極端溫度條件下橡膠混凝土疲勞損傷的研究.pdf

1、最近三十年來(lái)，國(guó)家不斷加強(qiáng)交通網(wǎng)的建設(shè)，公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到了迅速的發(fā)展。而普通混凝土作為一般的路面材料，存在一些不足之處：彈性模量大，變形小，易于開(kāi)裂等。另外，由于我國(guó)汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，越來(lái)越多的廢舊輪胎，已經(jīng)產(chǎn)生了較多的黑色污染。而將廢舊橡膠破碎成顆粒后摻入混凝土，可以有效地改善混凝土的變形性能和抵抗疲勞破壞的能力，同時(shí)也減少了廢舊輪胎對(duì)環(huán)境造成的污染。本文結(jié)合混凝土作為路面材料的應(yīng)用，研究了溫度、水分及老化處理對(duì)橡膠混凝土疲勞性

2、能的影響，同時(shí)借助聲發(fā)射技術(shù)對(duì)混凝土的疲勞損傷過(guò)程進(jìn)行了實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，另外，還利用計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)對(duì)混凝土疲勞過(guò)程進(jìn)行了可視化分析。
　　 研究表明，溫度及混凝土內(nèi)部的可蒸發(fā)水對(duì)混凝土的強(qiáng)度及疲勞性能有重要的影響。首先，水飽和混凝土試件的抗折強(qiáng)度比干燥試件的低，其中，素混凝土水飽和試件的抗折強(qiáng)度比干燥試件低18.1％，而橡膠混凝土的水飽和試件的抗折強(qiáng)度低13.8%。其次，在70℃的高溫環(huán)境中，混凝土的疲勞壽命比常溫25℃時(shí)有明顯

3、的下降。在25℃時(shí)，素混凝土、橡膠混凝土和橡膠纖維混凝土的平均疲勞壽命分別80762次、194673次和324236次，而70℃的高溫時(shí)，三種混凝土的疲勞壽命分別為27469次、38141次和55585次；同時(shí)，在70℃的環(huán)境中，三種混凝土水飽和試件的平均疲勞壽命與干燥試件相比都下降了60%以上。另外，低溫也會(huì)對(duì)混凝土的疲勞性能產(chǎn)生不良影響，甚至可能導(dǎo)致試件的瞬間破壞。借助聲發(fā)射技術(shù)進(jìn)行分析，在常溫時(shí)混凝土的疲勞破壞過(guò)程可以分為明顯的三

4、個(gè)階段，而在高溫及低溫條件下疲勞破壞較快，裂紋迅速萌發(fā)而進(jìn)入擴(kuò)展的第二階段，最后導(dǎo)致試件失穩(wěn)破壞。
　　 通過(guò)橡膠混凝土老化疲勞試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，橡膠混凝土經(jīng)過(guò)3d和7d的70℃高溫老化后較之正常試件的壽命分別下降到55635次和29308次。而素混凝土經(jīng)過(guò)高溫處理后，其疲勞性能卻沒(méi)有明顯的下降。另外，通過(guò)聲發(fā)射分析，對(duì)于老化后的橡膠混凝土，在疲勞損傷過(guò)程中，聲發(fā)射信號(hào)的數(shù)量與強(qiáng)度也有所增加，表明了橡膠顆粒在老化后失去了一部分彈性，從而