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纖維廢橡膠粉改性混凝土的特性及應用研究

發(fā)布時間:2020-11-11 11:47
   橡膠粉改性混凝土是近年來發(fā)展的一種新型混凝土,但廢橡膠粉的摻入降低了混凝土的強度,影響其在結(jié)構工程中的推廣和應用。利用纖維廢橡膠粉改性混凝土的方法,通過研究不同纖維對橡膠粉改性混凝土的力學性能及其變化規(guī)律,優(yōu)化確定了纖維類型及其摻量;按照《水工混凝土試驗規(guī)程》(SL352-2006),通過室內(nèi)試驗,系統(tǒng)研究了纖維廢橡膠粉改性混凝土的彈強比及其變化規(guī)律;通過現(xiàn)場試驗,研究了巖基約束纖維廢橡膠粉改性混凝土的應力分布以及巖基-纖維廢橡膠粉改性混凝土的抗剪性能;通過以纖維廢橡膠粉改性混凝土為應力吸收層的結(jié)構設計,研究了水閘閘墩溫度應力分布;通過冷卻水試驗,研究了不同尺寸的纖維橡膠粉改性混凝土構件耐溫差性能,以及冷卻不同尺寸的纖維橡膠粉改性混凝土構件用水量。結(jié)果表明,纖維廢橡膠粉改性混凝土與纖維類型有關,在聚丙烯纖維、碳纖維和鋼纖維三種纖維中,鋼纖維提高橡膠粉改性混凝土強度的效果最好。鋼纖維廢橡膠粉改性混凝土的強度與鋼纖維、廢橡膠粉摻量有關,橡膠粉摻量小于5kg/m3,且鋼纖維摻量小于15kg/m3,鋼纖維摻量增加,纖維廢橡膠粉改性混凝土的抗壓和抗折強度均大于基準混凝土(未摻橡膠和鋼纖維的混凝土,下同)。對相同強度等級的橡膠粉改性混凝土,橡膠摻量小于40kg/m3,橡膠粉改性混凝土的彈強比與橡膠摻量具有較好的線性關系,為y=[-0.04582x+5.7796]×1000,其中y為彈強比;x為橡膠摻量。固定橡膠摻量為5kg/m3,纖維摻量小于50kg/m3,纖維摻量增加,纖維橡膠粉改性混凝土的彈強比下降。對不同強度等級混凝土,橡膠摻量1 0kg/m3,纖維廢橡膠粉改性混凝土的彈強比均低于相應的基準混凝土。纖維廢橡膠粉改性混凝土與巖基的抗剪斷和抗剪摩擦系數(shù)均高于基準混凝土;橡膠摻量增加,巖基與混凝土的抗剪斷摩擦系數(shù)增大。距巖基0.20m、0.65m、1.00m處,基準混凝土溢洪道的最大溫度應力分別為4.7MPa、3.9MPa、1.6 MPa,相同位置的纖維廢橡膠粉改性混凝土溢洪道的最大溫度應力為3.0MPa、2.5MPa、1.3MPa;距離巖基相同位置,纖維廢橡膠粉改性混凝土溢洪道的溫度應力小于基準混凝土,溫度應力梯度減小�;鶞驶炷灵l墩的最大溫度應力為4.8MPa,設置有應力吸收層的閘墩最大溫度應力為3.0MPa,為基準閘墩的62.5%;設置以纖維廢橡膠粉改性混凝土為應力吸收層的閘墩應變和溫度應力小于基準閘墩。保持相同齡期和尺寸的混凝土構件內(nèi)溫度應力基本相同,纖維廢橡膠粉改性混凝土構件的抗溫差大,所需冷卻水用量小于基準混凝土。纖維復合廢橡膠粉提升了混凝土的力學性能,增加了混凝土的體積穩(wěn)定性,提高了混凝土與巖基的抗剪性能,減小了巖基約束建筑物的溫度應力和及其應力梯度,拓寬了溫控范圍,具有明顯的溫控優(yōu)勢。
【學位單位】:山東大學
【學位級別】:碩士
【學位年份】:2019
【中圖分類】:TU528
【部分圖文】:

廢橡膠粉,改性混凝土,鋼纖維,抗壓強度


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

廢橡膠粉,改性水泥砂漿,鋼纖維,抗折強度


器準?0?10?20?30?40?50??鋼釬維摻量(ks/m3)??圖4-5橡膠摻量5kg/m3,鋼纖維廢橡膠粉改性水泥砂漿的抗折強度??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?_?_??強?、^■?卜???■?■??度6?-?^??^?28d??^?-*-7d??2?-??Q??|?|?|?|?|?|??趟準?0?10?20?30?40?50??鋼纖維摻墾(kg/m3)??圖4-6橡膠摻量lOkg/m3,鋼纖維廢橡膠粉改性水泥砂漿的抗折強度??Fig.4-6?Flexural

鋼纖維,廢橡膠,抗折強度,改性水泥砂漿


圖4-7橡膠摻量15kg/m3,鋼纖維廢橡膠改性水泥砂漿的抗折強度??Fig.4-7?Flexural?strength?of?steel?fiber?waste?rubber?modified?concrete?with?15kg/m3?rubber??由圖4-5?圖4-7可知,在橡膠顆粒摻量一定時,隨鋼纖維摻量增加,7d和??28d齡期的水泥砂漿的抗折強度均具有增大的趨勢。但橡膠摻量5kg/m3,鋼纖維??摻量50kg/m3,砂漿的抗折強度提高明顯,且高于基準砂漿;而橡膠摻量為10kg/m3??和15kg/m3,鋼纖維提高砂漿的強度較小,遠小于基準砂漿的強度。這說明,即??使鋼奸維能夠改善混凝土抗折強度,但與混凝土內(nèi)橡膠的摻量有關。因此在橡膠??摻量小于5kg/m3的混凝土中,摻入一定量的鋼纖維,有利于提高橡膠粉改性混??凝土的抗折強度。??4.2.3鋼纖維廢橡膠粉改性混凝土結(jié)構??將鋼纖維廢橡膠粉改性混凝土破碎,采用顯微鏡,觀察28d齡期混凝土的內(nèi)??部結(jié)構,結(jié)果如圖4-8所示。??32??
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