低掺量橡胶混凝土力学性能及机理的试验研究

作     者：徐敏 

作者单位：安徽理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：庞建勇

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：橡胶粒 橡胶混凝土 Excel VBA 取代率 SEM电镜 

摘      要：现今社会,橡胶制品的生产和使用量十分庞大,随即产生大量的废弃橡胶制品,如此庞大数量的废旧橡胶若闲置不用,不但占用了土地资源,污染土壤及地下水,成为危害人类和生态环境的“黑色污染,而且橡胶废弃物中含有的橡胶弹性体、织物、聚酯、金属等有价资源无法循环利用,造成巨大的资源浪费,目前绝大多数的国家学者都在考虑将橡胶掺入混凝土中实现二次循环利用。本文主要研究的便是橡胶混凝土材料,通过Excel VBA程序开发设计混凝土配合比设计程序,使混凝土配合比设计从人工计算中解脱出来,更加高效、准确。并以此得出本文研究试验的配合比,将20目、1～3mm、3～6mm三种粒径橡胶粒用内掺法分别掺入0%、2%、4%、6%、8%、10%的量进混凝土中作为试验研究对象,通过试验得出橡胶粒的掺入使得混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度均有所降低,橡胶混凝土的抗压强度随着掺量的增加而降低,同掺量下抗压强度随粒径的增长而降低;橡胶混凝土的劈裂抗拉强度随掺量的增加而降低,但同掺量下随着粒径的减小而降低,并尝试建立了橡胶粒掺量对橡胶混凝土立方体抗压强度的影响规律,公式形式:fce=A+Bx+Cx2+Dx3+Ex4,橡胶粒粒径对橡胶混凝土立方体抗压强度影响规律,公式形式:fce=F+G/(1+10y-H),而立方体抗压强度与劈裂抗拉强度的转换,公式形式:fts=(a+bfce+cfce)-1,计算出3d、28d下的拉压比作为评价橡胶混凝土的早期抗裂能力和橡胶混凝土的抗裂能力,较之普通混凝土的抗裂性能有所提高;后以宏观吸水试验和微观SEM电镜观测两个角度来分析橡胶混凝土强度性能的机理,在宏观试验中,随着橡胶粒掺量的增加吸水量增长,随着粒径的增长吸水量增长,微观试验中,相比于石子与水泥石界面过渡区随龄期的推移逐渐被水泥水化物填充,橡胶粒与水泥石界面过渡区基本不随龄期的推移而改变,通过试验可以了解橡胶混凝土中毛细裂隙的体积随着橡胶粒粒径、掺量增长而增大,材料中毛细裂隙增多,橡胶混凝土试块在承压过程中,该部分区域出现明显的应力集中成为材料的薄弱位置,材料的强度降低,由于橡胶材料的柔性使得材料的抗裂性能增长。橡胶混凝土材料的研究有利于废弃橡胶材料的二次利用,减少资源的浪费和环境的污染,橡胶加入混凝土中使得橡胶的抗裂性能及其它一些性能得到一定程度的改善。图[41]表[28]参[57]