橡膠混凝土具有優(yōu)越的抗沖耐磨性能,同時能較好地解決廢棄橡膠制品回收難題,在水利工程中具有良好的應(yīng)用前景。但是,隨著橡膠的大量摻入,混凝土抗壓強度等宏觀力學(xué)性能有著明顯下降,斷裂破壞機理較普通混凝土更為復(fù)雜。本文采用細觀力學(xué)方法,建立基于真實微觀結(jié)構(gòu)的橡膠混凝土斷裂數(shù)值模型,模擬大摻量橡膠混凝土斷裂過程區(qū)演變過程,分析其斷裂機理。主要工作內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）采用微觀試驗方法和圖像分析相關(guān)技術(shù),研究了大摻量橡膠混凝土界面微觀結(jié)構(gòu),定量分析了大摻量橡膠混凝土初始損傷。結(jié)果表明:橡膠與砂漿界面處的裂紋顯著大于粗骨料與砂漿界面處的裂紋,橡膠顆粒界面周圍幾乎完全與砂漿基體脫離;不同橡膠摻量下的橡膠-砂漿界面微裂紋長度未顯示明顯區(qū)別;隨橡膠摻量的增加,粗骨料-砂漿界面處微裂紋數(shù)目減少,但其裂紋平均長度變化差距較小;隨橡膠摻量的增加,橡膠混凝土孔隙含量隨之增大。（2）建立了橡膠混凝土細觀數(shù)值模型�；谖⒂^結(jié)構(gòu)試驗結(jié)果,將橡膠混凝土看作由砂漿基體、粗骨料、橡膠顆粒、界面和初始缺陷組成的多相復(fù)合材料,建立了考慮真實結(jié)構(gòu)的橡膠混凝土細觀數(shù)值模型,模擬了不同橡膠摻量下混凝土立方體抗壓和劈裂抗拉試驗,結(jié)果表明... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

橡膠摻量對混凝土抗沖磨強度的影響

2大摻量橡膠混凝土界面微觀結(jié)構(gòu)13石的保護作用[76,81]。因此，結(jié)合本文已有文獻橡膠摻量對抗沖磨強度影響的結(jié)果整理，橡膠顆粒對混凝土抗沖磨強度的提升隨橡膠摻量的增加逐漸增加，但在橡膠摻量達到30%時提高程度呈現(xiàn)平緩的趨勢。2.3橡膠混凝土界面微觀結(jié)構(gòu)試驗本文基于前述結(jié)果探究，進一步對普通混凝土、10%低摻量橡膠混凝土及30%大摻量橡膠混凝土進行界面微觀結(jié)構(gòu)試驗，探究橡膠摻入后微觀結(jié)構(gòu)的特殊形貌特征，確定其界面微裂紋數(shù)量及孔隙含量同普通混凝土、低摻量橡膠混凝土的變化情況，獲取界面微觀定量參數(shù)，從而為后續(xù)橡膠混凝土數(shù)值模型建立及材料參數(shù)確定提供相應(yīng)依據(jù)。2.3.1原材料及配合比設(shè)計試驗采用山東魯城水泥有限公司生產(chǎn)的標(biāo)號為P.I42.5的硅酸鹽水泥；粗骨料為石灰?guī)r碎石，5-20mm連續(xù)級配，由粒徑5-10mm的小石子和粒徑10-20mm的大石子以3：7比例混合；細骨料是天然河沙，細度模數(shù)為2.94，最大粒徑為4mm；橡膠顆粒的粒徑為3-6mm，表觀密度為1119kg/m3，形狀如圖2.2所示，不同橡膠摻量以等體積代砂的方式摻入到混凝土中。試驗所用不同試塊配合比如表2.1所示。圖2.2橡膠顆粒形狀

2大摻量橡膠混凝土界面微觀結(jié)構(gòu)14表2.1試驗配合比試件種類試件編號橡膠摻量/%水灰比試件配合比/（kg/m3）水水泥砂小石子大石子橡膠顆粒橡膠混凝土C-000.431854306433437990R-10100.4318543057934379926R-30300.43185430450343799802.3.2試樣制備微觀結(jié)構(gòu)試驗通過對比大摻量橡膠混凝土橡膠界面及骨料界面微觀結(jié)構(gòu)的差異，從微觀角度解釋橡膠摻入后對混凝土宏觀性能的影響，基于此進行后續(xù)數(shù)值模型的建立，并進一步確定橡膠混凝土界面初始缺陷的微觀定量參數(shù)，為建立的橡膠混凝土數(shù)值模型提供材料參數(shù)。應(yīng)用于微觀結(jié)構(gòu)定量分析試樣的制備主要包括：（1）切割；（2）打磨；（3）清洗；（4）干燥；（5）真空浸漬；（6）二次打磨；（7）掃描。（1）切割參照《水工混凝土試驗規(guī)范》（SL352-2006），應(yīng)用前述所示原材料及配合比設(shè)計澆筑成形100mm×100mm×100mm的不同摻量下的橡膠混凝土立方體試件，試塊拆模后放置在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護28天。待試塊養(yǎng)護達到要求齡期后，進行橡膠混凝土試件切割，為盡可能減小試件端部及操作過程對橡膠混凝土內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)及初始缺陷觀測結(jié)果的影響，操作過程中從橡膠混凝土試件中部切割出100mm×100mm×15mm的切片，試驗所用切割機如圖2.3所示。圖2.3橡膠混凝土微觀結(jié)構(gòu)試驗切割機

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于DIC方法的混凝土允許損傷尺度試驗研究[J]. 卿龍邦,曹國瑞,管俊峰.  工程力學(xué). 2019(10)
[2]基于邊界效應(yīng)理論確定熱軋?zhí)妓劁摰捻g度與強度[J]. 管俊峰,謝超鵬,HU Xiao zhi,姚賢華,白衛(wèi)峰.  工程力學(xué). 2019(03)
[3]橡膠粒徑與摻量對砂漿力學(xué)性能影響的試驗研究[J]. 馬海彬,胡凡,馬晴晴,董大鵬.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(04)
[4]由小尺寸試件確定混凝土的斷裂韌度與拉伸強度[J]. 管俊峰,姚賢華,白衛(wèi)峰,陳記豪,付金偉.  工程力學(xué). 2019(01)
[5]橡膠混凝土斷裂性能試驗研究[J]. 曹國瑞,王娟,卿龍邦,楊朝霞,姜軍.  土木建筑與環(huán)境工程. 2018(06)
[6]橡膠混凝土抗沖磨性能試驗研究[J]. 袁群,李曉旭,馮凌云,曹宏亮.  長江科學(xué)院院報. 2018(07)
[7]高抗沖磨橡膠混凝土在前坪水庫導(dǎo)流洞的應(yīng)用[J]. 羅福生,郝二峰,歷從實,馮凌云,皇甫澤華.  治淮. 2018(04)
[8]摻纖維抗沖磨混凝土性能試驗研究[J]. 鄧中正,楊華全,肖開濤.  混凝土. 2017(04)
[9]巖基-橡膠集料混凝土抗剪性能試驗研究[J]. 鄭茂海,劉玲,王可良.  混凝土世界. 2017(04)
[10]界面初始缺陷對混凝土單軸抗拉強度的影響[J]. 王娟,管巧艷,孔宇田,余閃閃.  水利水電科技進展. 2016(05)

碩士論文
[1]橡膠混凝土抗沖磨、抗沖擊性能的研究[D]. 汪武威.鄭州大學(xué) 2017
[2]鋼纖維改性橡膠混凝土斷裂性能試驗研究[D]. 顏揚.浙江工業(yè)大學(xué) 2016
[3]機場道面橡膠改性再生骨料混疑土抗彎疲勞性能試驗研究[D]. 寧國芳.廣東工業(yè)大學(xué) 2014
[4]橡膠混凝土路面材料斷裂性能的試驗研究[D]. 郭壯.廣東工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號：3228082