橡胶混凝土与普通混凝土的黏结性能

第12卷第2期 建 筑 材 料 学 报 v01．12，No．2 2009年4月 JOURNAL0FBUILDINGMATERIALS Apr．，2009 文章编号：1007—9629(2009)02一0223一04 橡胶混凝土与普通混凝土的黏结性能 杨令强1， 秦 冰2， 武甲庆3， 李木俭 ， 刘俊 (1．济南大学土木建筑学院，山东济南250022；2．山东水利设计院，山东 3．山东省水利厅山东济南250013) 岩1 济南250013； 摘要：通过对100多块橡胶混凝土和普通混凝土试件的劈裂抗拉试验研究，分析了2种混凝土浇 筑间隔时间、黏结面处理方法、橡胶颗粒掺量和种类对2种混凝土间黏结性能的影响；研究了2种 混凝土间劈拉强度与轴心抗拉强度的关系．研究结果明：浇筑间隔时间、黏结面处理方法、橡胶颗 粒掺量和种类对劈拉强度均有影响；不管采取何种措施，2种混凝土的黏结面都是抗拉破坏的薄弱 环节；劈拉强度和轴心抗拉强度未呈明显的线性关系． 关键词：橡胶混凝土；普通混凝土；黏结性能；劈拉强度 中图分类号：TU528．1 文献标识码：A AdhesiveofRubberizedConcretetoCommonConcrete YANGLing—qian91，QINBin92，ⅣUJia—qing3，LIMu-jianl，LIUJun-yanl (1．DepartmentofCivilEngineering，UniversityofJinan，Jinan250022，China； 2．ShandongWaterresouceDesignBureau，Jinan250013，China；3．ShandongWaterresouceBureau，Jinan250013，China) Abstract：Basedontheexperimentalstudyofsplittingtensileofoveronehundredspecimensofrubberized concreteandcommonconcrete，theeffectsofspecificfactorsontheadhesiveareanalyzed．Thesefactors areasfollows：pouringintervaltimeoftwokindofconcrete，methodofinterfacialtreatment，volumefrac- tionofrubgrainanditstype．Therelationofsplittingtensilestrengthandaxialtensilestrengthofeom— monconcreteandrubberizedconcretewerealsostudied．Theexperimentalresultsshowthatalltheabove factorshaveeffectonthesplittingtensilestrength．Andthebondingfaceisthemostweakpositioninten— siletest．Andtherelationbetweensplittingtensilestrengthandaxialtensilestrengthisnotlinear． Keywords：rubberizedconcrete；commonconcrete；adhesive；splittingtensilestrength 将废橡胶颗粒掺入到混凝土中代替部分骨料， 即可制成橡胶混凝土．橡胶混凝土在我国从20世纪 90年代开始研究[1剖，并在高性能混凝土[4]、高速路 面[51中开始运用．橡胶混凝土具有良好的延性、韧性 和工作性能[6]，但它也有缺点，如弹性模量、力学强 度低，受力时变形过大以至于影响正常使用等．普通 混凝土由于脆性、抗裂性等方面的原因，也表现出各 种缺陷．如果将橡胶混凝土和普通混凝土结合在一 起使用，使它们优势互补，可以解决许多中出现 的问．在两者共同使用的过程中，橡胶混凝土与普 通混凝土问的黏结性能是一个关键因素，但至今还 未见相关的研究报道，因此本文就此展开了研究． 1 试验设计 1．1原材料及试件制作 采用山东水泥厂生产的普通32．5R水泥。砂为 济南地区中砂，石子为济南地区I级配碎石(最大粒 径为16mm)，水为自来水；采用3种类型的橡胶颗 粒：第一种为28目(O．63mm，下同)的胶粉，表观密 收稿日期：2008—05—26；修订日期：2008—08—07 基金项目：山东省中青年科学家奖励基金资助项目(2008BS9025) 第一作者：杨令强(1972一)，男。山东东阿人，济南大学副教授。博士．主要从事水工结构的研究．E-mail：ylq．tju@126．tom 万方数据 224 建筑材料学报 第12卷 度为1176．5kg／m3，第二种为0．1～5mm连续级 配的胶粒，表观密度为1220kg／m3，第三种为2～8 mm连续级配的胶粒。表观密度为1136kg／m3． 普通混凝土(C25)配合比为：优(水泥)：仇(砂) ：m(石子)。m(水)=1：2．03：3．61：0．57，混凝 土试件尺寸为150mmX150mmX75mm． 采用振动成型方法制作混凝土试件．试件成型 后连模用塑料薄膜覆盖，并在15～20℃的室内静置 24h，然后拆模编号，并立即放入标准养护室内进行 养护．养护28d后试件的立方体抗压强度为27．3 MPa．橡胶混凝土的制作是在普通混凝土制作方法 的基础上，用一定量的橡胶颗粒等体积替代混凝土 中的部分砂． 在普通混凝土拆模一定时间后，在普通混凝土 试件的一侧浇筑橡胶混凝土，其尺寸也为150mm ×150mill×75mm． 1．2试验方法 研究材料黏结性能的试验方法有很多种，如(直 接)轴心拉伸试验、(间接)抗折拉伸试验、劈裂抗拉 试验等．本文采用劈裂抗拉试验方法，因为轴心拉伸 试验和抗折拉伸试验试件制作较为复杂，特别是拉 伸试验对设备要求相对较高，并且3种方法的精度 相当．为了进行对比，本文也作了部分轴心拉伸试 件，见图1． 3 图1轴心拉伸试件 Fig．1Axialtensilespecimen(size：mm) 1：Commoneoncrete；2：Rubberizedconcrete‘3：Pull-bar 根据DL／T5150--2001《水工混凝土试验规 程》进行劈裂抗拉试验．试验在i000kN压力试验 机上进行，垫条截面面积为5mmX5mm，长约200 mm．垫条放置在普通混凝土和橡胶混凝土的界面 上．试件受力状况见图2．以0．04MPa／s的速度连 续而均匀地对试件加载，当试件接近破坏时，停止输 油，直至试件破坏．记录破坏时的荷载．普通混凝土 和橡胶混凝土黏结面的劈拉强度，协．．(MPa)按式 (1)近似计算： 六。．。=2F／(兀A)一0．637F／A (1) 式中：F为破坏荷载，N；A为试件劈裂面面积， mm2． 5 l：Commonconcrete 2：Rubberizedconcre[e 3：Bondingface 4：Loadingboard $：Stow-bar 图2劈拉强度试验 Fig．2Splittingtensilestrengthtest 2试验结果与分析 影响2种混凝土黏结性能的因素较多，本文主 要由4个方面进行研究：2种混凝土浇筑间隔时间、 黏结面处理方法、橡胶颗粒掺量和橡胶颗粒大小． 2．1浇筑间隔时间对劈拉强度的影响 分别采用3种不同的橡胶颗粒，以40％掺量等 体积替代砂，浇筑时的温度为15～25℃．普通混凝 土浇筑后在相对湿度为95％的环境下进行养护，等 一定时间(即浇筑间隔时间)后浇筑橡胶混凝土．橡 胶混凝土浇筑28d后，测试其与普通混凝土间的黏 结性能，结果见图2．由图2可以看出：(1)在相同体 积掺量和相同浇筑间隔时间下，随着橡胶颗粒粒径 的减小，橡胶混凝土和普通混凝土的劈拉强度逐渐 增大，这是由于橡胶颗粒粒径越小，越有利于填充到 混凝土孑L隙中，实现较好分散的缘故；(2)对于同一 种橡胶颗粒，在相同掺量下，随着浇筑间隔时间的增 长，其劈拉强度也逐渐降低．因此普通混凝土浇筑成 型后立即浇筑橡胶混凝土，将提高两者间的黏结性 能． 图2劈拉强度与浇筑间隔时间的关系 Fig．2Relationbetweensplittingtensilestrengthand pouringintervaltime 试验时发现破坏面均发生在2种混凝土的黏结 面上，且破坏面平直，说明黏结面为2种混凝土黏结 试件的薄弱环节． 2．2黏结面粗糙度对劈拉强度的影响 对普通混凝土和橡胶混凝土的黏结面采用5种 一自^I、—口越口萎。一一∞qS M口薯IIa∞ 万方数据 第2期 杨令强，等：橡胶混凝土与普通混凝土的黏结性能 225 方式进行处理：(1)对普通混凝土不做任何处理，即 浇筑橡胶混凝土；(2)普通混凝土用水浸泡6h，黏 结面不作任何处理，即浇筑橡胶混凝土；(3)普通混 凝土用水浸泡6h，黏结面不作任何处理，待晾干后 浇筑橡胶混凝土；(4)普通混凝土表层用钢丝刷磨去 1～2mm，然后用水浸泡6h，待冲洗干净后即浇筑 橡胶混凝土；(5)普通混凝土表层用钢丝刷磨去1～ 2mm，然后用水浸泡6h，待冲洗干净并晾干后即浇 筑橡胶混凝土． 分别采用3种不同的橡胶颗粒，以40％掺量等 体积替代砂．在普通混凝土浇筑28d后浇筑橡胶混 凝土，再养护28d后，进行劈拉强度试验，结果见表 1．由表1可见：(1)随黏结面粗糙度的增加，劈拉强 度增大．这是因为通过将黏结面打毛后，在黏结面上 将形成很多空穴和沟槽，新浇的橡胶混凝土会渗入 到这些空穴与沟槽中去，待固化成型后，就把2种混 凝土的表面”铆”在一起，因此提高了其间的劈拉强 度；(2)清水冲洗后立即浇筑橡胶混凝土，使黏结面 附近的水灰比变大，相当于减小了2种混凝土界面 的吸附作用，因此劈拉强度降低；(3)干燥的混凝土 试件因吸收黏结面附近橡胶混凝土的水分，也使劈 拉强度下降；(4)钢丝刷打毛，用水浸泡再晾干能显 著提高劈拉强度． 表1不同界面类型下的劈拉强度 Table1 Splittingtensilestrengthatdifferentinterfaciai treatment MPa 0．46 0．50 0．54 0．53 0．63 O．40 O．44 O．49 0．46 O．55 0．36 0．38 0．41 0．42 0．43 试验发现试件的破坏位置均发生在黏结面上， 可见黏结面及其附近区域是一个薄弱环节． 2．3橡胶颗粒掺量和种类对劈拉强度的影响 分别采用3种不同的橡胶颗粒，以不同掺量等 体积代替砂，浇筑温度为15～25℃．普通混凝土浇 筑后在相对湿度为95％的环境下进行养护，7d后 浇筑橡胶混凝土，再养护28d，然后进行劈拉强度试 验，结果见图3．由图3可以看出：(1)随着橡胶颗粒 掺量的增加，橡胶混凝土和普通混凝土间的劈拉强 度逐步降低；(2)在同掺量的情况下，橡胶颗粒越大， 劈拉强度越低；(3)如果橡胶混凝土作为闸墩、桥墩、 墙面等防护材料板，用橡胶颗粒等体积替代60％以 下砂时，一般能满足两者之间黏结性能的要求． Rubgrainvolumefraction／％ 图3劈拉强度与橡胶颗粒掺量的关系 Fig．3Relationbetweensplittingtensilestrengthand rubgrainvolumefraction 2．4劈拉强度和轴心抗拉强度的关系 对于普通混凝土，轴心抗拉强度和劈拉强度的 关系为正比关系，比例系数为0．81～0．85r7]．对于 普通混凝土和橡胶混凝土的黏结试件，为了得到两 者的关系，做了20对不同橡胶颗粒(28目)掺量的 试件．试件制作方法也是采用一半普通混凝土一半 橡胶混凝土，在普通混凝土浇筑成型并标准养护7d 后浇筑橡胶混凝土，再养护28d．拉伸时加载速度控 制在0．4MPa／min，其中一块在实验过程中损坏， 得到19对试件的劈拉强度和轴心抗拉强度^(见 图4)．将劈拉强度和轴心抗拉强度数据进行拟合， 得到两者关系为： ^，，。一0．69066—0．6369f,。+0．57574t：,(2) 橡胶混凝土和普通混凝土的黏结性能与很多因 素有关，式(2)的表达式只代表普通混凝土为C25， 用28目胶粉以不同的掺量等体积代替砂所得的结 果．但从结果可明显看出：劈拉强度和轴心抗拉强度 不再是直线关系． 图4劈拉强度与轴心抗拉强度的关系 Fig．4Relationbetweensplittingtensilestrengthandaxial tensilestrength 3 结论 1．在普通混凝土与橡胶混凝土黏结前，对普通 混凝土表面进行处理(包括钢丝刷打毛，用水浸泡再 万方数据 226 建筑材料学报 第12卷 晾干)，将有利于提高普通混凝土与橡胶混凝土的黏 用[J]．混凝土，2006(7)：69—73· 结性能．DONGjian—wei·YUANL毗ZHUHan·Experime“28“81y8‘8 2．普通混凝土与橡胶混凝土的浇筑间隔时间越 ：n7d)．69app-73lica．t(iio。ncohfi二：6‘ub6。‘。。附。’8‘’3·co”“8，2006 短，两者的黏结性能越好．橡胶颗粒掺量越大，两者 [3]李悦，XIYun-pi。g．橡胶集料水泥砂浆和混凝土的性能研究 的黏结性能越差． [J]．混凝土，2006(6)：45—48． 3．所有劈拉破坏均发生在2种混凝土的黏结面LIYue·XIYun-ping．Studyonthepropertiesconcretecontai一 上，且破坏面平直，说明黏结面为2种混凝土黏结试 nlngofP0n18nd””mmon””6“啪¨ubbe“8酊eg砒。 件的薄弱环节． [4]李[J]勰．Con陈er嚣戮嚣篡嚣混凝土基本性能的 4．利用橡胶颗粒等体积替代砂，在替代量小于 试验研究[J]．混凝土。2007(5)：60一64． 60％的情况下，橡胶混凝土作为闸墩、桥墩和墙面的 LILi-j。。。，CHENZhi-ze，XIEW。i．f。。g。et。1．ExperimentaI 防护材料是能满足黏结要求的． studyoftheperformanceofhighstrengthconcretemodifiedby 5．橡胶混凝土和普通混凝土的黏结性能与多种 recyeledrubberpower[J]·concrete，2007(5)：60-64．(m Chi- 因素有关·劈裂抗拉强度与轴心抗拉强度不再是简 [5]纂二．废橡胶作为弹性沥青混凝土路面材料的试验研究[J]． 单的线性关系· 建筑材料学报，2004，7(4)：396—401‘ 参考文献： zHANGJin-xi．F。88‘6myof”88‘。。“668‘88899‘。98。。。‘ elasticasphaltconcrete(AC)LJJ．JournalotBuildingMateri一 [1]潘东平，刘锋．橡胶混凝土的应用和研究概况[J]．橡胶工业。 als·2004·7(4)：396—401．(inChinese) 2007，54(3)i182—185． [6]ELDINNN，SENOUCIAB．Rubber-tireparticlesasconcrete PANDong-ping．LIUFeng．Applicationandresearchsummary aggregate[J]．MatinCivilEngineering，1993，5(4)：478—496． ofrubberconcrete[J]．RubberEngineering，2007。54(3)：182一[7]CEB-FIP，模式规范(混凝土结构)[s]． 185．(inChinese) CEB-FIP，Codeforconcretestructure[S]． r2]蓄建伟，袁琳，朱涵．橡胶集料混凝土的试验研究及工程应 (上接第222页) 2．按我国混凝土结构设计规范进行锚固设计 时，钢筋锚固长度取最小值，因此在混凝土强度等级 相同的条件下，高等级钢筋的锚固疲劳性能较好；在 钢筋等级和直径不变的条件下，钢筋锚固疲劳性能 随着混凝土强度等级的提高而增加． 3．鉴于我国混凝土结构设计规范没有疲劳荷载 下钢筋黏结锚固的，因此，当钢筋混凝土结构承 受疲劳荷载时，可参考国外标准中相关内容验算钢 筋的疲劳应力幅． 参考文献： [1]ACICommittee408．State-of-the-art-report：Bondundercyclic loads(ACl408．2R--92)[R]．[s1]：ACI，1992． [2]DNV-OS-502．Offshoreconcretestructures[S]． [3]GB50010--2002，混凝土结构设计规范[S]． GB50010--2002，Designcodeforconcretestructures[S]．(in Chinese) [4]03G101—1，混凝土结构施工图平面整体表示法制图规则和构 造详图Is]． 03G101—1，Specificationofplandrawingsandconstructionde— tailsofconcretestructures[S]．(inChinese) 万方数据 橡胶混凝土与普通混凝土的黏结性能 作者： 杨令强， 秦冰， 武甲庆， 李木俭， 刘俊岩， YANG Ling-qiang， QIN Bing， WU Jia- qing， LI Mu-jian， LIU Jun-yan 作者单位： 杨令强,李木俭,刘俊岩,YANG Ling-qiang,LI Mu-jian,LIU Jun-yan(济南大学土木建筑学院 ,山东济南,250022)， 秦冰,QIN Bing(山东水利设计院,山东济南,250013)， 武甲庆,WU Jia-qing(山东省水利厅,山东济南,250013) 刊名： 建筑材料学报 英文刊名： JOURNAL OF BUILDING MATERIALS 年，卷(期)： 2009，12(2) 被引用次数： 0次 参考文献(7条) 1.潘东平.刘锋 橡胶混凝土的应用和研究概况[期刊论文]-橡胶工业 2007(03) 2.董建伟.裒琳.朱涵 橡胶集料混凝土的试验研究及工程应用[期刊论文]-混凝土 2006(07) 3.李悦.XI Yun-ping 橡胶集料水泥砂浆和混凝土的性能研究[期刊论文]-混凝土 2006(06) 4.李丽娟.陈智泽.谢伟锋 橡胶改性高强混凝土基本性能的试验研究[期刊论文]-混凝土 2007(05) 5.张金喜 废橡胶作为弹性沥青混凝土路面材料的试验研究[期刊论文]-建筑材料学报 2004(04) 6.ELDIN N N.SENOUCI A B Rubber-tire particles as concrete aggregate 1993(04) 7.CEB-FIP.模式规范(混凝土结构) 相似文献(10条) 1.学位论文 韩春翠 碾压橡胶混凝土力学性能研究 2008 橡胶混凝土是近年来倍受关注的一种新型混凝土。虽然橡胶混凝土的强度会因橡胶粉的掺入而降低，但由于韧性、变形能力、抗冲击性能等比普通 混凝土有显著提高，因此该复合材料被推向日益广阔的应用领域。碾压普通混凝土由于用水量少，拌和料比较干稠，温度控制简单，施工速度快，尤其 适合筑坝工程、公路路面及水工防渗面板等条状薄板结构工程。但其在公路路面和水工防渗面板等工程中的应用较少，主要原因之一是碾压普通混凝土 不能满足这类工程所需要的较高的抗裂性能和适应变形能力。若能通过掺入橡胶粉改善其韧性和变形能力，对碾压普通混凝土在上述工程中的应用具有 重要意义。 本研究是国家自然科学基金项目“碾压混凝土技术性能研究”(资助号50679054)的部分内容，以碾压橡胶混凝土的工作性和力学性能作为主要研究 对象。采用橡胶粉等体积取代砂方法，首先对不同水灰比、不同橡胶粉用量情况下碾压橡胶混凝土的工作度和抗压强度发展变化规律进行探讨，建立以 水泥强度、水灰比和橡胶粉用量为参数的抗压强度回归公式。在此基础上，探讨等抗压强度条件下橡胶粉用量对碾压橡胶混凝土的轴心抗压强度、抗弯 强度和直接拉伸强度的影响。 研究结果表明： (1)随橡胶粉用量的增加，碾压橡胶混凝土的密度显著下降； (2)橡胶粉等体积取代砂，不会对碾压橡胶混凝土工作性能产生显著影响； (3)碾压普通混凝土是干硬性混凝土，橡胶粉在振实过程中不会上浮，所以可获得均匀的碾压橡胶混凝土； (4)随橡胶粉用量的增加，碾压橡胶混凝土的力学强度显著下降； (5)水泥强度、水灰比和橡胶粉用量是影响碾压橡胶混凝土强度的主要因素，回归得到的碾压橡胶混凝土的抗压强度公式的预测精度不很理想； (6)等抗压强度条件下，碾压橡胶混凝土的轴心抗压强度、抗弯强度和直接拉伸强度都随橡胶粉用量的增加而有所提高，表明橡胶粉的掺入使得混凝 土的抗裂性能得到改善； (7)碾压橡胶混凝土试件受压破坏时表现出明显的延性破坏特征。 2.期刊论文 王婧一.王立燕.张亚梅.WANG Jing-yi.WANG Li-yan.ZHANG Ya-mei 弹性橡胶混凝土压、弯变形性能试 验研究 -混凝土与水泥制品2008(2) 对普通混凝土、橡胶混凝土及橡胶纤维混凝土进行了单轴受压及四点弯曲荷载作用下变形性能的试验研究,得到了各组混凝土的单轴受压应力一应变 全曲线及弯曲荷载作用下的荷载-挠度曲线,并对单轴受压应力-应变全曲线进行了拟合,得出了全曲线方程及拟合参数.结果表明,橡胶及橡胶纤维混凝土 单轴受压应变峰值分别是普通混凝土的1.74和1.92倍,弯拉荷载作用下的极限挠度分别达到0.66mm和0.80mm,折压比分别是普通混凝土的1.45和1.64倍.说 明橡胶及纤维的掺入大大提高了普通水泥混凝土的韧性及变性性能. 3.学位论文 杜建能 粉煤灰对碾压橡胶混凝土力学性能的影响 2009 碾压橡胶混凝土是对普通塑性橡胶混凝土的一个创新。因橡胶粉的掺入，橡胶混凝土的韧性、变形能力、抗冲击性能比普通混凝土得到显著提高。 而碾压混凝土虽然适合筑坝工程、公路路面及水工防渗面板等条状薄板结构工程，却不能满足这类工程所需要的较高的抗裂性能和变形能力。所以通过 掺入橡胶粉改善碾压混凝土的韧性和变形能力，意义重大。开展碾压橡胶混凝土的研究除了潜在的工程应用前景外，还具有重要的环保意义。因此，碾 压橡胶混凝土作为一种新型工程材料具有广阔的发展前景。
　　 粉煤灰是碾压橡胶混凝土的重要组成部分。本研究是国家自然科学基金项目“碾压混凝土技术性能研究”(资助号50679054)的部分内容，以粉煤灰对碾 压橡胶混凝土的力学性能和变形性能的影响作为主要研究对象。采用橡胶粉等体积取代砂和粉煤灰等质量取代水泥的方法，首先对不同水泥一粉煤灰比 例时胶砂试件和混凝土试件强度的变化规律进行研究；其次，在一定的粉煤灰掺量情况下，探讨不同橡胶粉掺量对碾压橡胶混凝土的抗压强度、劈裂抗 拉强度的变化规律，并建立以水泥强度、水灰比和橡胶粉用量为参数的抗压强度回归公式。与此同时，探讨不同橡胶粉用量对碾压橡胶混凝土的轴心抗 压强度、抗弯强度、直接拉伸强度和各种变形性能的影响及变化规律。
　　 研究结果表明：
　　 (1)随橡胶用量的增加，碾压橡胶混凝土的力学强度显著下降；
　　 (2)水泥强度、水灰比、粉煤灰用量和橡胶用量是影响碾压橡胶混凝土强度的主要因素，回归得到的碾压橡胶混凝土28d抗压强度公式具有理想的精度 ；
　　 (3)碾压橡胶混凝土28d的拉压比为(1/11.9，1/15.9)，与普通混凝土的拉压比大致相同；
　　 (4)随橡胶掺量的增加，碾压橡胶混凝土的抗弯弹性模量、静力抗压弹性模量和抗拉弹性模量逐渐降低，表明橡胶粉的掺入使得碾压混凝土的抗裂性能 得到改善；
　　 (5)碾压橡胶混凝土试件破坏时仍能保持其完整性，表现出明显的延性破坏特征，表明橡胶粉的掺入使得混凝土的韧性得到增强。 4.期刊论文 王庆余.朱涵.杨林虎.Wang Qingyu.Zhu Han.Yang Linhu 橡胶混凝土叠合梁橡胶混凝土层最佳高度 - 工业建筑2007,37(z1) 橡胶混凝土叠合梁(见橡胶混凝土叠合梁简介)中,如果普通混凝土和橡胶混凝土层厚度相同,那么,当橡胶混凝土底层达到极限拉应变的时候,普通混 凝土还是完好的,可以考虑加大普通混凝土层厚度,使橡胶混凝土和普通混凝土同时达到极限拉应变.这样做的优势在于: 增加了试件整体刚度,使试件应 变减小,延缓了其破坏; 减少了橡胶混凝土的用量,降低成本.为此,研究不同掺量的橡胶混凝土叠合梁中橡胶混凝土层的最佳高度. 5.学位论文 王婧一 弹性橡胶混凝土抗裂性及疲劳特性研究 2008 水泥混凝土路面存在刚度大,行车舒适性差,早期由于收缩而易开裂,且由于其高弹性模量及低的粘性阻尼而存在噪声污染等缺点。随着橡胶工业及汽 车工业的发展,大量的废旧轮胎、橡胶制品及其边角废料不断增多,已给环境造成危害,其利用问题己引起人们广泛的关注。将粉碎后的废橡胶颗粒应用于 水泥混凝土中可降低材料脆性,提高其韧性及变形能力,且有助于消除“黑色污染”。本文主要结合弹性混凝土在路面面层的应用开展研究,研究对象为基 准混凝土、弹性橡胶混凝土及橡胶纤维混凝土,对比研究了三种混凝土的静态力学性能、约束状态下混凝土板内不同位置的收缩应力、动态弯曲疲劳特性 及疲劳损伤性能。 静态力学性能研究得到单轴受压应力-应变全曲线、分段式全曲线方程及抗弯荷载-挠度曲线。结果表明：橡胶及纤维掺入明显降低了普通水泥混凝 土的脆性,提高了混凝土的韧性。橡胶及橡胶纤维混凝土单轴受压峰值应变分别是基准混凝土的1.74和1.92倍,弯拉荷载作用下极限挠度分别达到 0.66mm和0.80mm,折压比分别是普通混凝土的1.45和1.64倍。 设计了一种测试混凝土在约束状态下收缩性能的新方法,此方法能够从混凝土浇筑后开始测试并计算出收缩应力,对收缩性能进行定量研究。室内和 室外试验结果均表明：普通混凝土收缩应力大于橡胶混凝土,弹性橡胶颗粒的掺入,有效地缓解了混凝土收缩受到约束时产生的应力,抑制了应力的发展。 室外试验结果表明,板边缘应力达到1MPa,中心应力仅为0.1-0.2MPa,板纵向应力大于横向应力,板内最大拉应力产生在板的纵向边缘位置。温度和湿度的 显著变化引起混凝土内部应力的起伏。 动态弯曲疲劳特性研究采用等幅应力控制加载方式,对比不同应力比条件下三种混凝土的疲劳性能,并对实测疲劳寿命结果进行了概率统计分析。通 过双对数及单对数应力比(S)-疲劳寿命(N)关系建立弹性混凝土弯曲疲劳方程。结果表明：橡胶粉和纤维在混凝土中共同作用,改善了应力集中现象,有效 地降低了疲劳裂纹扩展速率,延长了混凝土的疲劳寿命。各应力水平下三种混凝土的疲劳寿命均服从两参数威布尔分布。 采用声发射技术对混凝土的疲劳过程进行了实时监测,利用参数分析法对混凝土进行了疲劳损伤研究。结果表明：疲劳循环加载过程中的声发射信号 实时强度及活度,基准混凝土最大,橡胶混凝土次之,橡胶纤维混凝土最小。应力水平分别为0.6、0.7、0.8时,基准混凝土声发射信号撞击总数分别是橡胶 混凝土的4、5和23倍。不同应力水平条件下,基准混凝土撞击总数随时间变化均呈现线性增长趋势或接近线性增长,幅度随时间变化分布紧密,声发射信号 连续发生,损伤程度持续增加,而橡胶及橡胶纤维混凝土撞击总数随时间变化发展平缓,曲线中间有一平台,幅度随时间变化分布松散,曲线明显分为裂纹引 发、稳定扩展、失稳扩展三个阶段。对橡胶混凝土来说,n/N在0～0.25时为裂纹引发阶段,n/N在约0.25～0.87时为裂纹稳定扩展阶段,n/N在0.87～1时为 裂缝失稳扩展阶段。 6.期刊论文 刘锋.潘东平.李丽娟.陈应钦.LIU Feng.PAN Dong-ping.LI Li-juan.CHEN Ying-qin 橡胶混凝土应力 和强度的细观数值分析 -建筑材料学报2008,11(2) 利用富勒公式将三维级配曲线转化为二维平面内任意粒径集料出现的概率,在细观层次上将橡胶混凝土离散为粗集料、橡胶集料和水泥砂浆,建立了 橡胶混凝土粗集料及橡胶集料随机分布的集料模型.将橡胶混凝土作为普通混凝土与橡胶集料组成的二相复合材料.利用有限元方法对橡胶混凝土二相复 合材料模型的轴心抗压强度进行计算和分析,并和试验结果进行对比,结果表明:该分析方法能很好地模拟计算橡胶混凝土的轴心抗压强度,给出了模型加 载过程中的细观应力分布及变化情况,模拟结果较好地反映了橡胶混凝土在单轴作用下的力学特性. 7.期刊论文 范小春.袁海庆.卢哲安 层布式钢纤维橡胶混凝土力学性能试验研究 -武汉理工大学学报2008,30(7) 按照普通混凝土力学性能试验方法和钢纤维混凝土试验方法的要求,比较了层布式钢纤维橡胶混凝土在立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗压弹性模 量、弯拉强度、耐磨性和抗冲击等力学性能方面与普通混凝土、橡胶混凝土和层布式钢纤维混凝土的差别,得出其能够有效提高素混凝土的弯拉强度、变 形性能和耐久性能的结论,为其工程应用提供试验数据. 8.期刊论文 盖玉杰.李伟 橡胶混凝土的应用实验研究 -中国新技术新产品2010(2) 本文介绍了橡胶混凝土的应用和研究概况,与普通混凝土相比,橡胶混凝土具有质量轻、耐久性能、减震性能和隔声性能好等特点,已逐渐在公路、桥 梁、铁路、民用建筑和军事建筑等中应用.目前橡胶混凝土的研究主要集中在使用性能方面,建立完善的理论体系和试验研究方法将有力于推动橡胶混凝 土的广泛应用. 9.学位论文 任峰 层布式钢纤维橡胶混凝土力学性能及应用研究 2008 本研究通过掺加橡胶粉对混凝土进行改性，使混凝土的韧性、抗裂性能和变形能力得到提高。将其应用于路面工程，能够使路面既保持在强度、耐 久性、防火及防水害方面的优点，又能改善其行车舒适性。同时采用层布式钢纤维路面结构形式，形成一种层布式钢纤维橡胶混凝土的新型路面。这种 复合式路面集中了刚性路面与柔性路面的优点，互补了各自的缺陷，可望改善路面的路用性能。围绕这一目标，进行的主要工作和取得的成果有： ㈠通过对比试验的方法，分析了橡胶混凝土材料的物理力学性能(压缩弹性模量、立方体抗压强度和轴心抗压强度)。 ㈡通过对普通混凝土、橡胶混凝土、层布式钢纤维混凝土和层布式钢纤维橡胶混凝土进行弯拉性能试验，得出掺加橡胶粉和分层布置钢纤维的方式 对混凝土弯拉强度和弯拉韧性所造成的影响。 ㈢用多层状弹性体系的应力与位移方法对层布式钢纤维橡胶混凝土路面结构进行分析，以层状弹性体系理论为基础，建立了层布式钢纤维橡胶混凝 土路面结构的有限元计算模型，然后通过有限元方法分别分析在荷载应力和温度应力作用下，不同板厚层布式钢纤维橡胶混凝土路面的应力变化情况。 同时与相同板厚的普通水泥混凝土路面、橡胶混凝土路面和层布式钢纤维混凝土路面进行对比，为层布式钢纤维橡胶混凝土路面结构设计提供参考依据 。 10.期刊论文 潘东平.刘锋.李丽娟.陈应钦 橡胶混凝土的应用和研究概况 -橡胶工业2007,54(3) 介绍橡胶混凝土的应用和研究概况.与普通混凝土相比,橡胶混凝土具有质量小及耐久性能、减震性能、抗冲击性能、抗爆裂性能、隔热性能和隔声 性能好等特点,已逐渐在公路、桥梁、铁路、民用建筑和军事建筑等中应用.目前橡胶混凝土的研究主要集中于使用性能方面.建立完善的理论体系和试验 研究方法将有力推动橡胶混凝土的广泛应用. 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jzclxb200902021.aspx 授权使用：武汉职业技术学院(whzyjsxy)，授权号：72f7ce4a-f712-45b3-8e0f-9e7600a62998 下载时间：2011年1月25日