从废旧轮胎回收材料的分类来谈其在建筑材料混凝土中的一些应用

现代汽车工业的发展导致了大量废旧轮胎的积累，而这些废旧轮胎的处理方式一直以来都倍受关注。自2006年以来，欧盟已禁止随意在自然环境中对旧轮胎进行任何形式的处理；我国也于2010年发布了《废旧轮胎综合利用指导意见》，以促进废旧轮胎综合利用规模化和产业化，提高废旧轮胎综合利用水平。

国内废旧轮胎综合利用方式主要有：轮胎翻新、再生胶、胶粉和热裂解。目前只有很少的再生废轮胎被用于建筑行业。然而建筑领域所产生的不可忽视的环境影响使得在欧盟等发达国家，过去几年研究的新方向之一就是废弃轮胎及其组件在建筑产品中的应用。

轮胎回收属于可持续发展领域，通过废轮胎回收可以获得三种原材料：（1）再生橡胶颗粒（2）再生钢纤维和（3）再生纺织纤维。本文将参考相关国外文献探讨这三种材料在建筑混凝土中的一些应用。

再生橡胶颗粒的使用

使用橡胶颗粒作为混凝土中部分骨料的替代品，最重要的优势在于降低了混凝土混合物的密度。但是，橡胶的非极性和表面的粗糙度会引入额外的空气量（Bjegović, D., 2011），从而导致混凝土抗压强度的降低，减少的程度取决于被替换的骨料的多少。此外，橡胶与水泥界面的粘合度取决于橡胶表面的粗糙度。而橡胶表面上普遍存在的硬脂酸锌会降低其粘合性，因此通常需要采用一些预处理方式来去除它，比如用水浸泡洗涤橡胶颗粒或化学酸蚀，以确保橡胶颗粒与水泥浆更好得粘合（Nehdi & Khan，2001）。

橡胶含量的增加会降低混凝土毛细吸水率。实验显示，在橡胶含量占混凝土混合物总量5％至15％时，毛细吸水率将平均降低78％。（Bjegović, D., 2011）然而，当橡胶颗粒和水泥表面粘合度不够时，使用橡胶颗粒代替天然骨料就会增加混凝土混合物的水渗透性。因此，做好回收橡胶表面的预处理工作将会增加表面粘合性，也同时降低混凝土的渗水性。

再生钢纤维的使用

与普通混凝土相比，再生钢纤维的加入可以有效阻止裂缝的产生并增加混凝土的延展性。除了对延展性的影响外，钢纤维在混凝土中的应用还可以带来一些其他优势。初步研究表明，用经过清洁的再生钢纤维制备的纤维增强混凝土混合物在冷冻和解冻循环时结垢率较低（Neocleous, K., 2011）。此外，这种纤维增强混凝土在暴露于侵蚀性海洋环境时不易被磨损和腐蚀（Serdar, M.，2013）。

因此，再生钢纤维增强混凝土可用于制造预制构件，以提高材料的动态冲击载荷和材料的使用寿命。

再生纺织纤维的使用

到目前为止，再生纺织纤维基本还没有在建筑业中得到应用。初步研究表明，再生纺织纤维可以有效减少混凝土的干燥收缩。我们将加入纺织纤维的混凝土与普通混凝土进行实验比较，可以看出在使用这种再生纤维时，混凝土的收缩率明显降低，因而可以降低混凝土开裂的风险。（Tlemat, H., 2006）

除此之外，再生纺织纤维还对混凝土耐久性也有一些积极影响，例如提高抗氯化物渗透性和降低水渗透性。这些结果表明，再生纺织纤维可以应用于混凝土修复等工作，以防止微裂纹的产生和侵蚀性物质的渗透（Serdar, M., 2014）。

总结

在废轮胎回收过程中可以获得三种类型的材料：橡胶颗粒，钢纤维和纺织纤维。本文对这些回收材料在混凝土中的应用对其性能的影响进行了讨论。橡胶颗粒替代部分骨料会降低混凝土的抗压强度，但同时也会降低混凝土的密度和毛细吸水性；再生钢纤维的添加能够增加混凝土的延展性，并防止裂缝的扩散；添加纺织纤维可减少混凝土由于收缩引起的变形，并对混凝土的耐久性产生积极影响。如果能够解决存在的问题并真正运用到工程实践中，无论从生态，技术还是经济角度来看，这些材料中的每一种都将是传统材料非常具有竞争力的替代品。

参考文献

Bjegović, D., Baričević, A., Serdar, M.: Durability properties of concrete with recycled waste tyres // 12th International Conference on Durability of Building Materials and Com- ponents Porto, Faculdade de Engenharia Universidade do Porto, 2011. pp. 1659-1667

Nehdi, M., & Khan, A. 2001, „Cementitious composites containing recycled tire rubber: An overview of engineering properties and potential applications“, Cement, Concrete and Aggregates, 23, pp. 3-10.

Neocleous, K., Angelakopoulos, H., Pilak- outas, K., Guadagnini, M.: Fibre - reinforced roller-compacted concrete transport pave- ments. Proceeding of the ICE – Transport (2011), 164(2), 97–109. 

Serdar, M.; Baričević, A.; Lakušić, S.; Bjegović, D. Betonski proizvodi specijalne namjene od reciklata otpadnih guma. // Građevinar : časopis Hrvatskog saveza građevinskih inženjera. 65 (2013) , 9; 793- 801

Serdar, M., Baričević, A., Bjegović, D., & Lakušić, S. (2014). Possibilities of use of products from waste tyre recycling in concrete industry. Journal of Applied Engineering Science, 12(1), 89-93.

Tlemat, H., Pilakoutas, K., & Neocleous, K. Stress-strain characteristic of SFRC us- ing recycled fibres. Materials andStructures (2006), 39, 365–377