碾压橡胶混凝土抗裂性能研究

论文摘要

橡胶混凝土是近年来备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,但其韧性、变形能力、抗冲击性能比普通混凝土有显著提高。碾压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收缩抗裂性能作为主要研究对象。采用橡胶粉等体积代砂方法,通过三种不同的混凝土收缩抗裂测试方法:圆环法、平板法和新型平板法,对不同橡胶用量情况下碾压橡胶混凝土的收缩抗裂性能进行探讨。研究结果表明:(1)碾压混凝土早期收缩值较小,用圆环式收缩抗裂测试方法发现:未掺加橡胶的碾压混凝土和掺加不同含量橡胶粉的碾压混凝土在40d时均未出现裂缝。作者构想对圆环法模具作些改进,在模具的内钢环外侧等间距设置四道裂缝诱导发生器,以在同等条件下快速测试混凝土的开裂性能。此种设想有待进一步试验验证。(2)用多道应力诱导平板测试方法发现:橡胶粉的掺入,能使碾压混凝土试件的初开裂时间大幅延迟。未掺加橡胶粉的基准混凝土试件2.5h出现第一条裂缝,而橡胶粉掺量为11%的混凝土试件24h未裂。同时,掺加橡胶粉后,混凝土试件的裂缝长度和宽度均减少,表明橡胶粉能有效的抑制混凝土裂缝的发展。(3)对比掺加粉煤灰的混凝土试件与未掺加粉煤灰的试件24h裂缝发展,发现粉煤灰能推迟混凝土的初裂时间,适量掺入优质粉煤灰能提高混凝土的抗裂性能。(4)对比三种混凝土收缩开裂测试方法,发现多道应力诱导平板法通过对裂缝实施等效的诱导作用,能在相同的试验条件下使混凝土试件快速有效的产生开裂效果。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 橡胶混凝土的研究现状
• 1.2.1 橡胶混凝土的工作性能
• 1.2.2 橡胶混凝土的力学性能
• 1.2.3 橡胶混凝土的变形性能
• 1.2.4 橡胶混凝土的耐久性能
• 1.2.5 橡胶混凝土的其它性能
• 1.2.6 钢筋橡胶混凝土
• 1.2.7 橡胶混凝土的工程应用及存在问题
• 1.2.8 其它类型的橡胶混凝土
• 1.3 碾压橡胶混凝土的应用前景
• 1.4 主要研究内容和研究方法
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 主要研究方法
• 第二章 混凝土早期开裂成因及机理分析
• 2.1 概述
• 2.2 混凝土早期开裂机理
• 2.2.1 混凝土开裂机理
• 2.2.2 影响混凝土开裂的因素
• 2.3 混凝土收缩成因
• 2.4 混凝土收缩开裂测试方法
• 2.5 混凝土开裂评价方法
• 第三章 碾压橡胶混凝土的极限拉伸值
• 3.1 概述
• 3.2 试验设计
• 3.2.1 试验原材料及试验方法
• 3.2.2 试验步骤
• 3.2.3 配合比设计
• 3.3 试验结果及分析
• 第四章 圆环式限制收缩开裂试验方法
• 4.1 概述
• 4.2 试验设计
• 4.2.1 圆环试件受限开裂机理
• 4.2.2 试验原材料及试验方法
• 4.3 试验结果及分析
• 4.3.1 圆环法抗裂试验结果及分析
• 4.3.2 圆环法改进构想及ANSYS 模拟分析
• 4.4 小结
• 第五章 平板式限制收缩开裂测试方法
• 5.1 概述
• 5.2 试验设计
• 5.2.1 试验原材料及试验方法
• 5.2.2 试验步骤
• 5.3 普通平板法试验结果及分析
• 5.3.1 试件裂缝图片及描述
• 5.3.2 试验结果分析
• 5.4 新型平板法试验结果及分析
• 5.4.1 试件裂缝图片及描述
• 5.4.2 试验数据整理和分析
• 5.4.3 粉煤灰对混凝土抗裂性能的影响
• 5.5 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢