硅粉橡膠纖維再生混凝土軸壓及斷裂性能研究.pdf

1、隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，每年都會制造大量的固體廢棄物，如廢舊橡膠和大量由于拆遷和地震等原因而產(chǎn)生的建筑垃圾。如何有效循環(huán)利用這些固體廢棄物，既減輕環(huán)境污染，又節(jié)省原材料的消耗，是城市可持續(xù)發(fā)展的熱點(diǎn)研究課題之一。本研究擬以再生廢舊的橡膠和混凝土為目的，通過摻入硅粉和纖維，生成一種新型的環(huán)保建筑材料—硅粉橡膠纖維再生混凝土（簡稱SRSRAC），通過實(shí)施一系列的軸壓和斷裂試驗(yàn)，探討該類新型混凝土的抗壓和斷裂性能。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：<

2、br>　　(1)以環(huán)保、節(jié)能、循環(huán)利用為目標(biāo)，利用廢舊混凝土取代粗骨料、橡膠顆粒替代細(xì)骨料，通過內(nèi)摻或外摻硅粉以及摻入纖維，在大量試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，成功地研發(fā)了一種新型再生環(huán)保混凝土材料（SRSRAC）。研究結(jié)果表明，該類新材料中具有優(yōu)良的力學(xué)性能，而且符合國家節(jié)能減排的發(fā)展方向;硅粉與鋼纖維顯現(xiàn)優(yōu)良的耦合作用，能明顯提高橡膠再生混凝土的抗壓和斷裂性能。
　　(2)以硅粉摻量和摻入方式（內(nèi)摻0％，5％，10％和外摻3％）、橡膠摻量

3、(0％、5％、10％、15％和20％)以及纖維種類（鋼纖維和聚丙烯纖維）為變量，制備了29組共87個SRSRAC圓柱體試件（150mm×300mm）。通過實(shí)施軸壓試驗(yàn)，研究了各變量對SRSRAC的抗壓強(qiáng)度、彈性模量、韌性、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系等影響規(guī)律。研究結(jié)果表明，硅粉能有效增強(qiáng)天然和再生混凝土的抗壓強(qiáng)度，但對于SRSRAC，外摻3％或內(nèi)摻5％以下?lián)搅康墓璺鄄⒉荒苊黠@改善其抗壓性能;鋼纖維或聚丙烯纖維可以增強(qiáng)混凝土的耗能能力，與鋼纖維相比，聚

4、丙烯纖維的摻入能提供更高的抗壓強(qiáng)度;綜合考慮SRSRAC的抗壓指標(biāo)，鋼纖維摻量為1％、內(nèi)摻硅粉10％、橡膠摻量為5％的SRSRAC可獲得相對較優(yōu)的抗壓性能。
　　(3)制備了19組57個尺寸為100mm×100mm×515mm的SRSRAC小梁試件，通過實(shí)施進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，測定了SRSRAC的荷載—撓度曲線、荷載—裂縫尖端張開口位移(CMOD)曲線。在此基礎(chǔ)上，計算出SRSRAC的斷裂能、起裂韌度和失穩(wěn)斷裂韌度，并探討了硅粉摻入

5、方式和橡膠摻量對SRSRAC斷裂性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:隨著橡膠摻量的增加，SRSRAC斷裂能呈現(xiàn)先增后減的趨勢，其斷裂韌度呈下降趨勢，5％-10％為SRSRAC抗斷裂性能的最優(yōu)橡膠摻量;與聚丙烯纖維相比，鋼纖維和硅粉的復(fù)摻能更有效提高混凝土的斷裂性能;隨著硅粉摻量的增加，鋼纖維混凝土的斷裂性能顯著提高，使用外摻3％硅粉的方法能取得與內(nèi)摻10％硅粉相同的改性效果。
　　(4)基于SRSRAC的軸壓與斷裂實(shí)驗(yàn)，探索了SRSRA