废旧轮胎橡胶混凝土的力学性能.docx

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1、研究生外文文献翻译外文题目MeChaniea1PrOPertieSOfWaSteTireRUbberConCrete中文题目废旧轮胎橡胶混凝土的力学性能废旧轮胎橡胶混凝土的力学性能摘要：从提高产品的工程性能以及可持续性的角度来看，混凝土中废轮胎橡胶的消耗已经获得了更多的关注。已经对使用废轮胎橡胶来替代混凝土中的细骨料和粗骨料进行了许多尝试，但是非常需要全面研究它们对橡胶混凝土（RC）的机械性能的影响。本文的目的是探讨橡胶类型和橡胶含量对混凝土机械性能的影响。研究了RC的抗压强度，拉伸强度，弯曲强度，弹性模量，最大强度下的应变和压缩应力-应变曲线。用于评价RC的机械性能的广泛的数据库包括298混

2、合物的测量的压缩强度，90混合物的测量的拉伸强度，93混合物的测量的挠曲强度，156混合物的测量的弹性模量，和压缩应力-应变曲线15混合物。在收集的实脸结果中，三种主要的橡胶混合物被细骨料和粗骨料代替，它们是碎屑橡胶（CR,尺寸为0.55mm）,轮胎碎片（TC,尺寸为525mm）橡胶和轮胎碎片（CR+TC）。这三种类型RC的机械性能被评估，并提出适当的本构关系。关键词：橡胶混凝土；废轮胎橡胶；粉碎橡胶；轮胎切片；机械性能。引言废轮胎的处置是世界各国的一个主要环境问题。美国汽车驾驶员每年丢弃近303万个轮胎，在美国每年每人大约11轮胎。2009年，据报告在垃圾填埋场中处置了大约59.4万吨废旧轮

3、胎。虽然在许多州开始了废弃轮胎管理计划，但在美国仍有1.28亿剩余轮胎储存(RMA2009)o此外，废弃轮胎的回收率通常在每个地区都有所增长，例如1994年美国为55%(RMA2009),1994年为欧洲21%(ETRMA2007),日本废旧轮胎的回收率为已经在1994年达到90%,并保持稳定在这个速度约20年(JATMA2011)。在欧洲，在过去十年里，由于轮胎的再利用和轮胎的能量回收的增加，PI收率的增长几乎相同。然而，在2008年和2009年之间，轮胎进行能源同收的份额提高了，而轮胎的材料回收份额却增加了。如欧洲轮胎和橡胶制造商协会(ETRMA)(2007年)所述，欧洲材料回收的关键市场

4、是用于土木工程应用的整个轮胎，用作道路或填充材料基础的轮胎衍生骨料，碎屑和用于生产模制橡胶制品，地板，消光和橡胶改性沥青的粉末橡胶。据报道，粉碎的轮胎也用于装备有电弧炉的钢铁厂中，作为无烟煤和废金属的替代品(ETRMA2007)o与表1所示的其他经济合作与发展组织(经合组织)国家不同，澳大利亚废轮胎的命运有所不同，原因有很多。首先，矿业是澳大利亚经济比其他经合组织国家更重要的组成部分，占澳大利亚GDP的大约9%(BREE2011),而美国为16%(PC2010)0因此，澳大利亚的越野(OTR)轮胎(包括在农业区，矿区，建筑和拆除中使用的机械或设备上使用的轮胎)的数量和尺寸可能比其他经合组织国家

5、。其次，从澳大利亚(不包括OTR)出口的轮胎比其他国家要高得多。这可能反映了澳大利亚有权使用其邻近地区的市场。第三，澳大利亚能源回收轮胎的国内消费几乎不存在，而美国，欧洲和日本的废轮胎大约有一半用于能源PI收。这可能涉及到煤炭，石油，和气体在澳大利亚。然而，这也可能反映了澳大利亚焚烧废物的比率较低。更便宜的燃料来源和低水平的已建立的基础设施消除了通常鼓励轮胎能量回收的驱动因素。澳大利亚最新研究的结果显示，从2009年到2010年，大约有4850万轮胎等同乘用车(EPU)轮胎进入废物流(相比之下，从2007年到2008年，有4180万EPU轮胎进入废物流)。根据这些结果，约66%的垃圾填埋，堆存

6、，非法倾倒或分类为未知，与2007年和2008年的64%相比。具体来说，16%的国内回收利用相比2007年至2008年的11%,18%出口,而2007-2008年为10%。大约67%的出口轮胎从2009年到2010年到越南，这与2007年和2008年相似。研究报告，2009年和2010年出口850万EPU,2006年和2007年约150万(Hyder2012)。因此，澳大利亚可以改进废轮胎用于土木工程目的。废轮胎橡胶(WTR)在土木工程项目中的目前用途主要是：(1)作为波特兰的添加剂水泥混凝土，(2)作为沥青铺路混合物的改性剂，(3)作为轻质填料，和(4)在整个轮胎中作为防撞屏隙，保险杠和人工

7、礁等。这项研究的重点是在混凝土中使用WTRo混凝土是水泥，骨料和水的混合物。聚集体构成混凝土的约70重量。随着土木工程项目的不断增长，对天然骨料的要求也越来越高。随着自然资源的减少，一些替代材料将用于与天然聚集相同的目的，并且WTR聚合是一个很好的解决方案(GoU1iaS和A1i1998)。已经进行了关于在过去几年中良好使用该WTR的许多研究，特别是作为混凝土中的细骨料和粗骨料。表1选定经合组织国家废轮胎目的地数据CountriesRecyc1ing(%)Civi1engineering(%)Energyrecovery(%)Export(%)Tota1recovery(%)Disposa1(

8、%)UnitedStates117155528911Europeb43475946Japaoc96417919Mexico490909010SouthKoread161611Canada4757520一955NewZea1andd15151585Austra1ia(tota1)1061183466Austra1ia(exOTR)178I295545注意：在使用这些数字进行比较时应注意，给出用于生成数据的不同方法和时间段。a橡胶制造商协会(RMA2009)0b欧洲轮胎和橡胶制造商协会(ETRMA2007)；调整以消除重复使用和翻新。c日本汽车轮胎制造商协会(JATMA2011);调整以消除重复使

9、用和翻新。d世界可持续发展商业委员会(WBCSD2008),研究意义许多努力集中在使用WTR来替代混凝土中的细骨料和粗骨料，但是非常需要全面研究它们对橡胶混凝土(RC)的机械性能的影响。本文的目的是探讨橡胶类型和橡胶含量对混凝土机械性能的影响。研究了RC的抗压强度，拉伸强度，弯曲强度，弹性模量，最大强度应变和压应力-应变曲线，提出了新的木构关系。研究现状E1din和Senouci(1993a)是研究WTR聚合物的初步研究。在研究中，细骨料被碎屑橡胶(CR,1mm)替代，粗骨料被轮胎碎屑(TC,6-38mm)替代。他们的结果表明，RC具有较低的可加工性，较低的抗压强度和抗拉强度。机械性能的降低与

10、橡胶颗粒表面和水泥基体之间的粘附损失有关。此外，观察到抗压强度的损失随着WTR的尺寸而增加。Topu(1995),Toutanji(1996),E1din和SenOUCi(1993b)和TOPqU和AVCUiar(1997)指出,添加WTR到混凝土可以增加RC成员的变形能力或延性.Khatib和Bayomy由于WTR的添加，限制了强度的扣除。Segre和Joekes(2000)指出，具有NaOH的WTR颗粒的作用增加了橡胶对水泥糊的粘附，改善了机械性能和耐磨性,并降低了RC的吸水率。E1din和Senouci(1994)和1ing和PoOn(2012)观察到类似的结果.Hernandez-OH

11、vares等人(2002)研究了RC的静态和动态行为。1i等人(2004)对TC进行预处理，然后将它们混合到混凝土中，以提高RC的强度GUneyisi等人(2004)使用二氧化硅烟雾来增加含有CR的混凝土的强度。所有的表面处理都表现出不同程度的成功。然而，到目前为止，没有一种表面处理已经显示了回收具有WTR的混凝土的强度的有效技术的确切证据(特别是在大于10体积)。Kha1oo等人(2008)通过超声回波法研究了超声波分析，研究了轮胎一橡胶混凝土的吸声和超声波模量。结果表明，RC是声振动能量的有效吸收剂。Ganjian等人(2009)进行RC混合物的测试，包括5,7.5和10%的WTR作为骨料

12、和水泥替代物。结果表明，添加WTR降低了压缩，拉伸和弯曲强度以及弹性模量。此外，水渗透率随着作为聚集体的WTR的百分比的增加而提高，但是当WTR用于水泥替代时其降低。Toutanji(1996),YiImaZ和Degirmenci(2009)和Fattuhi和C1ark(1996)检测到类似的结果。(2012)考虑了WTR对砂和水泥部分更换对混凝土断裂特性的影响。研究发现，在混凝土中添加WTR改善了断裂性能,同时压缩强度和弯曲强度都降低了。Bravo和deBrito(2012)用5%,10%和15%WTR骨料代替了混凝土中的天然骨料，观察到15%置换时抗压强度降低了50%。此外，结果表明，RC

13、的收缩和吸水率增加，并且随着橡胶含量的增加，耐碳化性和耐氯化性降低。使用TC或CR颗粒作为混凝土骨料替代品已经被广泛研究，并且一些最近的研究检查了当用作自密实混凝土(SeC)混合物中的砂替代物时CR颗粒的相容性的增长(BignoZZi和Sandro1ini2006;Turatsinzea和Garros2008;NajimandHa112012;Karahan等人(2012);Yung等人2013)。SCC具有高粉末含量，其微观结构紧密致密，这导致高机械强度和脆性破坏模式(ASIani和Nejadi2012a;ASIani2013;AS1ani和Nejadi2013a,b)o因此，具有橡胶聚集体

14、的SCC可用于需要具有高流动性和正常强度的可变形混凝土的情况，其使用SCC难以达到。实验结果来自几个循环研究的实验结果数据库是审查RC的各种机械性能的适用性的工具。为了精确地覆盖特定混凝土混合物的性质，必须仅使用与应用的测试方法充分恒定的研究。包含在数据库中的RC实验结果主要来自作为发表文章提交的论文。数据库包括关于RC的混合和机械性质的信息。表2包括关于实验测试的总体信息，例如水灰比(W1C);水泥类型；粗骨料(CA)和细骨料(FA)类型和尺寸；碎屑橡胶(CR)骨料尺寸；轮胎碎片(TC)骨料尺寸；机械性能试验类型；机械性能试验年龄；和混凝土类型。表2显示w/c比率范围为0.27至0.60,使

15、用的水泥的一般类型为OPC,使用的一般类型CA为碎石(10-38mm)和砾石(6-2Omm),使用的一般类型FA是河砂(1-4mm),CR聚集体尺寸在05和5mm之间，并且TC聚集体尺寸在5和25mm之间。表2还表明，在本研究中收集的机械性能试验类型包括抗压强度，拉伸强度，弯曲强度，弹性模量和压缩应力-应变曲线。机械性能试验的年龄为1728,56,91和180天,但数据库中一般呈现的年龄为28天。此外，最常用的混凝土类型是常规混凝土(Ce),在RC混合设计中使用SCe的参考文献很少。因为数据库中样本的抗压强度试验类型是多样的，所以应该调值。在本研究中，数据库中最常用的抗压强度试验(100200mm圆柱形)被认f是主试验，其他类型的试验为结果(例如,150300mm圆柱形和15Omm立方体)必须转换到它。As1ani(2013)报道，IoOX200亳米圆柱体与150亳米立方体之间的关系为f=(f-8.86)/0.85。J加100*200)JCM(ISO)此外，Ca1TaSqUi1IO等人(1981)指出,不管强度和试验年龄,150300mmIOO200mm圆柱体的抗压强度的平均比值为0.9.用于评估RC机械性能的广泛数据库包含EIdin和Senouci(1993a),Topu(1995),Toutanj