橡膠水泥基材料之工作性、密度與滲透性

1. 工作性

廢橡膠水泥基材料與普通混凝土水泥基材料相比具有更好之工作性。橡膠 顆粒粒徑、級配、表面形態與摻量均會影響水泥基材料之工作性。文獻[32]指出，

經由維勃稠度儀測試橡膠水泥砂漿之工作性，橡膠顆粒摻量為水泥之0% - 15%。試驗結果顯示，摻入橡膠顆粒後，水泥砂漿之工作性可獲得改善。1999 年，Khatib與Bayomy則進行了橡膠顆粒摻量對混凝土工作性影響之研究。研究 成果指出，隨著橡膠顆粒含量的增加，混凝土之工作性變差。當橡膠顆粒體積 摻量達到40 %時，混凝土之坍度幾乎為零。而以一定級配之廢橡膠顆粒等體積 代替砂時，當水泥砂漿摻加廢橡膠顆粒小於50 %，可獲得較未摻加者較佳之工 作性。而當添加之橡膠顆粒大於50 %時，隨著廢橡膠顆粒摻量的增加，橡膠水 泥基材之工作性變差。其中廢橡膠顆粒摻量為60 %時，分層度最大，可施工性 差[33-34]。

2. 含氣量與密度

廢橡膠水泥基材料在成型過程中，由於橡膠顆粒的加入會捲入大量之空 氣，因此廢橡膠水泥基材料具有較高之含氣量。而材料組成、橡膠顆粒表面狀 態、摻量、級配與粒徑等均會影響含氣量[35]。在定配比單方混凝土拌合物中，

加入120kg廢輪胎橡膠顆粒，其所引入之空氣含量高達15 %，且隨材料組成不 同，而造成不同之含氣量。

由於廢橡膠水泥基材料之製作過程中引入大量空氣，使得廢橡膠水泥基材

料具有一些優異之性能；如自重小、密度小之特點。1999年，Khatib與Bayomy 經由試驗發現[34]，在混凝土中加入橡膠顆粒將減輕其自重。但橡膠摻量於 10%-20%時，自仲之減少可忽略[36]。2002年，法國科學家 A Benzzouk等進行 不同表面狀態(密實表面與膨脹表面)，不同粒徑橡膠顆粒水泥基材料密度之研 究。試驗結果顯示，摻入密實表面橡膠顆粒之水泥基材料，密度約減少22 %。

而入膨脹表面橡膠顆粒之水泥基材料，密度約減少35 %。對於同一摻量，隨著 橡膠顆粒粒徑之減小，橡膠水泥基材料自重之減少更明顯，尤其是膨脹表面橡 膠顆粒水泥基材料[37]。而此現象主要是基於橡膠表面狀態、比表面積不同所造 成捲入空氣趨勢大小之差異。

3. 滲透性能

當混凝土中添加橡膠微粒量為5% (50 kg/m³) 時，其平均滲水高度低於對照 組混凝土；而橡膠微粒添加量為10% (100 kg/m³)與15% (150 kg/m³)時，試體之平 均滲水高度較對照組高。換言之，混凝土中橡膠微粒摻量在5% (50 kg/m³)以下 時，可改善混凝土之滲透性能。但隨著橡膠摻量增加，混凝土之抗滲性能將有 所下降，如圖2-13所示[38]。

此外，摻入橡膠微粒混凝土之滲透係數較對照組混凝土者小；其中以摻量 為5%者之滲透係數最小，而10%和15%兩組有所增加，但仍小於對照組之滲透 係數，如圖2-14所示[38]。由此可知，由於橡膠微粒的摻入，在一定程度上改善 了混凝土之滲透性能；且以5%之摻量最佳。

另一方面，由不同水膠比之橡膠混凝土滲透性試驗結果(圖2-15)可看出，橡 膠混凝土之滲透性與普通混凝土者均隨水膠比增加而有所增加。同時，橡膠混

凝土抗壓強度與滲透性間之相關性良好。當橡膠混凝土之抗壓強度增加時，其

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圖2-14 不同橡膠摻量對普通混凝土滲透係數的影響

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圖2-15 橡膠混凝土滲透性與水膠比的關係 資料來源：[38]