论文部分内容阅读
火车系统中的废旧闸瓦由摩擦料和钢背组成。其中,摩擦料中含有钢纤维、铁粉、橡胶、石墨、树脂及海泡石等多种材料,每年消耗巨大,而对于废旧闸瓦的处理方式基本上为回收填埋,这对环境造成严重污染,同时也大量占用土地资源,与可持续发展战略相悖。基于此,本文首先尝试了将废闸瓦摩擦回收料引入混凝土中,系统分析废闸瓦摩擦回收料对混凝土强度、耐磨性、抗碳化及抗氯离子侵蚀性能的影响;初步选用了废旧闸瓦摩擦回收料中含有的钢纤维、铁粉、橡胶为单组份,作为并行研究,分析废闸瓦摩擦回收料对混凝土基本性能的影响机理。实验结果表明:(1)20目以上废闸瓦摩擦回收料掺量10%时,混凝土耐磨性和抗压强度相对较高,此时混凝土中氯离子扩散系数得到有效降低,较之基准混凝土降低了61.9%;废闸瓦摩擦回收料掺量为15%时,混凝土的抗碳化性能最好,较之基准混凝土,抗碳化性能有所降低;20目以下时,废闸瓦摩擦回收料掺量为10%时,混凝土耐磨性及抗压强度相对较好;当掺量为15%时,混凝土抗碳化性能相对较好,较之基准混凝土仍有所不足;当掺量为5%时氯离子扩散系数最小,较之基准混凝土,其氯离子扩散系数降低了40.3%;(2)钢纤维掺入混凝土中能够有效提高混凝土的耐磨性、抗压强度、抗碳化及抗氯离子侵蚀性能。其中,当钢纤维体积率为2.5%时,混凝土的耐磨性、强度及氯离子扩散系数分别提高了31.9%、17%及74.6%;(3)铁粉掺量适量情况下,能有效改善混凝土性能,其中,当混凝土中100目铁粉与水泥质量比为1.4时,混凝土耐磨性能及抗压强度都较高,耐磨性能较之基准混凝土提高了31.5%,当混凝土中100目铁粉与水泥质量比为0.8时,混凝土抗氯离子性能最好,氯离子扩散系数较之基准混凝土降低了52.9%。(4)橡胶的掺入能够改变混凝土的磨损机理,当发生粘着磨损时,混凝土磨损量降低,但橡胶的掺入会导致混凝土抗压强度降低。当橡胶颗粒对砂子等体积取代率为10%时,混凝土耐磨性能较之基准提高了16.3%,但强度和抗氯离子侵蚀性能未能改善。采用扫描电镜(SEM)和压汞(MIP),对废旧闸瓦摩擦回收料对混凝土基本性能的影响从微观尺度进行分析。SEM结果显示,混凝土的磨损是磨粒磨损、疲劳磨损及粘着磨损共同作用的结果。其中,疲劳磨损会导致微裂纹的产生,使混凝土磨损加剧。MIP结果显示,掺料及掺量不同情况下会导致混凝土孔结构发生变化,从而影响混凝土抗碳化及抗氯离子侵蚀性能。