活性粉末混凝土(RPC)作為超高性能混凝土的典型代表,其具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐久性能。同時,RPC通過摻入鋼纖維等增加了其韌性和延展性,克服了混凝土材料強度越高脆性越大的問題。但是,活性粉末混凝土相比于普通混凝土還存在生產(chǎn)成本高、制備工藝復(fù)雜、收縮較大等問題。雖然國內(nèi)外學(xué)者針對RPC的三大不足做了大量的研究,但是由于大量使用鋼纖維等昂貴原料造成的高成本問題一直未得到很好的解決,這也阻礙了活性粉末混凝土的大規(guī)模應(yīng)用。與此同時,我國廢舊輪胎產(chǎn)生量巨大,資源化回收利用廢舊輪胎已成為全社會關(guān)注的焦點。廢舊輪胎中含有約17%的鋼絲,若能回收廢舊輪胎中的鋼絲制備鋼纖維以取代RPC中常用的鍍銅鋼纖維,將有望顯著的降低RPC的生產(chǎn)成本并實現(xiàn)廢舊輪胎資源的回收利用。基于此,本論文研究利用廢舊鋼纖維取代傳統(tǒng)的鍍銅鋼纖維制備RPC。首先,為了獲得一個較好的基礎(chǔ)配合比,分析了正交實驗法和Dinger-Funk連續(xù)分布理論等RPC的主流配合比設(shè)計方法所配制的RPC的性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn):正交實驗的各因素對RPC抗折強度、抗壓強度和流動性的影響程度不同;利用Dinger-Funk連續(xù)分布模型易于配制具有良好工作性能的RPC,利用惰性材料含量較多的多組分原料配制RPC時宜選擇“砂的緊密堆積+粉體材料的Dinger-Funk連續(xù)分布”。其次,為了證實利用廢舊鋼纖維制備RPC的可行性,廢舊鋼纖維和鍍銅鋼纖維對RPC物理力學(xué)性能的影響被對比研究。實驗結(jié)果表明:廢舊鋼纖維和鍍銅鋼纖維對RPC物理力學(xué)性能的影響規(guī)律基本一致,且具備同等的抗氯離子侵蝕能力。然后,為了提高廢舊鋼纖維RPC的物理力學(xué)性能,研究了材料組成和養(yǎng)護制度等對廢舊鋼纖維RPC的影響,期望通過優(yōu)化材料組成和養(yǎng)護制度提高RPC的物理力學(xué)性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn):在化學(xué)外加劑方面,減水劑和降粘劑對RPC的流動性和強度存在一定影響,但是消泡劑和硅灰分散劑對RPC幾乎沒有影響。硅灰的摻量和摻入方式對RPC的性能均存在影響,粉煤灰和石灰石粉的最佳使用量為5%,石灰石粉可以部分替代石英砂以提高RPC性能。養(yǎng)護制度對RPC的力學(xué)性能、物相組成以及微觀結(jié)構(gòu)等都存在較大的影響。高溫養(yǎng)護的RPC相對常溫養(yǎng)護具有更高的強度和更致密的微觀結(jié)構(gòu),蒸汽養(yǎng)護的最佳溫度為80~90℃、最佳養(yǎng)護時間為2~3天,1~2天的預(yù)養(yǎng)護可以進一步提高RPC的強度。利用實驗獲得的最佳配合比(石英砂1045kg/m~3、石灰石粉55kg/m~3、水泥800kg/m~3、硅灰200kg/m~3、粉煤灰40kg/m~3、水147kg/m~3、鋼纖維208kg/m~3)可以制備抗壓強度200MPa以上的廢舊鋼纖維RPC。最后,為了探究廢舊鋼纖維RPC的工程應(yīng)用效果,利用廢舊鋼纖維RPC制備了井蓋構(gòu)件,并測試井蓋性能及分析經(jīng)濟效益。研究結(jié)果表明:利用實驗獲得的廢舊鋼纖維RPC可以制備出成本低至105元的D400級及以上等級的檢查井蓋。綜合研究結(jié)果可以看出,利用廢舊鋼纖維取代傳統(tǒng)鍍銅鋼纖維制備RPC是完全可行且具有潛力的。
【學(xué)位單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU528
【部分圖文】：

汽車輪胎的年產(chǎn)量空前巨大，據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示我國橡膠輪胎外胎年生產(chǎn)量為 10 億條左右，如圖1-1 所示。我國輪胎產(chǎn)量已連續(xù) 10 年居世界前列，每年產(chǎn)生的廢舊輪胎也是全球第一，據(jù)不完全統(tǒng)計，在 2013 年，中國廢舊輪胎產(chǎn)生量已經(jīng)達到 2.99億條，重量達到 1080 萬噸，并以每年約 8%~10%的速度在增長。廢舊輪胎造

圖 2-1 硅灰 SEM 圖片 圖 2-2 粉煤灰 SEM 圖片F(xiàn)ig.2-1 SEM photography of silica fume Fig.2-2 SEM photography of fly ash（5）石灰石粉：課題研究所用石灰石粉為四川圣玉生態(tài)材料科技有限公司的 600 目重鈣粉，密度 2700kg/m3，其主要化學(xué)成分如表 2-1 所示，粒度

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本文編號：2861666