橡胶混凝土单向板疲劳性能试验研究

发布时间：2020-03-19 12:07

【摘要】：橡胶作为一种工业原料,每年都在大量生产,同时也伴随着成吨的橡胶废料,而由于橡胶具有稳定的性能,难以分解,致使当今世界面临着严重的橡胶污染问题。如果能将废弃橡胶加工成建筑材料加入到混凝土中,不但能缓解橡胶废料带来的环境污染压力,还能利用橡胶吸收能量、耐久性好、疲劳性能较优等特性,提升构件的疲劳性能。因此,本文以普通钢筋为受力筋,制作了2块普通混凝土板与6块橡胶混凝土板(4块橡胶掺量为10%,2块橡胶掺量为20%),其中3块进行静载试验,5块进行疲劳试验,研究了橡胶掺量、应力水平对构件跨中挠度、钢筋受拉应变、受压混凝土应变、裂缝发展、疲劳寿命的影响规律,得到以下结论:(1)橡胶混凝土的掺入,会降低混凝土板构件的极限承载力。当橡胶掺量为10%时,试件极限承载力下降了5.8%,当橡胶掺量为20%时,试件极限承载力下降了15.5%。(2)在进行静力试验时,试件的跨中挠度、受拉钢筋的应变,受压区混凝土应变,均会随着橡胶掺量的增大而增大。(3)在疲劳加载过程中,所有疲劳试件均出现了疲劳损伤“三阶段”现象,即在前期和后期疲劳损伤累积较大,中期疲劳损伤累积较小且接近线性损伤。(4)相同橡胶掺量时,随着应力水平的增大,试件的残余挠度、受拉钢筋的残余应变,受压混凝土的残余应变也随之增大,并且试件刚度的下降速度也会随着应力水平的增大而增大。(5)相同应力水平时,随着橡胶掺量的增加,试件的受压区混凝土应变也会随之增大;试件的跨中挠度、受拉钢筋应变均呈现先增大后减小的趋势。掺量为10%的试件初始裂缝较小,但裂缝发展较快,接近破坏时裂缝宽度为最大;而橡胶掺量为20%的试件初始裂缝最小,破坏时的裂缝也为三者最小。(6)本文基于试验,拟合出了橡胶掺量的混凝土板基于刚度损伤理论下的疲劳寿命公式与构件疲劳寿命曲线S-N曲线方程,为结构疲劳寿命预测提供参考。试件的疲劳寿命随着橡胶混凝土的掺量增加而提高。
【图文】：

细骨料,橡胶

2.1.2 试件配合比本试验计划做 8 个试件，所有试件都是以 C50 混凝土配合比为基准调整配比的，中橡胶颗粒作为细骨料，等体积替代了一部分砂。替代的体积百分比为 0%、10%、0%。每种配比下都加入 1.5%体积的钢纤维替代粗骨料。减水剂材料用量为胶凝材料量的 1.2%。每种橡胶配比预留 3 个 150mm 300mm 的标准圆柱体以及 3 个立方体标准试块，试件在同等条件下养护，用于进行轴压试验，测量混凝土基础性能。表 2-1 基础配合比图 2-1 橡胶细骨料Fig.2-1 Rubber grain图 2-2 钢纤维Fig.2-2 Steel fiber

配筋图,试件,应变片

图 2-3 试件配筋图Fig.2-3 The reinforcement diagram of the specimen试件制作与养护有试件都在广东工业大学结构实验室制作和养护，主要分下列几个步骤：扎钢筋骨架：首先在板的短边侧面开孔，确定外侧纵向钢筋位置，将靠外侧定好，然后确定构造钢筋位置，用铁丝将构造筋与外侧纵筋绑扎好，保持固最后将内部两根纵筋绑扎在构造筋上。如图 2-4a）。钢筋应变片：本试验在钢筋的跨中处贴应变片，先用打磨机将钢筋表面的锈，，保证表面光滑，然后把应变片用 502 胶固定在打磨好的地方，应变片使用测试仪器厂的 BX-120-6AA 型应变片，待胶水凝固后，将环氧树脂涂在应变用密封胶固定环氧树脂，防止浇筑时破坏应变片。导线采用防水胶固定在钢
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528

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