玄武岩纤维橡胶混凝土抗渗性及抗冲击性能研究

摘要

现如今，人们对于建筑工程的质量和安全要求越来越高。一方面工程的质量要对人身安全有所保障，另一方面还要尽可能符合国家提倡的绿色、环保、经济和可持续发展的战略要求。随着汽车数量的提升，废旧轮胎数量急剧上升，废旧轮胎的处理一直以来都是一个难题。对废旧轮胎进行回收，生产成为橡胶颗粒和细胶粉加入混凝土中，不仅能改善混凝土的一些性能，而且这种做法能有效的减少了污染，积极响应了国家可持续发展的政策。玄武岩纤维是一种近年来发展起来的新型、无机、绿色的高性能纤维材料，与现在研究较多的聚丙烯纤维和钢纤维相比，它的稳定性好、耐老化、电绝缘性、耐高温等许多优异的性能，对纤维混凝土的使用寿命和耐久性能有很大的提高。
　　基于以上两种材料的性质，在普通混凝土中同时掺入橡胶粉和玄武岩纤维，得到新型复合型混凝土-玄武岩纤维橡胶混凝土，在不同水灰比（0.32和0.38）条件下，对不同掺量、不同长度玄武岩纤维橡胶混凝土的力学性能、抗渗性能和抗冲击性能进行试验研究。研究表明，随着橡胶粉的掺入，混凝土的力学性能，尤其是抗压强度降低程度较大，而抗渗性、抗冲击性能显著提高。在此基础上掺入玄武岩纤维，对混凝土有较好的阻裂和增强增韧的效果。综合各项性能来看，两种水灰比混凝土的纤维最优掺量有所不同，水灰比为0.32时最优掺量为0.12％左右，而水灰比提高到0.38，则最优掺量为0.10%。纤维的长度越短，其抗冲击性能越好。最后通过Abaqus有限元软件对混凝土抗冲击过程进行模拟，得出在相同冲击荷载作用下，纤维混凝土的损伤增长率比普通混凝土降低。最后通过纤维间距理论对不同水灰比条件下，纤维最优掺量的不同进行初步探讨和数值分析。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及来源

1.2 研究的目的与意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本论文主要的研究内容及方案

第2章 原材料及试验设计

2.1 原材料

2.2 试验方法及主要试验仪器

2.3 混凝土配合比

第3章 玄武岩纤维橡胶混凝土力学性能

3.1 纤维掺量对橡胶混凝土力学性能影响

3.2 纤维长度对橡胶混凝土力学性能影响

3.3 本章小结

第4章 玄武岩纤维橡胶混凝土抗渗性能

4.1 纤维掺量对橡胶混凝土抗渗性能影响

4.2 纤维长度对橡胶混凝土抗渗性能影响

4.3 本章小结

第5章 玄武岩纤维橡胶混凝土抗冲击性能

5.1 纤维掺量对橡胶混凝土抗冲击性能影响

5.2 纤维长度对橡胶混凝土抗冲击性能影响

5.3 初裂时微应变变化规律

5.4 本章小结

第6章 纤维增韧效应有限元模拟及数值分析

6.1 混凝土冲击过程有限元模拟

6.2 纤维增韧效应数值分析

6.3 本章小结

结论

参考文献

附录

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致谢