《廢舊橡膠集料混凝土》總結了作者多年來廢舊橡膠集料混凝土方面的相關研究成果,主要內容包括:廢舊橡膠集料混凝土的配合比設計和物理性能、廢舊橡膠集料處理方法、廢舊橡膠集料混凝土的力學性能、廢舊橡膠集料混凝土的耐久性能、凍融循環后廢舊橡膠集料混凝土的力學性能等。
《廢舊橡膠集料混凝土》可為從事土木工程專業的廣大科技工作者和設計人員提供參考,也可作為相關專業研究生和高年級本科生的學習參考書。
《廢舊橡膠集料混凝土》課題組研究人員聚焦橡膠顆粒小比例等體積取代方式,將橡膠顆粒作為混凝土的改性材料,系統開展不同橡膠顆粒粒徑和摻量對混凝土土力學性能和耐久性能影響的試驗研究和理論分析,力圖對相關應用提供借鑒。
廢舊橡膠集料混凝土是用橡膠顆粒部分取代普通混凝土中的粗或細骨料而制備的混凝土,橡膠顆粒一般由廢舊汽車輪胎經過粉碎、研磨、清洗等加工而得。作為一種新型綠色環保復合材料,廢舊橡膠集料混凝土具有韌性高、保溫隔熱、隔聲降噪和耐久性能好等優點。自20世紀90年代開始,國內外學者對廢舊橡膠集料混凝土進行了廣泛的研究,并逐步在道路橋梁工程、鐵路工程、水利工程和民用建筑工程中得到一定應用。
盡管對廢舊橡膠集料混凝土的研究在國內已經開展多年,但由于橡膠顆粒的粒徑種類、取代方式和摻配比例等多種多樣,且配制混凝土的出發點多有不同,因此尚無較為系統的相關理論。自2010年以來,筆者及課題組研究人員聚焦橡膠顆粒的小比例等體積取代方式,在不過多影響混凝土強度的前提下,將橡膠顆粒作為混凝土的改性材料,系統開展了不同橡膠顆粒粒徑和摻量對混凝土力學性能和耐久性能影響的試驗研究和理論分析,力求豐富廢舊橡膠集料混凝土的研究,促進其推廣和應用。
本書由楊春峰教授統稿。參加本書編寫的有:楊春峰教授(第一、二、三章),于群副教授(第四、五、六章)。碩士研究生楊敏、葉文超、王培竹、張昆、張龍元等協助筆者完成了部分試驗、計算和分析工作,本科生于冬雪、董悅、任永鵬等參與了耐久性能研究的試驗,并負責對書中的圖表進行整理,他們均對本書的完成做出了重要的貢獻,在此表示由衷的感謝!
本書的研究工作得到了遼寧省“興遼英才計劃”課題“高性能新型混凝土材料應用的關鍵技術研究”(XLYC1802018)、遼寧省自然科學基金項目“凍融循環后廢舊橡膠集料混凝土力學性能及本構關系研究”(20170540640)和遼寧省自然科學基金項目“廢舊橡膠集料混凝土耐久性研究”(201102153)的支持和資助,一并表示感謝!
本書的內容和觀點難免存在不足,敬請同行專家和廣大讀者不吝指正。
著者
2020年4月
楊春峰,沈陽大學建筑工程學院,教授 副院長,碩士研究生導師,沈陽大學建筑工程學院副院長,遼寧省環境巖土工程重點實驗室副主任,沈陽大學項目管理專業負責人,國家注冊一級建造師,遼寧省泡沫混凝土協會理事,沈陽市災害防御協會理事,遼寧省發改委評標專家。先后獲遼寧省優 秀中青年骨干教師,沈陽市名師等榮譽稱號。
一直從事土木工程專業領域的教學和科研工作,主要研究方向包括:新型混凝土材料、鋼筋及預應力鋼筋混凝土設計方法、綠色建筑及綠色施工技術與管理等。系統開展了廢舊輪胎橡膠集料混凝土的研究工作,提出細顆粒膠粒改善混凝土工作性能和耐久性能的理論和方法。近年來,主持和完成國家科技支撐計劃項目子課題、遼寧省自然科學基金項目、遼寧省教育廳科研計劃項目等縱橫向課題10余項,在國內外核心期刊發表論文20余篇,獲沈陽市科技進步二等獎1項、遼寧省自然科學學術成果獎多項。
第一章概論1
第一節廢舊橡膠集料混凝土簡介1
第二節廢舊橡膠集料混凝土的研究概況和工程應用2
一、廢舊橡膠集料混凝土的研究概況2
二、廢舊橡膠集料混凝土的工程應用5
第二章廢舊橡膠集料混凝土的配合比設計及工作性能7
第一節廢舊橡膠集料混凝土的配合比設計7
一、試驗用原材料7
二、配合比設計9
第二節廢舊橡膠集料混凝土的工作性能13
一、不同預處理方式對混凝土性能的影響13
二、混凝土的坍落度19
三、混凝土的含氣量21
第三節本章結論24
第三章廢舊橡膠集料混凝土的力學性能25
第一節廢舊橡膠集料混凝土的立方體抗壓強度25
一、概述25
二、試驗方法及步驟25
三、試驗現象及結果26
四、試驗結論29
第二節廢舊橡膠集料混凝土的劈裂抗拉強度29
一、概述29
二、試驗方法及步驟29
三、試驗現象及結果30
四、試驗結論34
第三節廢舊橡膠集料混凝土的軸心抗壓強度35
一、概述35
二、試驗方法及步驟35
三、試驗現象及結果36
四、試驗結論38
第四節廢舊橡膠集料混凝土的靜力彈性模量39
一、概述39
二、試驗方法及步驟39
三、試驗現象及結果40
四、試驗結論43
第五節廢舊橡膠集料混凝土力學指標的換算關系44
一、概述44
二、立方體抗壓強度與劈裂抗拉強度關系44
三、立方體抗壓強度和軸心抗壓強度關系46
四、立方體抗壓強度和彈性模量關系47
第六節本章結論49
第四章廢舊橡膠集料混凝土的應力-應變關系51
第一節廢舊橡膠集料混凝土的應力-應變關系試驗研究51
一、概述51
二、試驗方法及步驟51
三、試驗結果及分析53
四、試驗結論59
第二節廢舊橡膠集料混凝土本構方程60
一、概述60
二、廢舊橡膠集料混凝土本構方程建立61
三、計算實例64
第三節本章結論65
第五章廢舊橡膠集料混凝土的耐久性能67
第一節廢舊橡膠集料混凝土的抗凍性能67
一、概述67
二、試驗方法及步驟67
三、試驗結果及分析68
四、機理分析及抗凍模型建立72
第二節廢舊橡膠集料混凝土的抗氯離子滲透性能79
一、概述79
二、試驗方法及步驟79
三、試驗結果及分析81
四、機理分析及氯離子滲透模型建立82
五、凍融循環與氯離子侵蝕的偶合作用88
第三節廢舊橡膠集料混凝土的抗碳化性能91
一、概述91
二、試驗方法及步驟91
三、試驗結果及分析94
四、碳化機理分析96
第四節本章結論98
第六章廢舊橡膠集料混凝土凍融循環后的力學性能100
第一節試驗設計與試驗方法100
一、概述100
二、試驗設計及方法100
第二節試驗結果與分析101
一、凍融循環試驗101
二、抗壓強度試驗104
三、劈裂抗拉強度試驗105
四、拉壓比107
第三節凍融循環后橡膠集料混凝土力學性能退化模型108
一、抗壓強度退化模型108
二、劈裂抗拉強度退化模型112
第四節本章結論115
主要參考文獻116