橡胶混凝土抗冲磨高性能化关键技术与应用

橡胶混凝土抗冲磨高性能化关键技术与应用主要内容2134抗冲磨材料研究应用现状橡胶混凝土抗冲磨高性能化实现方法高抗冲磨橡胶混凝土研究及应用效益分析掺入纤维材料抑制混凝土裂缝的扩展掺入活性掺合料以及外加剂改善混凝土的内部结构提高混凝土组成材料的性能铁钢砂混凝土铸石混凝土硅粉混凝土HF粉煤灰混凝土纤维混凝土树脂混凝土目前常用抗冲磨材料掺入高分子材料1抗冲磨材料研究应用现状1.1常用抗冲磨材料铁钢砂混凝土缺点拌合物容易发生离析1抗冲磨材料研究应用现状1.2存在问题硅粉混凝土缺点早期收缩比较大，容易开裂；价格比较高1抗冲磨材料研究应用现状1.2存在问题纤维混凝土缺点容易缠绕结团；价格较高1抗冲磨材料研究应用现状1.2存在问题树脂混凝土缺点施工复杂；有毒；价格较高1抗冲磨材料研究应用现状1.2存在问题粗骨料水泥水细骨料1.3抗冲磨橡胶混凝土橡胶混凝土混凝土外加剂，掺合料1抗冲磨材料研究应用现状橡胶颗粒强度小橡胶颗粒与水泥石的粘结强度小橡胶颗粒引入气泡1.4橡胶颗粒对混凝土的影响1抗冲磨材料研究应用现状改性剂混凝土改性橡胶混凝土橡胶1.5提高橡胶混凝土性能的措施1抗冲磨材料研究应用现状国外1993年美国Eldin教授最早研究橡胶混凝土国内1995年天津大学朱涵教授最早研究橡胶混凝土1.6研究起点1抗冲磨材料研究应用现状1抗冲磨材料研究应用现状1.7应用简介2003年，美国建造了世界第一条橡胶混凝土道路2001年，上海用橡胶混凝土修复桥梁伸缩缝1.7应用简介1抗冲磨材料研究应用现状截止目前，尚未检索到其他科技人员将橡胶混凝土用于水利工程中的报道1抗冲磨材料研究应用现状1.7应用简介2橡胶混凝土抗冲磨高性能化实现方法2.1橡胶颗粒的优选橡胶颗粒形状规则、表面平滑橡胶颗粒表面凹凸不平、毛糙1）橡胶颗粒原材料及生产工艺材料来源：生产工艺：常温粉碎法低温粉碎法汽车拖拉机自行车橡胶颗粒2.1橡胶颗粒的优选2）橡胶颗粒形状2橡胶混凝土抗冲磨高性能化实现方法2.1橡胶颗粒的优选3）橡胶颗粒粒径和掺量橡胶颗粒粒径对抗冲磨橡胶混凝土性能的影响非常显著影响因素性能指标橡胶粒径橡胶掺量交互作用拌和物性能含气量显著不显著—坍落度显著不显著—力学性能抗压强度显著显著显著轴压强度显著显著显著劈拉强度显著显著不显著抗折强度不显著显著不显著耐久性能抗碳化性能显著不显著显著抗渗性能显著不显著显著抗冻性能显著不显著显著2橡胶混凝土抗冲磨高性能化实现方法2.2橡胶颗粒的改性方法1）一般改性方法可去除橡胶颗粒表面杂质及内部有害物质，增加橡胶颗粒表面的粗糙度，增强橡胶颗粒与水泥石的粘结强度，实现橡胶混凝土抗冲磨性能的提高。水洗处理：水盐溶液处理：NaCL、CaCL2、MgSO4等碱溶液处理：NaOH、NaHCO3等有机液处理：KH560、KH570、CCL4等2橡胶混凝土抗冲磨高性能化实现方法2.2橡胶颗粒的改性方法2)复合改性方法实现橡胶混凝土抗冲磨强度的大幅度提高《一种橡胶颗粒的改性方法及一种改性橡胶混凝土》2橡胶混凝土抗冲磨高性能化实现方法3高抗冲磨橡胶混凝土研究及应用3.1研究方法及内容拌合物性能、力学性能、耐久性能细观数值分析宏观实验微观实验物化机理分析低强高抗冲磨橡胶混凝土抗冲磨试验设备冲磨所用钢球试模及试件3高抗冲磨橡胶混凝土研究及应用3.2水下钢球法JZRC-D-5RC-D-20RC-D-10RC-Z-5RC-Z-10RC-Z-20RC-X-20RC-X-5RC-X-103高抗冲磨橡胶混凝土研究及应用3.3冲磨结果抗冲磨机理分析普通混凝土：橡胶混凝土：水泥浆层细骨料粗骨料水泥浆层细骨料粗骨料橡胶颗粒吸收能量，起到保护作用3高抗冲磨橡胶混凝土研究及应用3.4破坏机理051015202530202530354045抗压强度/MPa橡胶掺量/%60目1-3mm3-6mm3.5低强高抗冲磨橡胶混凝土05101520253001020304050抗冲磨强度h/(kg/m2)橡胶掺量/%60目1-3mm3-6mm抗冲磨强度、抗压强度与橡胶颗粒掺量的关系橡胶掺量/%橡胶掺量/%抗冲磨强度抗压强度3高抗冲磨橡胶混凝土研究及应用3.5低强高抗冲磨橡胶混凝土混凝土种类抗冲磨强度h/(kg/m2)相对抗冲磨强度28d抗压强度MPaC50JZ8.731.0060.40C30JZ4.260.4945C30-RC-D-2030.283.473025强度对比3高抗冲磨橡胶混凝土研究及应用3.6实际应用工程应用工程1（检验高速水流下橡胶混凝土的抗冲磨性能）河口村水库是国务院批准的172项重大水利工程之一，是一座以防洪、供水为主，兼顾灌溉、发电、改善河道基流等综合利用的大（2）型水利枢纽。2#泄洪洞：设计最大流速36.5m/s。2#泄洪洞河口村水库全貌3高抗冲磨橡胶混凝土研究及应用3.6实际应用工程2号泄洪洞泄洪流态2号泄洪洞抗冲磨试验段3高抗冲磨橡胶混凝土研究及应用3.6实际应用工程应用工程2（检验高含沙水流下橡胶混凝土的抗冲磨性能）导流洞前坪水库全貌前坪水库是国务院批准的172项重大水利工程之一，是一座以防洪为主，结合供水、灌溉，兼顾发电的大（2）型水利枢纽工程。导流洞总长1128m，设计最大流速15m/s。3高抗冲磨橡胶混凝土研究及应用3.6实际应用工程应用工程3（检验高含沙、高速水流下橡胶混凝土的抗冲磨性能）泄流底孔三门峡水库全貌三门峡大坝是黄河上修建的第一座大坝，总库容162亿m3，具有防洪、防凌、灌溉和发电、供水等综合效益。3高抗冲磨橡胶混凝土研究及应用3.6实际应用工程大坝泄流段橡胶混凝土抗冲磨试验区3高抗冲磨橡胶混凝土研究及应用3.6实际应用工程泄流全貌视频3高抗冲磨橡胶混凝土研究及应用3.6实际应用工程泄流俯视视频3高抗冲磨橡胶混凝土研究及应用3.6实际应用工程泄流近景视频3高抗冲磨橡胶混凝土研究及应用3.6实际应用工程泄流近景照片泄流时间6月28日～10月25日：历时120天仅8月份:出库水量56.5亿m3;出库泥沙1.92亿t平均泄流流量2134m3/s;平均含沙量33.6kg/m33高抗冲磨橡胶混凝土研究及应用3.6实际应用工程10月30日，厅科教处、省防办、省水利学会、郑州大学、黄委设计院的领导和专家现场查看抗冲磨试验结果3高抗冲磨橡胶混凝土研究及应用原型试验结果表明：橡胶混凝土的抗冲磨性能非常突出3.7取得业绩2009年～2018年间，在水工橡胶混凝土研究领域取得如下成绩：1）完成水利部公益性行业专项、河南省重点科技攻关项目、及国家重点工程科研项目等11项；2）获得省科技三等奖1项和省水利科技一等奖5项；3）取得国家发明专利3项和实用新型专利2项；4）在国家核心期刊上发表论文34篇；5）培养研究生18名；6）2015年，项目组被河南省命名为“河南省水工结构材料创新型科技团队”。3高抗冲磨橡胶混凝土研究及应用4效益分析节省维护费用性价比高价格性能4.1经济效益滋生蚊虫危害占用空间4.2社会环境效益4效益分析很难降解引发火灾黑色污染具有重要的环保意义4效益分析2015年12月25日，以中国工程院院士王复明教授为主任委员的验收委员会认为：“该示范工程对于推动高性能橡胶混凝土在水利、土木、交通等防裂抗渗工程中的应用，促进废旧橡胶的回收利用，降低环境的“黑色污染”，具有重要意义。”河南省赵口灌区西干渠施工后的渠道王复明院士现场指导4.3院士评价敬请批评指正谢谢！