再生混凝土材料高温、碳化和受弯构件受弯性能试验研究

论文摘要

再生集料混凝土是指利用废弃的混凝土破碎得到再生骨料,以一定比例代替天然骨料配制的混凝土,再生混凝土具有重量轻,良好的热工性能等优点,目前,关于再生混凝土的研究已成为热点,废弃混凝土的利用,不仅可以处理掉废弃的建筑垃圾,保护生态环境,而且可以节约天然石料和减少水泥的用量,节约了社会资源,具有良好的经济潜力和社会效益,对建筑资源的可持续发展具有重要意义。我国学者肖建庄等已经对再生混凝土展开了大量的试验研究,本研究在前人进行的碳化、高温、梁受弯研究的基础上进行补充。采用快速碳化,高温炉模拟升温、两点对称加载等方法研究不同再生骨料来源再生混凝土的碳化、高温性能,以及再生混凝土梁的受弯性能上,经过试验研究与分析,得出主要结论如下:(1)在二氧化碳浓度在20±3%的水平下,对各种再生骨料来源的再生混凝土28天龄期的碳化试验,试验结果表明,再生混凝土比普通混凝土更易碳化;在再生骨料取代率为0～75%时,再生混凝土的碳化深度随再生骨料取代率升高而提高;不同再生骨料来源再生混凝土的碳化深度差异大,在75%取代率时,各种再生骨料来源的再生混凝土碳化深度易出现较大变化;再生混凝土碳化后的劈裂抗拉强度要高于普通混凝土;在0%～50%再生骨料取代率时,再生混凝土的劈裂抗拉强度随骨料取代率升高而升高,50%～75%时,随骨料取代率升高而降低,75%以后则不规律。(2)采用正交设计,把各再生混凝土试块经历20～800°C不同温度,对再生混凝土高温性能研究表明,高温对再生混凝土残余抗压强度和质量损失影响显著,不同再生骨料来源的再生混凝土残余抗压强度差别不大;再生混凝土的质量损失率随再生骨料取代率的降低和温度的升高而提高;再生骨料取代率对再生混凝土的坍落度影响明显,在25%～50%时,坍落度随取代率升高而升高,50%之后便开始下降,50%～75%之间下降明显。(3)对一根普通混凝土梁和4种再生骨料来源的8根再生混凝土梁进行受弯试验,梁正截面受弯承载力分析表明,不同再生骨料来源的再生混凝土梁的抗弯承载力差别不大;普通混凝土梁的正截面计算承载力比再生混凝土梁略高;再生混凝土梁的正截面承载力可按现行普通混凝土规范计算;再生骨料取代率在0～50%时,计算正截面承载力值随再生骨料取代率提高而减小。(4)对9根受弯梁的裂缝宽度研究表明,再生混凝土梁的裂缝宽度随荷载变化波动性较普通混凝土大;普通混凝土梁的裂缝宽度大小和再生混凝土梁的裂缝宽度大小关系是随机的;现有普通混凝土规范计算再生混凝土裂缝宽度不妥,本文提出了采用增大系数的方法对裂缝宽度进行修正。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 再生混凝土的国内外研究现状
• 1.2.1 再生混凝土
• 1.2.2 再生混凝土的应用
• 1.3 再生混凝土发展主要问题与展望
• 1.4 本文研究目标及内容概要
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究内容
• 参考文献
• 第二章 再生混凝土碳化性能试验研究
• 2.1 试验设计
• 2.1.1 试验原材料
• 2.1.2 试验配合比设计
• 2.1.3 试块制作与养护
• 2.1.4 试验仪器与内容
• 2.2 再生混凝土的碳化深度结果与分析
• 2.3 再生混凝土经28d 龄期碳化后的劈裂抗拉强度
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 再生混凝土高温性能试验研究
• 3.1 试验概况
• 3.1.1 试块制作
• 3.1.2 高温试验设备
• 3.1.3 （升降）温控机制
• 3.1.4 试验内容
• 3.2 再生混凝土高温后质量损失与外观外貌
• 3.3 试验结果
• 3.4 结果分析
• 3.4.1 残余抗压强度
• 3.4.2 质量损失
• 3.4.3 坍落度
• 3.5 小结
• 参考文献
• 第四章 再生混凝土梁受弯性能试验
• 4.1 试验目的
• 4.2 梁的设计及制作
• 4.2.1 梁的尺寸与配筋
• 4.2.2 梁的制作
• 4.2.3 试验加载与量测方案
• 4.3 试验数据
• 参考文献
• 第五章 再生混凝土梁正截面受弯承载力分析
• 5.1 试验结果分析
• 5.1.1 再生混凝土梁（受力）破坏过程现象与特点
• 5.1.2 试验梁 f 与M 的关系
• 5.1.3 梁跨中混凝土的应力-应变特征
• 5.1.4 纵向受力钢筋应力-应变特征
• 5.1.5 影响再生混凝土梁正截面受弯承载力因素分析
• 5.2 正截面受弯承载力理论计算
• 5.2.1 正截面受弯承载力基本假定
• 5.2.2 简化计算公式的验证
• 5.2.3 再生混凝土梁的计算承载力及其比较
• 5.3 结论
• 参考文献
• 第六章 再生混凝土梁的裂缝宽度研究
• 6.1 概述
• 6.2 裂缝宽度计算理论与方法
• 6.2.1 粘结－滑移理论
• 6.2.2 无滑移理论
• 6.2.3 综合理论
• 6.2.4 基于统计分析的计算公式
• 6.2.5 基于解析几何建立的计算公式
• 6.3 现行混凝土设计规范计算裂缝宽度结果与实验结果分析
• 6.3.1 裂缝影响因素分析
• 6.3.2 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）适用性分析
• 6.4 结论
• 参考文献
• 第七章 结论和展望
• 7.1 主要结论
• 致谢
• 附图