橡膠自密實混凝土的基本力學性能試驗研究

橡膠自密實混凝土的基本力學性能試驗研究

　　橡膠自密實混凝土是新型的復合材料，目前的研究還處于起步階段，以下是小編搜集整理的一篇探究橡膠自密實混凝土的基本力學性能試驗的論文服務，供大家閱讀參考。

　　【摘要】本文主要研究了橡膠自密實混凝土的基本力學性能。試驗選取了40目橡膠粉、0-4mm橡膠粒和4-10mm橡膠粒分別按骨料體積的0%、10%、20%和30%摻入混凝土，以研究不同橡膠粒徑、不同摻量對自密實混凝土的基本力學性能的影響。

　　【關鍵詞】橡膠自密實混凝土;基本力學性能;

　　1試驗配合比設計

　　1.1試驗原材料

　　本文試驗采用煉石牌42.5普通混凝土硅酸鹽水泥，其表觀密度為3100kg/m3。采用I級粉煤灰作為礦物摻合料，其比表面積為2600cm2/g，表觀密度為2200kg/m3，其中SiO2和Al2O3含量占82%。本次試驗石子采用質地致密的堅硬、級配良好的碎石，堆積密度為1576kg/m3，表觀密度為2606kg/m3。砂采用細度模數為2.3的閩江河砂。試驗采用的減水劑為聚羧酸系高效減水劑。初定減水劑摻量為膠凝材料總量的0.9%，根據坍落度和坍落擴展度試驗結果適量調整用量。選取江蘇南通博實化工有限公司橡膠分公司生產的膠粉-1(40目，篩孔尺寸0.425mm)表觀密度1050kg/m3。細橡膠粒-2(1～4mm連續級配)表觀密度1170kg/m3：橡膠粒-3(4～10mm連續級配)表觀密度1135kg/m3。

　　1.2試驗分組及配合比設計

　　本文摻入的廢舊橡膠輪胎為膠粉-1(40目橡膠粉)、膠粒-2(1～4mm橡膠粒)、膠粒-3(4～10mm橡膠粒)三種形式，其中膠粉-1、膠粒-2分別以0%、10%、20%、30%的體積替代砂，膠粒-3分別以0%、10%、20%、30%的體積替代石子。參考組(體積替代量為0%)的設計強度等級為C50。根據《自密實混凝土設計與施工指南》(CCES 02-2004)的自密實混凝土的工作性能要求對拌合物進行檢驗，然后進行調配，直至滿足要求。調配后確定的各組混凝土配合比如表1所示(其中水泥用量為348kg/m3 粉煤灰用量為202kg/m3 ，水用量為176kg/m3 )。

　　2橡膠自密實混凝土基本力學性能研究

　　2.1劈裂抗拉強度fts試驗

　　普通自密實混凝土劈裂抗拉試驗結果表明，試塊在達到極限荷載后迅速拉裂分為兩半，摻橡膠的自密實混凝土試塊在達到極限荷載后仍保持原始形狀，僅在試塊的中間產生一道裂紋，摻加橡膠后自密實混凝土的抗拉破壞形態得到改善，這可能是因為橡膠在結構形成過程當中，對混凝土內部的初始缺陷起到填充作用，阻止了裂紋的發生，另外一方面，由于橡膠在受力過程當中具有吸能作用，抑制了裂縫的擴展，大大擴大了混凝土破壞過程當中吸收的塑性應變能，因此試塊在達到極限荷載時，阻止了試塊的直接崩裂。

　　由劈裂抗拉強度試驗結果如表2，摻入橡膠后，橡膠自密實混凝土的劈裂抗拉強度較基準混凝土有所降低。其中橡膠自密實混凝土(RSCC-1)組的劈裂抗拉強度隨橡膠摻量在0-10%變化時下降幅度較小，摻量在10%-30%變化時下降幅度急劇增大，劈裂抗拉強度最低達到基準混凝土的64.4%;橡膠自密實混凝土(RSCC-2)組劈裂抗拉強度最低達到基準混凝土的59.9%;橡膠自密實混凝土(RSCC-3)組的劈裂抗拉強度隨橡膠摻量在0-10%變化時下降幅度較小，摻量在10%-30%變化時下降幅度增大，劈裂抗拉強度最低達到基準混凝土的61.4%。由此可見，橡膠自密實混凝土(RSCC-1)、(RSCC-3)組的劈裂抗拉強度較(RSCC-2)組的大。

　　2.2軸心抗壓強度fcp試驗

　　基準混凝土軸心抗壓強度試塊在達到極限荷載時，表面出現豎向和斜向的裂縫，并伴隨有明顯的劈裂聲，局部出現崩裂現象，裂縫出現后，試塊的承載力明顯下降，裂縫開展迅速，試塊很快破壞且破壞時有碎塊脫落，呈現脆性破壞的特點;橡膠自密實混凝土出現豎向和斜向的細小裂縫，無劈裂聲和崩裂現象，裂縫出現后承載力能夠繼續保持一段時間，承載力下降階段的速度比較慢，裂縫開展較緩慢，基本上沒有碎塊脫落，試塊有明顯橫向變形，呈現出一定的塑性破壞特征。橡膠自密實混凝土在達到極限荷載后還能繼續保持一段時間，是由于橡膠具有一定的彈性，能夠通過橡膠自身的變形來緩解水泥石與其界面的粘結破壞。

　　試驗結果表明，橡膠自密實混凝土的軸心抗壓強度隨著橡膠摻量的增加而減小。橡膠自密實混凝土(RSCC-1)組混凝土的軸心抗壓強度在摻量0-20%下降幅度較大，在20%-30%摻量范圍內下降幅度減少，各摻量對應的軸心抗壓強度較其它兩組為最低，摻量30%時軸心抗壓強度較基準組下降了53.0%;橡膠自密實混凝土(RSCC-2)組的軸心抗壓強度隨橡膠摻量增加接近直線下降趨勢，膠粒摻量30%時，軸心抗壓強度較基準混凝土下降了47.6%;橡膠自密實混凝土(RSCC-3)組的軸心抗壓強度隨摻量的變化趨勢與橡膠自密實混凝土(RSCC-1)組相反，軸心抗壓強度在0-20%時下降幅度較小，摻量為20%-30%時下降幅度急劇增大，摻量為30%時，軸心抗壓強度較基準組下降了43.3%。

　　3.本文小結

　　本文研究了摻加橡膠的自密實混凝土的基本力學性能，根據試驗結果得到以下結論：

　　(1)由立方體抗壓強度試驗結果表明：橡膠自密實混凝土的28天立方體抗壓強度隨著橡膠摻量的增加而降低。摻橡膠粉或橡膠粒的自密實混凝土的抗壓強度雖有所降低，但其極限破壞形態卻有所改善。橡膠自密實混凝土在極限荷載出現以后，還可以承受較長時間的荷載，破壞時保持原始形狀，破壞裂紋數量隨著橡膠摻量的增加而逐漸減少。

　　(2)劈裂抗拉試驗結果表明，摻加橡膠后自密實混凝土的抗拉破壞形態得到改善。摻入橡膠后，橡膠自密實混凝土的劈裂抗拉強度較基準混凝土有所降低。

　　(3)軸心抗壓試驗結果表明：橡膠自密實混凝土在出現后承載力能夠繼續保持一段時間，承載力下降階段的速度比較慢，裂縫開展較緩慢，試塊有明顯橫向變形，呈現出一定的塑性破壞特征。

　　4.研究工作展望

　　橡膠自密實混凝土是新型的復合材料，目前的研究還處于起步階段，本文只是對部分問題進行了研究，要想把橡膠自密實混凝土應用于實際工程還有大量的研究問題有待解決：

　　1、廢舊橡膠自密實混凝土的微觀特性的研究。例如：橡膠的摻入會使混凝土內部的細觀結構發生變化，引起負面效應造成強度下降幅度較大，需要進一步研究如何避免或降低橡膠對混凝土的不利影響而充分利用其有利作用。

　　2、對廢舊橡膠自密實混凝土的結構性能、動力性能，如延性和減震性能、抗沖擊性能方面進行研究，對橡膠自密實混凝土在鋼筋混凝土板方面的應用進行研究。

　　3、橡膠自密實混凝土的耐久性能的研究。為了達到將橡膠自密實混凝土應用于實際工程的目的，還需要對其抗裂性能、抗凍性能，抗滲性能，耐磨性能以及降噪性能方面進行研究。

　　參考文獻：

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