基于正交试验的路用橡胶混凝土配合比设计及性能研究
The mix proportion design and performance study of road rubber concrete based on the orthogonal test
关键词：
正交试验；橡胶颗粒；混凝土；抗压强度；弯拉强度；弹性模量
Key words：
Orthogonal test; Rubber particle; Concrete; Compressive strength; Flexural strength; Elastic modulus
刊期：
2025年第7期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2025.07.106.04
文章编号：
基金项目：
国家自然科学基金项目（51868063）。
作者：
许 胜1，2，薛 刚1，2，*，林大地1，2
单位：
1.内蒙古科技大学 土木工程学院，内蒙古 包头 014010；2.内蒙古自治区土木工程安全与耐久重点实验室，内蒙古 包头 014010
摘要
摘 要：通过正交试验研究了水胶比（0.30、0.35、0.40）、橡胶颗粒掺量（5%、10%、15%）、粉煤灰掺量（0、10%、20%）和橡胶颗粒粒径（136、258、765 μm）对橡胶混凝土抗压强度、弯拉强度和弹性模量的影响，并优选出了最佳配合比。结果表明：各因素对橡胶混凝土抗压强度影响程度的大小顺序为橡胶颗粒掺量＞橡胶颗粒粒径＞水胶比＞粉煤灰掺量，对弯拉强度影响程度的大小顺序为水胶比＞橡胶颗粒粒径＞橡胶颗粒掺量＞粉煤灰掺量，对弹性模量影响程度的大小顺序为：橡胶颗粒掺量＞水胶比＞粉煤灰掺量＞橡胶颗粒粒径；综合考虑强度和韧性，推荐橡胶混凝土的最佳配合比组合为水胶比0.30、橡胶颗粒掺量10%、粉煤灰掺量10%、橡胶颗粒粒径136 μm。
Abstract: The effects of water-binder ratio(0.30, 0.35, 0.40), rubber particle content(5%, 10%, 15%), fly ash content(0, 10%, 20%) and rubber particle size(136 μm, 258 μm, 765 μm) on compressive strength, flexural strength and elastic modulus of rubber concrete were investigated through orthogonal tests, and the optimum mix proportion was selected. The results show that, the influence degree of various factors on the compressive strength of rubber concrete is ranked as follows: rubber particle content ＞ rubber particle size ＞ water-binder ratio ＞ fly ash content. The influence degree on flexural strength is ranked as follows: water-binder ratio ＞ rubber particle size ＞ rubber particle content ＞ fly ash content. The influence degree on elasticity modulus is ranked as follows: rubber particle content ＞ water-binder ratio ＞ fly ash content ＞ rubber particle size. Considering the strength and toughness, it is recommended that the optimum mix proportion of rubber concrete is as follows: water-binder ratio of 0.30, rubber particle content of 10%, fly ash content of 10%, and rubber particle size of 136 μm.
结论
（1）各因素对橡胶混凝土抗压强度影响程度的大小顺序为：橡胶颗粒掺量＞橡胶颗粒粒径＞水胶比＞粉煤灰掺量，对弯拉强度影响程度的大小顺序为：水胶比＞橡胶颗粒粒径＞橡胶颗粒掺量＞粉煤灰掺量，对弹性模量影响程度的大小顺序为：橡胶颗粒掺量＞水胶比＞粉煤灰掺量＞橡胶颗粒粒径。
（2）随着水胶比的减小，橡胶混凝土的抗压、弯拉强度增大，弹性模量先增后降；随着橡胶颗粒掺量的增加，橡胶混凝土的抗压强度、弯拉强度和弹性模量均降低；随着粉煤灰掺量的增加，橡胶混凝土的抗压强度和弹性模量均先增后降，弯拉强度降低；随着橡胶颗粒粒径的降低，橡胶混凝土的抗压、弯拉强度均增大，弹性模量先降后增。
（3）综合考虑强度和韧性，推荐橡胶混凝土的最佳配合比组合为A3B2C2D3，即水胶比0.30、橡胶颗粒掺量10%、粉煤灰掺量10%、橡胶颗粒粒径136 μm。此时，橡胶混凝土的抗压强度为56.90 MPa、弯拉强度为7.35 MPa、弹性模量为24.92 GPa，满足重载道路性能要求。
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引用本文
许胜,薛刚,林大地.基于正交试验的路用橡胶混凝土配合比设计及性能研究[J].混凝土与水泥制品,2025(7):106-109.
XU S,XUE G,LIN D D.The mix proportion design and performance study of road rubber concrete based on the orthogonal test[J].China Concrete and Cement Products,2025(7):106-109.
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