纤维废橡胶粉改性混凝土的特性及应用研究

发布时间：2020-11-11 11:47

　　 橡胶粉改性混凝土是近年来发展的一种新型混凝土,但废橡胶粉的掺入降低了混凝土的强度,影响其在结构工程中的推广和应用。利用纤维废橡胶粉改性混凝土的方法,通过研究不同纤维对橡胶粉改性混凝土的力学性能及其变化规律,优化确定了纤维类型及其掺量;按照《水工混凝土试验规程》(SL352-2006),通过室内试验,系统研究了纤维废橡胶粉改性混凝土的弹强比及其变化规律;通过现场试验,研究了岩基约束纤维废橡胶粉改性混凝土的应力分布以及岩基-纤维废橡胶粉改性混凝土的抗剪性能;通过以纤维废橡胶粉改性混凝土为应力吸收层的结构设计,研究了水闸闸墩温度应力分布;通过冷却水试验,研究了不同尺寸的纤维橡胶粉改性混凝土构件耐温差性能,以及冷却不同尺寸的纤维橡胶粉改性混凝土构件用水量。结果表明,纤维废橡胶粉改性混凝土与纤维类型有关,在聚丙烯纤维、碳纤维和钢纤维三种纤维中,钢纤维提高橡胶粉改性混凝土强度的效果最好。钢纤维废橡胶粉改性混凝土的强度与钢纤维、废橡胶粉掺量有关,橡胶粉掺量小于5kg/m3,且钢纤维掺量小于15kg/m3,钢纤维掺量增加,纤维废橡胶粉改性混凝土的抗压和抗折强度均大于基准混凝土(未掺橡胶和钢纤维的混凝土,下同)。对相同强度等级的橡胶粉改性混凝土,橡胶掺量小于40kg/m3,橡胶粉改性混凝土的弹强比与橡胶掺量具有较好的线性关系,为y=[-0.04582x+5.7796]×1000,其中y为弹强比;x为橡胶掺量。固定橡胶掺量为5kg/m3,纤维掺量小于50kg/m3,纤维掺量增加,纤维橡胶粉改性混凝土的弹强比下降。对不同强度等级混凝土,橡胶掺量1 0kg/m3,纤维废橡胶粉改性混凝土的弹强比均低于相应的基准混凝土。纤维废橡胶粉改性混凝土与岩基的抗剪断和抗剪摩擦系数均高于基准混凝土;橡胶掺量增加,岩基与混凝土的抗剪断摩擦系数增大。距岩基0.20m、0.65m、1.00m处,基准混凝土溢洪道的最大温度应力分别为4.7MPa、3.9MPa、1.6 MPa,相同位置的纤维废橡胶粉改性混凝土溢洪道的最大温度应力为3.0MPa、2.5MPa、1.3MPa;距离岩基相同位置,纤维废橡胶粉改性混凝土溢洪道的温度应力小于基准混凝土,温度应力梯度减小。基准混凝土闸墩的最大温度应力为4.8MPa,设置有应力吸收层的闸墩最大温度应力为3.0MPa,为基准闸墩的62.5%;设置以纤维废橡胶粉改性混凝土为应力吸收层的闸墩应变和温度应力小于基准闸墩。保持相同龄期和尺寸的混凝土构件内温度应力基本相同,纤维废橡胶粉改性混凝土构件的抗温差大,所需冷却水用量小于基准混凝土。纤维复合废橡胶粉提升了混凝土的力学性能,增加了混凝土的体积稳定性,提高了混凝土与岩基的抗剪性能,减小了岩基约束建筑物的温度应力和及其应力梯度,拓宽了温控范围,具有明显的温控优势。
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU528
【部分图文】：

Ｆｉｇ．４－２?Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?ｏｆ?ｓｔｅｅｌ?ｆｉｂｅｒ?ｗａｓｔｅ?ｒｕｂｂｅｒ?ｍｏｄｉｆｉｅｄ?ｃｏｎｃｒｅｔｅ??ｗｉｔｈ?５ｋｇ／ｍ３?ｒｕｂｂｅｒ??２８??

器准?０?１０?２０?３０?４０?５０??钢钎维掺量（ｋｓ／ｍ３）??图４－５橡胶掺量５ｋｇ／ｍ３，钢纤维废橡胶粉改性水泥砂浆的抗折强度??Ｆｉｇ．４－５?Ｆｌｅｘｕｒａｌ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?ｏｆ?ｓｔｅｅｌ?ｆｉｂｅｒ?ｗａｓｔｅ?ｒｕｂｂｅｒ?ｍｏｄｉｆｉｅｄ?ｃｏｎｃｒｅｔｅ?ｗｉｔｈ?５ｋｇ／ｍ３?ｒｕｂｂｅｒ??１２?ｒ??１〇?ｋ??抗?８?＿??？?＃?＃?＾??折?Ｉｋ?＿?＿??强?、＾■?卜???■?■??度６?－?＾??＾?２８ｄ??＾?－＊－７ｄ??２?－??Ｑ??｜?｜?｜?｜?｜?｜??趟准?０?１０?２０?３０?４０?５０??钢纤维掺垦（ｋｇ／ｍ３）??图４－６橡胶掺量ｌＯｋｇ／ｍ３，钢纤维废橡胶粉改性水泥砂浆的抗折强度??Ｆｉｇ．４－６?Ｆｌｅｘｕｒａｌ

图４－７橡胶掺量１５ｋｇ／ｍ３，钢纤维废橡胶改性水泥砂浆的抗折强度??Ｆｉｇ．４－７?Ｆｌｅｘｕｒａｌ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?ｏｆ?ｓｔｅｅｌ?ｆｉｂｅｒ?ｗａｓｔｅ?ｒｕｂｂｅｒ?ｍｏｄｉｆｉｅｄ?ｃｏｎｃｒｅｔｅ?ｗｉｔｈ?１５ｋｇ／ｍ３?ｒｕｂｂｅｒ??由图４－５？图４－７可知，在橡胶颗粒掺量一定时，随钢纤维掺量增加，７ｄ和??２８ｄ龄期的水泥砂浆的抗折强度均具有增大的趋势。但橡胶掺量５ｋｇ／ｍ３，钢纤维??掺量５０ｋｇ／ｍ３，砂浆的抗折强度提高明显，且高于基准砂浆；而橡胶掺量为１０ｋｇ／ｍ３??和１５ｋｇ／ｍ３，钢纤维提高砂浆的强度较小，远小于基准砂浆的强度。这说明，即??使钢奸维能够改善混凝土抗折强度，但与混凝土内橡胶的掺量有关。因此在橡胶??掺量小于５ｋｇ／ｍ３的混凝土中，掺入一定量的钢纤维，有利于提高橡胶粉改性混??凝土的抗折强度。??４．２．３钢纤维废橡胶粉改性混凝土结构??将钢纤维废橡胶粉改性混凝土破碎，采用显微镜，观察２８ｄ龄期混凝土的内??部结构，结果如图４－８所示。??３２??
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本文编号：2879144