废弃塑料颗粒含量对混凝土力学性能的影响

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.07.019

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (7): 130-134.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.07.019

废弃塑料颗粒含量对混凝土力学性能的影响

王政¹, 肖东², 黄锐³^,⁴, 孙孝谦⁴()

^1.河南交通职业技术学院，郑州 450000
^2.成都工业职业技术学院，成都 610218
^3.西南交通大学土木工程学院，成都 610031
^4.四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，成都 610041

收稿日期:2024-07-21 出版日期:2025-07-26 发布日期:2025-07-22
通讯作者: 孙孝谦（1983-），男，汉族，高级工程师，从事公路工程方向研究，sunxiaoqian@schdri.com
E-mail:sunxiaoqian@schdri.com
基金资助:
国家自然科学基金(52108170);四川省科技厅重点研发项目(2020YFS0361)

Effect of adding different contents of waste plastic particles on mechanical properties of concrete

WANG Zheng¹, XIAO Dong², HUANG Rui³^,⁴, SUN Xiaoqian⁴()

^1.Henan College of Transportation，Zhengzhou 450000，China
^2.Chengdu Vocational & Technical College of Industry，Chengdu 610218，China
^3.School of Civil Engineering，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031，China
^4.Sichuan Highway Planning，Survey，Design and Research Institute Ltd，Chengdu 610041，China

Received:2024-07-21 Online:2025-07-26 Published:2025-07-22
Contact: SUN Xiaoqian E-mail:sunxiaoqian@schdri.com

摘要/Abstract

摘要：

为研究不同回收聚氯乙烯（RPVC）颗粒掺量对混凝土的影响，制备了以RPVC替代20 %、30 %、40 %和50 %天然砂的混凝土试件，设计了6种不同湿度的养护环境，测定了不同养护条件和不同RPVC掺量对混凝土力学性能的影响，并揭示了掺入RPVC对混凝土性能影响机制。结果表明，混凝土的抗压强度因掺入RPVC骨料而降低，与天然骨料混凝土相比，当RPVC掺入量为50 %时，在连续室内养护条件下，抗压强度降幅最大；随RPVC掺量的增加，混凝土28 d劈裂抗拉强度不断降低，不同养护条件对RPVC混凝土劈裂抗拉强度的影响规律与抗压强度相似；无论采用何种养护方式，掺入RPVC骨料混凝土28 d弹性模量均有明显降低，并得出在不同掺量RPVC骨料混凝土的弹性模量估算公式；RPVC颗粒高抗拉强度和高弹性变形能力，以及RPVC颗粒横向膨胀力所形成围压效应，均对提高混凝土抗变形能力有直接贡献。

关键词: 再生聚氯乙烯骨料, 混凝土, 塑料颗粒掺量, 养护条件, 力学性能

Abstract:

This study investigated the effects of recycled polyvinyl chloride （RPVC） particles on concrete properties by replacing 20 %~50 % of natural sand with RPVC aggregate. Specimens were subjected to six distinct humidity⁃controlled curing environments to evaluate the combined influence of RPVC dosage and curing conditions on mechanical performance. Results indicated that RPVC incorporation reduced concrete's compressive strength， with maximum reduction （50 % replacement） observed under continuous indoor curing. Both 28 day splitting tensile strength and elastic modulus consistently decreased with increasing RPVC content， showing similar curing⁃condition dependence as compressive strength. An empirical formula was derived to estimate the elastic modulus of RPVC⁃modified concrete. The enhanced deformation resistance is attributed to RPVC particles' high tensile strength， superior elastic deformation capacity， and confining pressure effect from lateral expansion. These findings provide fundamental insights for optimizing RPVC⁃recycled concrete in sustainable construction applications.

Key words: recycled polyvinyl chloride aggregate, concrete, plastic particle dosage, maintenance conditions, mechanical property

中图分类号:

TQ325.3

王政, 肖东, 黄锐, 孙孝谦. 废弃塑料颗粒含量对混凝土力学性能的影响[J]. 中国塑料, 2025, 39(7): 130-134.

WANG Zheng, XIAO Dong, HUANG Rui, SUN Xiaoqian. Effect of adding different contents of waste plastic particles on mechanical properties of concrete[J]. China Plastics, 2025, 39(7): 130-134.

图/表 8

SiO₂含量	Al₂O₃含量	Fe₂O₃含量	CaO含量	MgO含量	SO₃含量	K₂O含量	Na₂O含量
21.46	5.54	3.47	63.95	1.86	1.46	0.54	0.26

表1 水泥主要化学组成 (%)

Tab.1 Chemical composition of portland cement

图1 RPVC与天然骨料的级配曲线

Fig.1 Grading curves of RPVC and natural aggregates

图2 不同养护条件下掺PPVC混凝土的抗压强度分布图

Fig.2 Distribution diagram of compressive strength of PPVC concrete under different curing conditions

养护方案及编号	养护总时间/d
养护方案及编号	模具成型	水养护	室内养护	室外养护
连续水养护（CWC）	1	直至试验龄期	0	0
连续室内养护（CRC）	1	0	直至试验龄期	0
连续室外养护（OEC）	1	0	0	直至试验龄期
组合养护⁃3 （IWC3）	1	3	直至试验龄期	0
组合养护⁃7 （IWC7）	1	7	直至试验龄期	0
组合养护⁃14 （IWC14）	1	14	直至试验龄期	0

表2 混凝土具体养护方案

Tab.2 Concrete specific curing scheme

图3 不同养护条件下混凝土28 d劈裂抗拉强度柱状分布图

Fig.3 Column distribution diagram of 28 day splitting tensile strength of concrete under different curing conditions

图4 不同养护条件下混凝土28 d弹性模量变化曲线

Fig.4 28 day elastic modulus variation curve of concrete under different curing conditions

图5 混凝土弹性模量与抗压强度相关关系

Fig.5 The correlation between elastic modulus and compressive strength of concrete

图6 掺PVC颗粒混凝土试件破坏示意图

Fig.6 Schematic diagram of failure of PVC particle concrete specimens

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Effect of adding different contents of waste plastic particles on mechanical properties of concrete

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