在当今碳达峰•碳中和的战略目标下，如何做到节能减排，实现废弃物的充分利用已成为一项重要议题。废弃轮胎存在着焚烧掩埋污染环境且难以再利用的问题^[1-2]，但将橡胶结合水泥砂子制成的橡胶水泥基材料，具有比普通混凝土更好的抗疲劳、减震降噪、能量吸收等特性^[3-5]，在道路^[6]、桥梁和水利工程方面具有广阔的应用前景，因此研究该材料的力学性能，不仅对设计出新型道路桥梁具有积极意义，还能缓解废弃轮胎对环境造成的负担。可喜的是该领域已有一批学者深耕多年，并取得了一系列的成果。在静力学性能方面，Tian等^[7]和Aslani等^[8]通过试验发现不论橡胶颗粒的规格如何改变均会使混凝土的抗压强度产生不同幅度的减小。Hilal等^[9]通过正交试验的方法发现，混凝土抗压强度会随着橡胶掺量的增加逐渐降低，且在橡胶颗粒较粗时表现地更为明显。梁炯丰等^[10]和张卫东等^[11]提出了橡胶再生混凝土轴心抗压强度与橡胶取代率成反比的规律，且他们发现加入粒径更大的橡胶颗粒比粒径小的抗压强度更高。在动力学性能方面，Ismail等^[12]用小粒径橡胶颗粒取代砂子，通过重复跌落冲击试验，发现混凝土的抗冲击性能随橡胶掺量的增加而提升。Abdelaleem等^[13]通过试验发现，当混凝土试件中橡胶掺量替代砂子体积分数为25vol%和30vol%时，试件的抗弯折冲击性与能量吸收率相较于普通混凝土都有很大提升。龙广成等^[14]、Li等^[15]发现掺入橡胶的混凝土在单轴抗压试验与抗冲击试验(分离式霍普金森压杆(SHPB))后，试件的破坏程度减弱，抵抗变形能力显著提升。

由于橡胶水泥基材料在强度方面差强人意的表现，严重影响了在道路桥梁方面的使用推广，故对其进行改性研究已然迫在眉睫。目前该领域已取得了一些成果，如赵秋红等^[16-17]研究了向橡胶/混凝土中掺入钢纤维的情况，结果表明钢纤维的掺入使材料的抗剪与抗压性能均有所提升。李伟等^[18]通过试验发现丁苯胶乳能小幅增强橡胶/混凝土的强度。林强等^[19]通过试验发现乳化沥青能使橡胶/混凝土的抗压强度得到小幅提升。冯森林等^[20]利用高纳米SiO₂浸泡橡胶/混凝土，结果表明橡胶/混凝土的早期强度和后期强度均有所提升。王娟等^[21]采用数字图像的相关方法，发现加入纳米SiO₂的橡胶混凝土可以通过改善水泥基体从而使断裂性能得到提升，进而提升其承载力。Gao等^[22]通过微观试验分析了纳米SiO₂对橡胶/混凝土微观结构的改善作用，发现含有纳米SiO₂的橡胶/混凝土表现出优异的弯曲性能。其中纳米SiO₂作为改性材料表现出了强大的作用，但在实际应用中高昂的造价却让人望而却步。微硅粉作为一种工业废料，其中含有的大量SiO₂可作为纳米SiO₂的低价替代^[23-24]，但目前国内对于将微硅粉(Micro silicon powder，MP)掺入橡胶/水泥砂浆中的研究鲜少，故开展MP-橡胶/水泥砂浆的力学性能研究对响应国家碳中和•碳达峰号召，推进橡胶水泥基材料的应用具有重大意义。

因此，本文向水泥砂浆中少量掺入橡胶与微硅粉，通过单轴抗压试验与抗冲击试验研究16组试件，分析微硅粉掺量、橡胶颗粒目数和养护龄期对试件峰值应力、峰值应变、弹性模量、破坏形态及应力-应变曲线的影响，以求全面地分析微硅粉、橡胶对水泥砂浆力学性能的影响。

1.   试验概况

1.1   原材料

水泥采用P·O42.5普通硅酸盐水泥，细骨料为淮河中砂，细度模数为2.67，表观密度和堆积密度分别为2650 kg/m³和1361 kg/m³，含泥量为1.25%，废弃橡胶粉的堆积密度和表观密度分别为392 kg/m³和314 kg/m³，颗粒大小依次为0.85 mm、0.425 mm、0.25 mm。微硅粉为河南义翔新材料工厂生产，各项性能参数见下表1，拌合水为生活用自来水。水、水泥、砂子的具体配比见表2中的普通砂浆(OM)组，在吸取了前人将橡胶及纳米SiO₂掺入水泥砂浆中的研究经验后^[25-26]，向OM中分别加入不同粒径(0.85 mm、0.425 mm、0.25 mm)的橡胶粉等体积替代20%的砂子，同时掺入水泥质量0%、2%、4%、6%、8%的等量微硅粉，试验共计16组，各材料含量见表2。

表  1  微硅粉(MP)的性能参数

Table  1.  Performance index of micro silicon powder (MP)

Sample status	Specific surface area/(m2·g−1)	SiO2/%	Cl−/%	Reduce the amount of burning/%
White powder	21	98.4	0.01	1.48

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表  2  试验橡胶水泥砂浆配合比

Table  2.  Mixture ratio of rubber cement mortar

Specimen	Cement mortar material dosage/(kg·m−3)
	Cement	Water	Sand	Rubber	Micro silicon powder
OM	450	280	1080	0	0
R20-0%MP/C	450	280	864	62	0
R20-2%MP/C	441	280	864	62	9
R20-4%MP/C	432	280	864	62	18
R20-6%MP/C	423	280	864	62	27
R20-8%MP/C	414	280	864	62	36
R40-0%MP/C	450	280	864	62	0
R40-2%MP/C	441	280	864	62	9
R40-4%MP/C	432	280	864	62	18
R40-6%MP/C	423	280	864	62	27
R40-8%MP/C	414	280	864	62	36
R60-0%MP/C	450	280	864	62	0
R60-2%MP/C	441	280	864	62	9
R60-4%MP/C	432	280	864	62	18
R60-6%MP/C	423	280	864	62	27
R60-8%MP/C	450	280	864	62	36
Notes: OM is the blank group; R20, R40 and R60 are the R rubber mesh, indicating that the mesh of the blended rubber powder is 20 mesh, 40 mesh and 60 mesh, respectively; n%MP/C is the percentage of blended microsilica powder, indicating that the blended micro silico powder accounts for 0%, 2%, 4%, 6%, and 8% of the mass of the cement, respectively.

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1.2   动静加载试验

力学试验通过动静加载相结合的方式分析了微硅粉-橡胶/水泥砂浆的力学性能，其中静态抗压试验测量分析了试件的峰值应力、应变和弹性模量3项指标，动态加载试验通过试件在分离式霍普金森压杆0.3 MPa气压速率下的抗压性能，系列分析了试件的动态压缩强度、应力-应变曲线及破坏特征。

1.2.1   静态抗压试验

将上述设计的16组配合比分别浇筑成50 mm×50 mm×50 mm立方体试块，放入标准养护箱((20±2)℃，相对湿度95%)中1天后脱模，随后置于饱和Ca(OH)₂溶液中养护，分别在龄期为7天、14天、28天时，根据ASTM C109^[27]采用上海三思纵横机械制造有限公司生产的CLY15016型数字式压力试验机进行单轴压缩试验，试验共计16组，每组设置3个平行试块(144个试块)，结果取平均值。

1.2.2   动态抗冲击试验

试验采用长度100 mm、直径50 mm规格的圆柱体试件，进行与上述立方体试块相同的配比与养护流程后，龄期28天时从Ca(OH)₂溶液中取出，用姜堰市先科仪器厂生产的DJ-1型岩石切割机将试件制作成长度30 mm、直径50 mm的圆柱体试块(实物见图1)进行试验。试验共计16组，每组设置3个平行试块(48个试块)，结果取平均值。

图  1  抗冲击试验(分离式霍普金森压杆(SHPB))装置图

Figure  1.  Testing apparatus of impact test (separate Hopkinson pressure bar (SHPB))

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试验仪器采用中国科学技术大学生产的分离式霍普金森压杆装置，主体结构由入射杆、透射杆、吸收杆、应变片等装置组成，杆件弹模为210 GPa，加载冲击气压为0.3 MPa，如图1所示。由数据采集器得到入射波${\varepsilon }_{\mathrm{i}}\left(t\right)$、反射波${\varepsilon }_{\mathrm{r}}\left(t\right)$、透射波${\varepsilon }_{\mathrm{t}}\left(t\right)$后，通过计算得到试件的应变$\varepsilon \left(t\right)$、应变率$\dot{\varepsilon }\left(t\right)$、冲击动态应力强度$\sigma \left(t\right)$，计算公式如下所示:

式中：${l}_{\mathrm{s}}$为砂浆试件的厚度；$A$和${A}_{\mathrm{s}}$分别为装置压杆和试件的横截面面积；$E$为杆件的弹性模量；t为时间；c₀为弹性应力波在压杆中的传播速度。此计算公式为三波法^[28]。

2.   力学试验

2.1   静态抗压试验

2.1.1   MP-橡胶/水泥砂浆峰值应力

图2为3种龄期下不同粒径橡胶/水泥砂浆的单轴抗压峰值应力对比直方图。通过普通砂浆(OM)与橡胶砂浆(Rn-0%MP/C)的对比可知，橡胶颗粒的加入会牺牲掉水泥砂浆的部分强度，且颗粒越大对强度损伤越大，其中加入0.85 mm橡胶颗粒的水泥砂浆在养护7天、14天、28天后的表现最差，峰值应力分别12.33 MPa、14.33 MPa、17.67 MPa，相对于同样养护龄期的OM，分别下降了55.96%、51.57%、42.83%，据此结合图2不难看出，随着龄期的增长，4组试件的峰值应力均有不同幅度的增长，但橡胶颗粒的加入会使试件更加依赖养护时间，表现为养护时间越长橡胶砂浆的峰值应力增长幅度越大。

图  2  橡胶/水泥砂浆试件峰值应力σ

OM—Ordinary mortar

Figure  2.  Peak stress σ in rubber/cement mortar specimens

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这是由于橡胶作为一种弹性物质，在砂浆内部无法起到良好的传递力的作用，其占据的空间就相当于一个个小孔隙，故橡胶的颗粒越大孔隙就越大，更大的孔隙就会导致砂浆的峰值应力下降的更多，但随着水泥水化、水解和凝结作用的不断进行^[29]，砂浆的基体会逐渐变强，其中的小孔隙越来越难以对砂浆强度造成影响，故养护龄期越长橡胶颗粒对试件强度的影响越弱。

针对上文对橡胶砂浆峰值应力的研究，随后又向橡胶砂浆中加入了不同掺量的微硅粉制成微硅粉(MP)-橡胶/水泥砂浆试件进行单轴抗压试验，对其试验数据分析并绘制成了不同微硅粉掺量改性橡胶砂浆的单轴抗压峰值应力图，如图3所示。

图  3  MP-橡胶/水泥砂浆试件峰值应力

Figure  3.  Peak stress of MP-rubber/cement mortar specimens

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观察图3(a)~3(c)中的3条拟合曲线可知，3条曲线均为缓慢上升的趋势，但上升的幅度在慢慢减小，这说明微硅粉的掺入对橡胶砂浆有很好的补强效果，该效果在前期比较明显，但随着掺入量的增大，这种补强效果会逐渐减小，且补强效果主要与橡胶颗粒和养护龄期的大小相关，表现为对0.85 mm的橡胶砂浆改良效果最好，0.25 mm的最差，养护的时间越长，微硅粉的补强效果越明显，其中加入0.85 mm橡胶颗粒的砂浆在经过28天养护后，峰值应力为17.67 MPa，而掺入8%微硅粉之后其峰值应力达到33.90 MPa，提升了31.14%。

这是由于微硅粉发生水化反应时能够大量吸收水泥砂浆中的Ca(OH)₂，随后产生更多的水化硅酸钙凝胶(Cement silicate hydrogel，C-S-H)附着在颗粒物表面形成致密结构，增加改性砂浆的强度^[30]，但是随着硅粉掺量的进一步增多，砂浆内部产生的大量硅酸盐会阻止凝胶的形成，使增强效果逐步减弱直至停滞^[31]。

2.1.2   MP-橡胶/水泥砂浆峰值应变

图4为3种龄期下不同粒径橡胶砂浆的单轴抗压峰值应变对比直方图。通过普通砂浆(OM)与橡胶砂浆在相同龄期下的对比可知，橡胶的掺入能提高砂浆的峰值应变，且加入的橡胶颗粒越大提升效果越明显，但观察4组试件(OM、Rn-0%MP/C)在不同养护龄期下的表现，其峰值应变均表现出微小的下降，试件养护7天~14天的峰值应变分别减少了2.23%、2.77%、3.23%、1.91%，据此可知养护龄期对砂浆试件的峰值应变无明显影响，且加入橡胶颗粒也不能改变这种关系。

图  4  橡胶/水泥砂浆试件峰值应变ε

Figure  4.  Peak strain ε of rubber/cement mortar specimens

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这是由于橡胶在受到荷载时会通过自身的变形吸收掉部分能量，从而使得砂浆抵抗变形的能力得到增强，延性也得以提升^[32]，且大颗粒的橡胶变形能力更强，吸收的能量更多，对砂浆峰值应变的提升也更大，但短时间内橡胶的这种能力并不会改变，故养护龄期对橡胶砂浆的峰值应变影响不大。

针对上文对橡胶/水泥砂浆峰值应变的研究，随后又向其中加入不同掺量的微硅粉，制成微硅粉-橡胶/水泥砂浆试件进行单轴抗压试验，对得到的数据进行分析并绘制了不同微硅粉掺量改性橡胶砂浆的单轴抗压峰值应变图，如图5所示。

图  5  MP-橡胶/水泥砂浆试件峰值应变

Figure  5.  Peak strain of MP-rubber/cement mortar specimens

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观察图中的拟合曲线可知，微硅粉的掺入会使橡胶砂浆的峰值应变大幅下降，且随着掺入量的增大这种下降趋势虽然有所减缓但减缓的幅度不大，据此可推断出微硅粉的掺入量大于8%时砂浆的峰值应变依旧会下降，另外随着微硅粉掺入量的增大，图中三角形与圆形的距离越来越近，这说明加入的橡胶颗粒越大，微硅粉对其峰值应变的影响越大。而通过对比图5(a)~5(c)这3种龄期时拟合曲线的斜率发现，微硅粉的掺入也不能改变养护时间对橡胶砂浆的峰值应变影响很小这一特点。

从上文可得微硅粉能增强橡胶砂浆的强度，而基体的增强会约束橡胶颗粒的形变，从而导致砂浆峰值应变降低，且颗粒越大增强的效果越好，约束就越大，峰值应变降低的就越多，另外由上文可知在微硅粉掺量大于8%时，其峰值应力上升的趋势有所减缓但依然在上升，据此也可推断出当微硅粉掺量大于8%后，试件的峰值应变依然会慢慢下降直至停滞。

2.1.3   MP-橡胶/水泥砂浆弹性模量

图6为3种龄期下不同粒径橡胶砂浆的单轴抗压弹性模量对比直方图，其中弹性模量可通过计算单轴压缩应力-应变曲线弹性阶段处的曲线斜率求得。

图  6  橡胶/水泥砂浆试件弹性模量E

Figure  6.  Modulus of elasticity E of rubber/cement mortar specimens

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通过图6中OM与橡胶砂浆在相同龄期下的对比可知，橡胶的掺入会导致砂浆试件的弹性模量大幅下降，且颗粒越大下降的幅度越大，观察上图砂浆在不同龄期时的表现不难看出，随着龄期的增长，橡胶砂浆与普通砂浆的弹性模量均有不同幅度的增长，但橡胶砂浆弹性模量增长的幅度明显弱于普通砂浆。

这是由于橡胶颗粒自身的弹性模量较小，变形能力较强，而且加入的橡胶颗粒在砂浆内部与水泥粘结强度较小，因此橡胶的加入才会使砂浆的弹性模量骤降。

针对上文对橡胶砂浆弹性模量的研究，随后又向其中加入不同掺量的微硅粉，制成微硅粉-橡胶/水泥砂浆试件进行单轴抗压试验，绘制成不同微硅粉掺量改性橡胶砂浆的单轴抗压弹性模量图，如图7所示。

图  7  MP-橡胶/水泥砂浆试件弹性模量E

Figure  7.  Modulus of elasticity E of MP-rubber/cement mortar specimens

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观察图中的拟合曲线可知，微硅粉的掺入会使橡胶砂浆的弹性模量快速上升，但随着掺量的增加这种上升趋势有微小的减弱，另外图中三角形与圆形的距离随着掺入量的增加在明显接近，这说明橡胶的粒径越大，微硅粉的改性效果越好。对比图7(a)~图7(c)这3种龄期发现，三者曲线的斜率相差无几，这说明龄期对这种改性效果的影响微乎其微。

这是由于弹性模量主要是描述物体刚度的一个变量，由上文可知微硅粉的掺入会使橡胶砂浆的强度增大，但是峰值应变却因此下降，故微硅粉的掺入会使橡胶砂浆的脆性增大，抵抗变形的能力下降，因此微硅粉的掺入也会使橡胶砂浆的弹性模量上升。

2.2   动态冲击试验

2.2.1   MP-橡胶/水泥砂浆动态压缩强度

图8为微硅粉-橡胶水泥砂浆动态压缩试验后得到的三维应力对比图，空白组OM在28天动态压缩强度为38.35 MPa。

图  8  MP-橡胶/水泥砂浆试件动态压缩强度

Figure  8.  Dynamic compression strength of MP-rubber/cement mortar specimens

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通过图8中橡胶/水泥砂浆与OM的动态压缩强度(38.35 MPa)进行对比可知，橡胶的加入会使试件的压缩强度大幅下降，且颗粒越大下降的幅度越大，其中0.25 mm的橡胶砂浆的压缩强度最大(25.85 MPa)，比之未加入橡胶颗粒的OM试件压缩强度下降了32.59%。而微硅粉的加入对橡胶砂浆的补强效果十分显著，且在未超过掺量8%时，微硅粉的掺量越多提升的效果越明显，但提升的幅度随着微硅粉的增多在明显减少，其中加入最小橡胶颗粒(0.25 mm)的砂浆改良效果最为明显，在达到8%微硅粉掺量时，强度最高为35.11 MPa，相对于其微硅粉掺量为0%时的25.85 MPa提升了35.82%。

这是由于橡胶作为一种憎水的有机体，将其作为砂子的代替加入集合料中时，会使砂子和水泥在搅拌中不能均匀地结合，试件内部会因此产生很多细小的孔隙，这些孔隙会使试件在受到外力时容易受损破坏，较小的橡胶会减少这种孔隙，从而使得动态压缩强度相对更大，而微硅粉作为一种粘性较好的物质，不仅能与橡胶表面的砂浆紧密结合，而且其极小的粒径还能很好地填充砂浆内部的孔隙，因此微硅粉对砂浆有很好的补强效果，但砂浆内部的孔隙毕竟有限，故随着微硅粉掺量的增多，对橡胶砂浆的幅度提升越来越小。

2.2.2   动态压缩应力-应变曲线

为了更好地观察动态抗压缩试验下改性砂浆的表现，本文根据实验结果计算其应力、应变后绘制了不同微硅粉掺量改性砂浆的应力-应变曲线图，如图9所示。砂浆试件在动态压缩试验中会经历3个阶段，分别为弹性变形阶段、弹塑性变形阶段及破坏阶段。

图  9  MP-橡胶/水泥砂浆试件应力-应变曲线

Figure  9.  Stress-strain curves of MP-rubber/cement mortar specimens

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(1)弹性变形阶段：在这个阶段，曲线呈现出直线上升的趋势，试件内部的孔隙不断减少，内结构变得更加致密，试件在此时相当于均匀受力，故应力与应变在此时表现为线性关系。试验的初始阶段，入射杆受到冲击加压后，以一定的速度冲击试件，将其所携带的动能传递出去，由于在此时杆件所传递的动能还比较小，试件在受到冲击后其内部的微小裂缝和孔隙会受力闭合，集料之间相互摩擦、挤压并咬合，此时应力-应变曲线呈明显的线性变形，这是由于橡胶良好弹性在砂浆内部能很好地起到减震缓冲的作用，宏观上表现为改性砂浆具有很好的弹性性能；由图9可知，在试验的初期，各组砂浆试件的应力-应变均符合胡克定律，并在曲线上可观察出弹性变形特征。

(2)弹塑性变形阶段：在这个阶段，曲线呈非线性增长且逐渐停滞到达峰值，此时试件逐渐发生破坏，受力分布不均匀，应力-应变曲线不再呈线性关系。在经历上述(1)的阶段后，入射杆所携带的动能已经完全的传递到试件的内部，此时试件内部主要受力结构为水化反应所产生的C-S-H凝胶，正是由于它的存在使得砂浆内部形成了较为密实的胶集料，而微硅粉的加入填补了橡胶颗粒集料之间的大量孔隙，提高了集料之间粘结能力，在试件内部形成了紧密的网状结构，在宏观层面上表现为砂浆内部的微裂缝减少，增强了试件的整体性与稳定性，阻止了尖端应力与应力集中现象的发生，而橡胶颗粒则为砂浆提供了更好的韧性与弹塑性。

(3)破坏阶段：在这个阶段，曲线趋势为达到峰值后迅速下降，有明显的峰值点，此时试件所受的外界压力已超过试件的极限承载力，试件的整体结构遭到破坏。在试验到达后期时，C-S-H凝胶在逐渐失去粘结力，试件内部的集料逐渐脱离骨架，裂缝逐渐在表面显现，随着裂缝的继续延伸增大，试件的表皮脱落，其韧性与延展性不断下降，试件变形逐渐增大直至破坏，表现为上图曲线到达峰值后迅速下降。

进一步观察图9(a)可知，在OM中加入橡胶后，曲线的峰值大幅下降，且出现了明显的向右偏移，其中R20曲线偏移最明显且峰值下降的最多，这说明橡胶在动态冲击下对砂浆的延性与韧性具有很好的提升作用。图9(b)~9(d)中，相较于0%MP/C，加入微硅粉的曲线((2~8)%MP/C)峰值荷载均出现了不同程度的向左偏移，随着微硅粉的增多峰值的偏移逐渐增大，这是由于曲线的弹性变形阶段与弹塑性变形阶段都会随着微硅粉掺量的增多而逐渐变短，从而造成了曲线峰值荷载的向左偏移，结合上文中两阶段的特点可知，微硅粉极小的粒径能有效地填充试件内部的孔隙，减小了试件在冲击下达到峰值应力所需要的变形，即试件在冲击试验下的弹模会随着微硅粉掺量的增加而增加，这点与静态抗压下试件的表现类似。而图9中(2~8)%MP/C曲线相较于OM明显偏右，这说明微硅粉能很好的保留橡胶的抗冲击能力提升试件强度，另外图中(2~8)%MP/C曲线的破坏阶段相较于0%MP/C、OM更长，这说明在动态冲击下微硅粉能保留橡胶对砂浆延性的提升作用，这点与静态抗压下试件的表现不同。

2.2.3   MP-橡胶/水泥砂浆试件破坏形态

为了更好地比较加入橡胶颗粒和微硅粉对水泥砂浆试件的影响，下文选取了动态冲击试验后破坏的试件进行拍照记录处理，如图10所示。

图  10  MP-橡胶/水泥砂浆试件冲击破坏形态

Figure  10.  Impact damage morphology of MP-rubber/cement mortar specimens

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在0.3 MPa动态压缩冲击试验后，未加入橡胶颗粒和微硅粉的OM组试件，其整体形态遭到严重破坏，碎裂成若干个小碎片；加入0.25 mm橡胶颗粒的R60-0%MP/C试件相较于OM其整体形态有明显的改观，在试块上有一条贯穿的裂缝，边界处有几条较小的裂缝，整体更加完整，碎片更少；R40-0%MP/C试件的整体形态相较于R60-0%MP/C表现的更加完整，中心位置处的裂缝并未贯穿试块，且冲击后得到的碎片更加完整；继续观察R20-0%MP/C试件可以发现，加入0.85 mm橡胶颗粒的试件在破坏形态上表现的更加完整，仅有几条小裂缝出现在边缘位置，且碎片相较于前几组有明显的增大。这说明向水泥砂浆中加入橡胶颗粒的做法能明显增强砂浆的抵抗冲击破坏的性能，橡胶自身所具备的延性与韧性得到了很好的利用，且橡胶颗粒越大表现出的改良效果越好。进一步观察图10(e)可知，在加入0.25 mm橡胶颗粒的砂浆中掺入8%微硅粉后，其抵抗冲击破坏的能力得到明显提升，冲击后的试块未出现明显的裂缝，仅在边缘处有些细小的碎片；将0.25 mm的橡胶颗粒替换为0.425 mm的R40-8%MP/C试件表现的更好，其边缘处的碎片相较于R60-8%MP/C更少更小；R20-8%MP/C试件是试验后5组试件中最为完整的，只有边缘处存在两条裂缝，且两块碎片都未完全脱离整体试块。

3.   结 论

(1)无论加入何种粒径的橡胶粉，水泥砂浆试件在不同龄期的强度均大幅下降，其中橡胶颗粒对强度的损伤由大到小依次为0.85 mm、0.425 mm、0.25 mm，而微硅粉的加入产生了一定的补强效果，其中8%的微硅粉对R20在养护28天时的补强效果最好，试件强度提升了31.14%。

(2)橡胶颗粒可以增大普通水泥砂浆试件的峰值应变，且0.85 mm橡胶颗粒对其的影响最大，而8%的微硅粉则会使得试件的峰值应变有所下降，另外无论试件是否掺入微硅粉，养护龄期对峰值应变的影响都微乎其微。

(3)橡胶颗粒会使得普通水泥砂浆试件的弹性模量有所下降，其中下降程度由高到低依次是0.85 mm、0.425 mm、0.25 mm，而加入微硅粉后试件的弹性模量有明显的回升。

(4)普通水泥砂浆试件加入橡胶颗粒后，在动态冲击实验中出现了强度下降的情况，且颗粒越大下降越明显，而加入微硅粉后，各组试件的强度均随着微硅粉的掺量曲线提升，该情况与上述静态实验中试件的表现相同。

(5)在单轴抗压试验与抗冲击试验(分离式霍普金森压杆(SHPB))中各组试件均经历了3个阶段：弹性变形阶段、弹塑性变形阶段及破坏阶段。微硅粉的加入会缩短试件弹性变形阶段与弹塑性变形阶段，从而造成应力-应变曲线峰值荷载向左偏移，但破坏阶段出现了延长，表明试件在动态冲击中表现出了比静态抗压试验更好的延性。

(6)普通砂浆试件在经历动态压缩冲击试验后的形态表现为十分破碎，试件的完整性被完全破坏，加入橡胶颗粒后砂浆的形态有显著改善，而在此基础上加入微硅粉能进一步增强其抗冲击破坏能力，对试件的完整性也起到了很好的改善作用。