橡胶改性混凝土抗高速水流冲击性能研究

发布时间：2021-03-04 08:11

　　为了研究橡胶改性混凝土在不同高速水流冲击作用下材料的抗冲刷性能的变化规律,本文自行组装了高速水流冲击试验装置。利用该装置喷射一定流速的高压水柱对不同养护龄期的混凝土试样进行冲击试验,并对冲击后的试样进行质量和力学参数测试。结果表明:橡胶改性混凝土在高速水流冲击下,试样表面在一定程度有胶结材料剥落,冲击程度随着养护龄期增长有下降趋势;随着橡胶改性混凝土养护龄期的增加,冲击后的混凝土平均质量损失和侵蚀率有所减少,并在养护60 d后趋于稳定;通过回归分析发现,水流冲击流速与冲蚀速率之间存在非线性的幂函数关系;对养护28 d龄期后的混凝土而言,力学性能参数几乎不受水流冲击的影响;基于扫描电子显微镜试验,从微观结构的角度揭示了橡胶对混凝土性质的影响机理。 

【文章来源】：山东农业大学学报(自然科学版). 2020,51(06)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图1 双挡坝示意图

橡胶改性混凝土在不同养护龄期和冲击流速的试验条件下进行了一系列高速水流冲击试验。在冲击过程中，控制试验所用水流的流速保持稳定，额定的最大速度可达40 m/s，满足实验要求。通过对比水流冲击前后的混凝土表面实拍照片，定性地探讨了混凝土的冲蚀破坏程度。试验结果如图3所示，不同养护龄期下的橡胶改性混凝土试样在流速35 m/s的水流冲击下表现出不同的表面形态变化。从图3可以看出，高速水流冲击作用对橡胶混凝土的影响与表面磨损程度存在显著关系。在流速为35 m/s水流连续冲击2 h后，不同养护龄期的混凝土试样均未受到严重破坏，但是观察到有一定程度的表面胶结材料剥落的现象。且随着养护龄期增长，混凝土表面的剥落程度有所下降，表明养护龄期的增加可以提高橡胶改性混凝土的抗水流冲蚀的性能。2.2 流速与冲蚀速率的关系

其中c为常数，v为流速，p为幂指数。经回归分析估算不同养护龄期下，流速v与冲蚀速率N之间的幂函数关系如图7(a)～(d）重的拟合公式所示。基于数据的拟合可以估算的不同材料的速度幂指数p，对于冲蚀速率与流速的关系，前人进行了大量研究。金属的幂指数在2.25～2.55之间，陶瓷的指数在3之间，聚合物的指数在5以上，普通混凝土的指数在3.5～4之间[13]。由本文的实验结果可以得出橡胶改性混凝土在无颗粒清水高速冲击下流速指数为3.33～3.93。

【参考文献】：
期刊论文
[1]橡胶混凝土抗冲磨性能试验研究[J]. 袁群,李晓旭,冯凌云,曹宏亮.  长江科学院院报. 2018(07)
[2]高压气井节流油嘴硬质合金和陶瓷的冲蚀对比实验[J]. 窦益华,王莎莎,王治国.  科学技术与工程. 2018(15)
[3]硅灰对高石粉含量机制砂制备混凝土的影响[J]. 梁远博,谷坤鹏,王成启.  水运工程. 2017(07)
[4]泄水建筑物推移质冲磨破坏修复技术[J]. 孙志恒,孙祥,吴娱,李萌.  水力发电. 2017(07)
[5]橡胶细骨料水泥砂浆抹面的抗裂性研究[J]. 周云开,闫健,罗炳均,何贵安,陈泽浩,陈锦宏,骆标.  混凝土与水泥制品. 2016(11)
[6]再生橡胶混凝土基本力学性能及微观研究[J]. 张霞.  混凝土与水泥制品. 2016(08)
[7]超高分子量聚乙烯纤维混凝土工作性及耐久性研究[J]. 边策,田正宏,高林冬,吴军.  混凝土与水泥制品. 2016(01)
[8]砂子级配对砂浆冲蚀磨损性能的影响[J]. 赵彦华,王彦平,王起才.  混凝土与水泥制品. 2015(08)
[9]基于水下钢球法的混凝土抗冲磨试验研究[J]. 张彬,范伟丽,张雷,郑军.  水力发电. 2014(08)
[10]碾压混凝土坝施工期高速水流冲蚀试验研究[J]. 王新,骆少泽,袁强.  水力发电学报. 2012(04)

硕士论文
[1]水工混凝土抗冲磨机理及特性研究[D]. 杨春光.西北农林科技大学 2006



本文编号：3062872