性粘度的影響。結果顯示，橡膠微粒摻量小於100kg·m適宜泵送，同時還可改善混凝土的壓力泌水性能。他還對橡膠集料混凝土粘附係數進行研究，實驗表明，隨著橡膠微粒摻量的增加，粘附係數曲線存在一個最小值。隨著水灰比、砂率、粉煤灰摻量、減水劑摻量的變化，粘附係數曲線均存在一個最小值，此值為相應的最佳值。

技術性能

（1）施工後24～30h可走動，28天后抗壓強度達19.8MPa，抗折強度不小於7.4MPa；

（2）與鋼板粘接力1.25MPa；

（3）隔熱保溫性能好，在800℃下高溫加熱不燃不爆，隨基體變形而形，導熱係數與配方不同在0.01～0.58w/（m·K）；

（4）吸水率低，抗滲性能好；

（5）耐稀的非氧化性酸和鹼的腐蝕；

（6）具有彈性、行走有舒適感，施工方便成本低，無毒。

套用前景

隨著我國經濟的不斷發展以及我國西部大開發戰略的逐漸展開，我國正在或需要在惡劣環境條件下興建大量的大型基礎工程，如跨海大橋、海洋設施、地下空間結構、西部大開發過程的配套基礎沒施，這些工程舉足輕重；同時，為了適應我國經濟發展的要求，現有大量的基礎設施需要進行改造。因此，迫切需要進一步改善傳統混凝土材料延性差、易於開裂以及抵抗環境介質侵蝕能力較差的性能特點。利用廢舊橡膠組分的優點，對傳統水泥混凝土進行改性是非常有效的技術途徑。在最佳化橡膠顆粒粒徑和摻量等技術參數的基礎上，按混凝土結構性能要求合理設計其配製技術，那么廢舊橡膠水泥混凝土的套用領域會進一步擴展；同時，也有可能從簡單的利廢發展到對現有水泥混凝土改性的高附加值套用。廢舊橡膠水泥混凝土除在土木工程中的傳統領域套用外，在以下兩方面的推廣套用將更顯優勢：

高速公路路面新材料

採用廢舊橡膠改性的水泥混凝土，具有良好的彈塑性、能吸收噪聲、耐重壓、不易磨損、抗衝擊性好、耐久性好等優異的性能。因而，橡膠改性混凝土套用於道路路面建設中，既具有瀝青路面的優點，又具有比瀝青路面高得多的耐久性，因此具有明顯的優越性。國外亦正在進行工程實踐。

新型鐵道工程建設製品

韓國發明了將廢輪胎膠粉、砂石、水泥混合，用模具壓製成鐵路枕木，這種材料製作的鐵路枕木具有重量輕、抗衝擊和耐腐蝕等優點，還能減少火車行駛中的噪聲和振動。此項技術已在美國獲得了專利。這種技術已在美國等國家的鐵路平交道口中大量套用，實踐證明採用這種技術生產平交道口新型鋪面板，能夠提高道口鋪面壽命，減少維修，增加道口安全性，極大地降低了重載車輛對線路的衝擊作用，並能減振降噪，是良好的地面絕緣性材料。我國將建成十多萬公里的鐵路線，平交道口多如繁星，若用橡膠改性混凝土鋪面板代替傳統的水泥混凝土預應力軌枕、平交道口鋪面板和橋面板等，將產生顯著的技術、經濟效益。