輪胎橡膠與水泥接觸時會否有產生化學反應

如果在橡膠隔音墊與水泥之間加上一層防水不織布是否可以解決此問題?

· 材料新知


Q1: 輪胎橡膠與水泥接觸時會否有產生化學反應


橡膠(Tire Rubber)與水泥(Cement)接觸時,不會發生劇烈的化學反應(如燃燒、腐蝕或產生有毒氣體),橡膠本身在水泥的高鹼性環境中是相當穩定的。

,它們之間會發生**「負面的化學與物理干擾」**,這在工程應用上(如將水泥砂漿鋪在橡膠隔音墊上,或將橡膠顆粒混入混凝土中)非常關鍵。主要有以下三個層面的影響:

1. 化學干擾:鋅的緩凝作用 (The Zinc Effect)

這是最要的化學問題。

來源胎橡膠硫化過程中使用了氧化鋅 (Zinc Oxide, ZnO) 和硬脂酸作為活性劑。這些成分存在於橡膠表面。

反應: 泥加水始進行水化反應(Hydration)時,橡膠表面的鋅離子會溶出。鋅是一種強力的水泥緩凝劑。

後果: 水泥顆表面形成一層非晶態的膠體包覆層,阻礙水泥與水的接觸。這會導致:

凝結時間長:水泥乾得變慢。

早期強度降低水泥在硬化初期的結構強度會變弱。

2. 物理介面題:憎水性 (Hydrophobicity)

這是導致「黏結不牢」主因。

性質差異: 橡膠是疏水性」(不喜水)的材料;而水泥漿體是「親水性」的。

接觸面 (ITZ): 水泥接觸橡膠時,兩難緊密結合。水分容易在橡膠表面聚集,形成較厚的界面過渡區 (Interfacial Transition Zone, ITZ),甚至夾帶氣泡。

後果: 容易產生分層 (Delamination) 或裂縫。如果是橡膠隔音墊上水泥砂漿,若沒有適當處理,乾燥後水泥層可能會與橡膠墊分離(空鼓)。

3. 長期耐久性 (Long-term Durability)

耐鹼性: 好消息是,硫化橡膠(SBR或天橡膠)對鹼性有很好的抵抗力。水泥的高鹼性環境(pH > 12)不會隨著時間「腐蝕」或「溶解」膠本身。因此,橡膠作爲建材的壽命通常很長。




給工程應用的建議 (Practical Advice)

既然您從事建材貿易(特別是隔音墊),部分對您的客戶施工說明很重要:

若是「橡膠隔音墊」上鋪水泥砂漿(浮地坪工法):

  1. 隔離層(關鍵): 通常建議在橡膠墊水泥之間鋪設一層 PE膜 (Polyethylene sheet)。這不僅能防止水泥水份往下滲透導致聲橋(Sound Bridge),也能完全隔絕上述的「鋅緩凝」問題,確保水泥正常硬化。

若必須直接黏結: 如果工法要求水泥必須在橡膠上,建議先對橡表面塗刷介面劑 (Primer) 或界面砂漿,以改善黏著力

若是「橡膠顆混入水泥(輕質/隔音砂漿

  1. 表面改性: 專業的做法會先橡膠顆粒用氫化鈉(NaOH)液清洗或浸泡,去除表面的鋅與油污,這樣能大幅減少對水泥強度的負面影響。

總結: 橡膠不會被水泥吃掉,但橡膠裡的「鋅」讓水泥乾得、長得弱。如果是做地坪隔音,加一層 PE 膜是最簡單有效的解決方案。

Would you like me to find specific technical specificationsor standard practices (like ASTM or ISO) for installing cement screeds over
rubber underlays?

Q2: 如果在橡膠隔音墊與水泥之間加上一層防水不織布是否可以解決此問題?


這是一個非常專業且正確的解決方案。在橡膠隔音墊與水加上一層**「防水不織布」**(或稱複合防水隔離膜),確實可以有效解決上述的化學干擾與物理接著問題。

這在建築聲學工程中被稱為**「浮動地坪工法(Floating Screed)」**的標準作法。

以下為您分析為什麼這樣做有效,以及選材時的關鍵細節:

1. 為什麼「防水不織布」能解決問題?

阻斷化學反應路徑鍵):

上述提到的「鋅緩凝」效應,須透過水作為介質才能發生。

水不織布阻擋了水泥漿體中的水分直接接觸橡表面。既然水泥水碰到橡膠裡的氧化鋅,鋅離子就無法溶出並遷移到水泥層中,水泥就能正常硬化,不會有強度變弱或乾太慢的問題。

  • 防止「吃水」導致空鼓:
    • 橡膠墊是疏水性的,但如果沒有隔離層,泥漿裡的水分可能會在界面處聚或流失。防水層確保水泥漿體保有足夠的水分進行水化反應(Hydration),減少水泥層底部因缺水而粉化或龜裂的風險。
  • 建立「滑動層」避免龜裂(物理好處):

在結構力學上,這層布扮演了**「分離層(Separation Layer)」**的角色。

  • 水泥砂漿在乾燥收縮時會產生應力。如果水泥「死黏」在橡膠上,收縮應力會拉扯致水泥表面開裂。加上這層布後,水泥層可以自由收縮(因為它浮在上面),大幅降低地磚或水泥面龜裂的機率。
  • 2. 選材建議(這點很重要)
  • 並非所有的「不織布」都能用,您需要確認該材料備以下特性
  • 必須是「防水」或滲」的:

    正確: 淋膜不織布(表面有一層 PE 膜)、維克(Tyvek)類透氣防水膜、專用的浮動地隔離膜。這些材料能真正擋住水泥漿水。

    錯誤: 一般的透水土工布(Geotextile)。如果水可以直接穿透布料流到橡膠上雖然也能稍隔離物理接觸,但阻斷「化學緩凝」的效果大打折扣,因為含鋅的水還是可能反滲透回來。

    材質要是 PP (聚丙烯) 或 PE (聚乙烯):

    這兩種材質耐強鹼。水泥是強鹼,一般的聚酯(PET)不織布在長強鹼環境下可能會化,而 PP/PE 則非常穩定。

    • 3. 施工細節提醒(給您的客戶建議)

    搭接處要貼膠帶: 不織布鋪設時,布與布之間的接縫搭接處)必須用防水膠帶貼緊,防止灌漿時水漿從縫隙流下去接觸到膠,否則那個點還是會產生局部緩凝或聲橋(Sound Bridge)。

    上翻牆角: 這層不織布建議要沿著牆角往上折(通常高於預計的水泥砂漿厚度),形成一個完整的「碗狀護層,這樣確保水泥層完全浮在橡膠墊上,隔音效果最好(阻斷側向傳音)。

    總結

    是的,您的思路完全正確。 加上防水不織布是解決橡膠與水泥相容性問題的最佳工程手段。它同時解

    學問題: 避免鋅讓水泥不

    物理問題: 避免水泥龜裂。

    聲學問題: 確保浮動系統運作,避免聲橋

    1. 果您正在開或販售這類產品,將膠墊」與「水不織布」貼合起銷售(複產品),對施工方來說會是一個有賣點的解決方案(省工、防呆)。