标题 | 橡胶粉对嵌锁密实水泥混凝土韧性的影响分析 |
范文 | 虎东霞等![]() ![]() ![]() 摘 要:采用等体积替代法,通过弯拉试验,分析橡胶粉掺量及种类对RICC混凝土的弯拉应变和应变能密度的影响,并利用方差分析和盈亏平衡点分析来确定橡胶粉的最佳掺量。结果表明:随着橡胶粉掺量增加,弯拉应变和应变能密度的变化趋势相似,且在7d龄期时达到最大,改性橡胶粉RICC混凝土弯拉应变和应变能密度优势明显;橡胶粉掺量对弯拉应变和应变能密度的影响显著,而橡胶粉种类对应变能密度的影响不显著;盈亏平衡点分析确定橡胶粉的最佳掺量为14%。 关键词:橡胶粉;RICC混凝土;弯拉应变;应变能密度 中图分类号:U414.03 文献标志码:B Analysis on Impact of Rubber Powder on Toughness of Interlockingdense Cement Concrete HU Dongxia, JI Lijun, MA Jei, FENG Zhe (School of Road and Bridge Engineering, Xinjiang Vocational and Technical College of Communication,Urumchi, 831401, Xijiang, China) Abstract: Equalvolume substitution method and flexuraltensile test were applied to analyze the impact of amount and types of rubber powder on the flexuraltensile strain and density of strain energy of rubber interlockingdense cement concrete(RICC), and analysis of variance(ANOVA) and breakeven point analysis(BEP) were used to determine the optimum mixing amount of rubber powder. The results show that with the rubber powder amount increasing, the flexuraltensile strain and density of strain energy present similar tendency, both reaching the maximum at the age of 7d. ANOVA shows that the rubber amount has significant impact on the flexuraltensile strain and density of strain energy, while the influence of rubber type is not that obvious. The optimum mixing amount is 14%, which is acquired by breakeven point analysis. Key words: rubber powder; RICC concrete; flexuraltensile strain; density of strain energy 0 引 言 基于传统水泥混凝土水泥石结构模型,考虑粗集料的骨架作用,结合“大中心质”理论,以降低传统水泥混凝土对水泥石结构的依赖性为目的,提出了嵌锁密实水泥混凝土及其结构组成模型[13]。嵌锁密实水泥混凝土是主要依靠粗集料之间相互嵌入、咬合而形成的粗集料嵌锁骨架结构;水泥石仅承担胶结集料的功能;砂浆包裹粗集料并填充剩余空隙,使混凝土整体达到密实状态,形成骨架密实型结构[45]。 结合橡胶水泥混凝土的结构特点,采用等体积法,利用橡胶粉替代部分砂浆,这样不仅能够充分发挥嵌锁密实水泥混凝土结构的优点,同时利用橡胶水泥混凝土的优良性能,形成橡胶粉嵌锁密实水泥混凝土(Rubber Interlocking dense Cement Concrete,简称RICC)[6]。目前,橡胶粉嵌锁密实水泥混凝土强度特性研究已经完成,而针对其韧性的讨论尚未进行。因此,本文以橡胶粉为影响因素,以弯拉应变和应变能密度为目标参量,分析和讨论橡胶粉掺量及种类对混凝土韧性的影响,从而确定橡胶粉掺量的最佳水平,为工程实践提供参考[78]。 1 试验材料与方法 1.1 试验材料 试验所采用的水泥为陕西秦岭生产的P.O 425型普通硅酸盐水泥;粗集料为陕西铜川生产的石灰岩碎石;细集料为陕西灞桥河砂,细度模数为234,中砂;减水剂采用聚羧酸液体,掺量为水泥质量的1%,减水率为25%;橡胶粉粒径为40目级别(042 mm),密度为1194 g·cm-3。 根据嵌锁密实水泥混凝土配合比设计软件,得到粗集料的级配设计和材料组成设计。其中,粗集料的组成比例为20~30 mm∶10~20 mm∶5~10 mm∶3~5 mm=0.67∶0.29∶0.02∶0.01。材料组成比例为碎石∶砂∶水泥∶水=1∶0.48∶0.26∶010,橡胶粉等体积替代砂,掺量为0、10%、20%、30%。 1.2 试验方法 韧性是材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力,材料的韧性越好,其发生脆性断裂的可能性越小。以水泥混凝土弯拉试验的应力应变曲线为依据,选取应变能密度和弯拉应变作为混凝土韧性的表征参数,分析橡胶粉种类及其掺量对橡胶粉嵌锁密实水泥混凝土韧性的影响。 为了改善橡胶粉与水泥石的界面粘结状况,采用饱和NaOH溶液对橡胶粉进行处理,经过处理后的橡胶粉称为改性橡胶粉(Modified Rubber),而未经过表面处理的橡胶粉称为未改性橡胶粉(Unmodified Rubber)。按照橡胶粉种类的不同,分两组进行测试,对龄期3 d、7 d和28 d的混凝土进行弯拉平行试验。参考《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30—2005)中对水泥混凝土弯拉试验的要求进行试验。 |
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