橡胶集料对混凝土抗冲磨性能的增强机理研究

橡胶颗粒作为集料掺入普通水泥混凝土中,使其单轴抗压强度近似直线下降,但抗冲磨强度大幅提升,其冲磨损伤机理与普通混凝土有较大不同。通过以C30强度等级的普通混凝土为对比组,并保持其他材料用量不变,仅将3 mm～5 mm粒径橡胶颗粒以等体积取代方式部分替代细骨料(砂),采用水下钢球法,研究不同掺量的橡胶集料对混凝土抗冲磨强度的影响规律,以及内在作用机理。试验结果表明:与普通混凝土相比,橡胶集料混凝土单轴抗压强度和弹性模量较低,而抗冲磨强度较高;随着橡胶集料掺量的增大,单轴抗压强度和弹性模量持续减小,而抗冲磨强度不断提高。橡胶集料与砂相比,弹性大,有效缓解了混凝土内部由水泥水化引起的温度和体积膨胀等应力集中,减少了初始裂缝;在高速水流带动钢球冲磨下,橡胶集料起到保护水泥石、延长磨耗时长,在相同冲磨时间内,减少了混凝土被磨损的质量,因而大幅改善混凝土的抗冲磨强度。     

乳化沥青改性橡胶混凝土试验研究

通过试验研究了橡胶颗粒取代粗骨料制备橡胶混凝土。试验过程中,橡胶颗粒取代粗骨料体积分别为25%、50%、75%、100%,同时引入乳化沥青对橡胶混凝土进行改性。分别测试了橡胶混凝土的新拌性能,包括坍落度和含气量,同时测试了硬化后橡胶混凝土的力学特性,包括抗压强度,抗弯强度和静弹性模量。试验结果表明:随着橡胶颗粒体积掺量增大,其坍落度降低,含气量增大,力学性能降低。在相同橡胶体积掺量条件下,乳化沥青掺入提高了橡胶混凝土坍落度。但对于含气量和抗压强度的影响则依赖于乳化沥青掺入量的大小。在一定掺量条件下,乳化沥青改善了橡胶混凝土的抗压强度和抗弯强度,但降低了橡胶混凝土的静弹性模量。试验结果表明:引入适当掺量的乳化沥青有效改善了橡胶颗粒与水泥基体界面黏结力,提高了橡胶混凝土力学性能。     

橡胶颗粒对透水混凝土强度和透水性能影响研究

在透水混凝土中加入不同粒径、不同掺量的废旧橡胶颗粒,对试件的各项力学性能指标进行测试。结果表明废旧橡胶颗粒的加入影响了透水混凝土的骨架空隙结构,对透水混凝土的强度产生了较大的负面影响,极大地降低了弹性模量,使材料具有半柔性,而对透水性能的影响不大。制得的橡胶透水混凝土适合应用在人行道等轻交通地区。     

基于等效夹杂理论的橡胶粉水泥混凝土总体有效弹性常数预报

利用经过表面处理的橡胶粉颗粒制备橡胶粉水泥混凝土,从界面理论分析橡胶粉颗粒表面改性处理对橡胶粉水泥混凝土力学性能的影响,用Eshelby等效夹杂理论计算橡胶颗粒水泥混凝土复合材料的等效弹性常数,研究橡胶粉掺量对水泥混凝土有效弹性常数的影响规律,并对其弹性常数进行上下限计算。实验表明,随着橡胶粉掺量的增加,材料弹性模量呈递减趋势。预测结果表明,在橡胶粉掺量大于3.5%时,预测值与试验值相对偏差开始明显加大,但是绝对偏差依然较小,模型的理论计算值与实验值取得了良好一致,上限值与实验值十分接近。     

橡胶集料高强混凝土高温前后性能研究

以橡胶颗粒部分取代细集料砂子配制高强混凝土,研究橡胶颗粒不同取代率(体积分数)对高强混凝土工作性、高温后质量和强度的损失,并用电镜表征高温前后硬化水泥基体的微观结构。研究结果表明:常温下橡胶集料高强混凝土的表观密度随着橡胶颗粒掺量的递增而下降。抗压强度随橡胶颗粒掺量的递增表现为先减后增,当掺量为6%时强度最低。硬化水泥基体微观结构致密,水泥水化产物结晶发达,600℃高温作用后,混凝土表观密度、抗压和劈拉强度明显下降,但适当掺入橡胶颗粒可以明显提高混凝土强度剩余百分率。高温后硬化水泥基体微观结构疏松、孔隙增大,粗集料以及水泥基体均产生裂纹,水泥水化产物结晶消失。     

橡胶颗粒对混凝土自密实及抗裂性能影响研究

为进一步研究橡胶颗粒对混凝土自密实性能以及抗裂性能的影响,通过采用不同橡胶粒径和取代率的两因素、三水平的正交试验研究混凝土的填充性、间隙通过性、收缩以及早期抗裂性。结果表明,橡胶混凝土拌合物的填充性和间隙通过性较基准混凝土均有不同程度的提高,但抗离析性在不同程度上有所下降。橡胶颗粒取代率对混凝土强度以及弹性模量的影响较橡胶颗粒粗细程度显著,并随橡胶颗粒取代率的增多而减小,橡胶混凝土的抗压强度随橡胶颗粒粒径的由小到大呈增长状态,而劈拉强度随橡胶颗粒粒径的由小到大呈降低状态。橡胶混凝土的抗裂和收缩性能有所提高。     

废旧橡胶改性水泥基材料的研究进展

综述了国内外废旧橡胶改性水泥基材料的现有研究成果。分析了废旧橡胶改性水泥基材料未能得到广泛应用的原因,并指出了今后研究的方向。现有研究成果表明,掺入橡胶颗粒取代部分集料可以有效提高水泥基材料的抗冻性和抗渗性,成倍提高混凝土的弯曲疲劳寿命,同时使抗裂性、抗冲击性能也得到改善。此外,橡胶混凝土应用到结构构件中能提高结构的延性及耗能能力。     

不同龄期橡胶混凝土力学性能试验研究

为了深入研究橡胶混凝土的力学性能,以C50混凝土配合比为基准,将粒径为1~3 mm的橡胶颗粒按照5%、7.5%、10%、12.5%、15%的比例等体积取代砂,配制橡胶混凝土。研究了龄期以及橡胶颗粒掺量对橡胶混凝土基本力学性能的影响,并采用环境扫描电子显微镜对混凝土基体和橡胶颗粒与基体的界面进行分析。结果表明,随着水泥水化龄期的发展,水泥水化产物会逐渐填充密实橡胶颗粒与水泥基体之间的界面过渡区,从而实现橡胶颗粒和混凝土基体相容;掺入橡胶颗粒会改善混凝土的弹性,同时又损失了混凝土的强度,但橡胶混凝土应用于路面工程,仍然可以满足强度要求。通过对试验结果进行拟合,得到了可供预测橡胶混凝土强度的公式,也可为橡胶混凝土在路面工程中的应用提供参考。     

考虑地震量级作用下橡胶纤维混凝土的受压动力性能

为探究橡胶纤维混凝土受压动力性能,分别按0％和30％橡胶取代率、0％和0.6％聚丙烯纤维掺量配制4种配合比橡胶纤维混凝土;同时考虑8种地震量级加载应变率,应用液压伺服机对橡胶纤维混凝土开展单轴受压试验,得到不同加载工况下橡胶纤维混凝土受压破坏形态和应力-应变曲线.结果 表明:掺有橡胶颗粒和聚丙烯纤维的混凝土静动力受压破坏形态完整性相对较高,橡胶颗粒作用能够有效提高混凝土的延性特征;随着加载应变率的提高,橡胶纤维混凝土峰值应力逐步增大,其中单掺聚丙烯纤维的混凝土峰值应力动力提高系数和弹性模量动力提高系数明显高于其他配合比工况,单掺橡胶颗粒的混凝土所表现出的规律则与之相反;另外,分别提出了加载应变率与橡胶纤维混凝土峰值应力动力提高系数和弹性模量动力提高系数的关系方程,并对其受力机理进行了探讨.     

橡胶集料水泥砂浆和混凝土的性能研究

废轮胎颗粒掺加到水泥砂浆和混凝土中会明显降低材料强度,大大限制其应用。针对该问题,应用多种方法来改进橡胶混凝土的力学性能,例如降低W/C、掺加硅灰、偶联剂预处理橡胶颗粒等。研究结果表明，降低W/C能够明显提高橡胶混凝土的强度,橡胶颗粒表面用PVA和硅烷偶联剂处理能够显著增加抗压强度，如果多种方法联合使用效果更好。此外，橡胶改性混凝土的强度虽然有所降低，但其韧性和抗疲劳特性却显著增加。应用SEM分析了橡胶混凝土的微观结构,结果同样证实偶联剂处理橡胶颗粒表面能够提高水泥基体与橡胶颗粒的界面粘结强度。