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随着塑料制品工业的飞速发展,塑料制品与人们的生活和生产密不可分。国民经济各领域和人民日常生活对塑料制品的需求日益增加,大量的塑料制品被广泛地应用。然而,在塑料制品工业蓬勃发展的同时,大规模地生产和使用塑料制品,必然会伴随大量废弃塑料的产生。大量的废弃塑料污染环境,危害人类健康,因此必须进行对塑料废弃物的回收再利用。如何有效地进行废弃塑料的回收再利用,是摆在我们面前的一项重要课题。塑料自身具有一定的弹性,比较高的强度及耐磨性,绝缘性能较好,将废弃塑料回收处理破碎成颗粒或者粉末添加到混凝土当中,既减少了塑料废弃物,又能够改善混凝土的一些性能,研究再生塑料改性混凝土的材料性能具有非常重要的意义。
本文从改善混凝土性能以及研究绿色环保材料的角度出发,将再生ABS/PC塑料颗粒及粉末作为一种添加成分,采用体积替代细骨料和外掺两种方法进行改性混凝土的力学性能及其数值模拟研究。本文研究内容主要包括以下几个方面:
(1)以C30普通混凝土为基础,将再生ABS/PC塑料颗粒和粉末体积替代细骨料,研究该改性混凝土在不同掺量下密度、立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度,劈裂抗拉强度等的变化规律。其中再生塑料颗粒体积替代的掺量为2%、5%、8%、11%;再生塑料粉末的掺量为1%、3%、5%、7%。
(2)以C30普通混凝土为基础,将再生ABS/PC塑料粉末以外掺的方式添加到混凝土当中,研究该改性混凝土在不同掺量下密度、立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度,劈裂抗拉强度等的变化规律。外掺再生塑料粉末的掺量为1%、3%、5%、7%。
(3)基于二维和三维圆形随机骨料模型,运用有限元方法对再生塑料改性混凝土进行单轴压缩细观数值模拟,得出不同掺量下再生塑料改性混凝土的应力一应变全曲线;将单轴压缩应力峰值强度计算结果与试验结果进行了对比。探讨该方法能否很好地模拟计算再生塑料改性混凝土的单轴抗压强度。