再生大骨料自密实混凝土受压力学性能研究

论文摘要

针对建筑垃圾日益增加和天然骨材资源日趋枯竭的现状,为实现建筑垃圾的再生资源化利用和建筑业的可持续发展,本学位论文创新性地研究了再生大骨料自密实混凝土受压力学性能。具体实验研究了再生大骨料自密实混凝土的破坏过程、立方体抗压强度、轴心抗压强度、峰值应变、弹性模量及其粘结性能,用回弹法无损检测了立方体抗压强度,并数值模拟了再生大骨料自密实混凝土单轴受压破坏过程。得出以下结论:(1)再生大骨料自密实混凝土的破坏过程和破坏模式与普通混凝土基本一致。再生大骨料自密实混凝土的破坏主要集中在再生大骨料与自密实混凝土的粘结界面破坏和部分再生大骨料的断裂破坏。(2)再生大骨料种类及比例对再生大骨料自密实混凝土立方体抗压强度影响很大。天然毛石占得比例越高,再生大骨料自密实混凝土立方体抗压强度越高,再生大骨料自密实混凝土立方体抗压强度不低于同等级自密实混凝土强度。综合考虑经济及社会效益,工程应用建议采用满足强度要求的废弃混凝土和天然毛石组分比例为8:2的再生大骨料自密实混凝土。(3)再生大骨料自密实混凝土弹性模量与棱柱体抗压强度之间基本上为线性关系,为再生大骨料自密实混凝土结构的非线性分析提供了一定的理论支撑。(4)原体混凝土强度越高,再生大骨料强度越高,表面越粗糙,其与自密实混凝土间的粘结强度越高。有效处理粘结面,能显著提高再生大骨料自密实混凝土的粘结强度。(5)再生大骨料自密实混凝土的数值模拟结果与实验现象及分析情况相吻合,进一步验证了实验结果的可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 再生骨料研究现状
• 1.2.2 自密实混凝土力学性能研究现状
• 1.2.3 堆石混凝土力学性能研究现状
• 1.2.4 混凝土数值模拟研究现状
• 1.3 本课题研究意义
• 1.4 本论文主要研究内容、方法和技术路线
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 研究方法
• 1.4.3 技术路线
• 第二章 再生骨料基本性能
• 2.1 再生骨料破碎和加工工艺
• 2.1.1 再生骨料的可持续发展模式
• 2.1.2 再生骨料的破碎与加工工艺
• 2.2 再生骨料的基本性能
• 2.2.1 再生骨料吸水率
• 2.2.2 再生骨料堆积密度和表观密度
• 2.2.3 再生骨料压碎指标
• 2.2.4 再生骨料含泥量
• 2.2.5 再生骨料的坚固性
• 2.3 再生骨料堆石体的结构和级配特征
• 2.3.1 再生骨料堆石体结构特征
• 2.3.2 再生骨料堆石体级配特征
• 第三章 再生大骨料自密实混凝土的配制
• 3.1 再生大骨料自密实混凝土的形成机理
• 3.1.1 自密实混凝土的工作性分析和评价
• 3.1.2 自密实混凝土充填再生大骨料堆积体过程的工作性分析
• 3.2 再生大骨料自密实混凝土的配合比设计及优化
• 3.2.1 配合比设计方法
• 3.2.2 配合比计算
• 3.3 再生大骨料自密实混凝土的形成
• 3.4 本章小结
• 第四章 再生大骨料自密实混凝土受压力学性能
• 4.1 试验设计
• 4.2 回弹法无损检测再生大骨料自密实混凝土抗压强度
• 4.2.1 回弹法检测立方体抗压强度试验方法
• 4.2.2 回弹值处理方法
• 4.2.3 回弹实验结果分析
• 4.3 再生大骨料自密实混凝土受压力学性能
• 4.3.1 再生大骨料自密实混凝土立方体抗压性能
• 4.3.2 再生大骨料自密实混凝土棱柱体抗压性能
• 4.3.3 抗压强度同国内外同类先进技术的对比分析
• 4.4 再生大骨料自密实混凝土粘结性能
• 4.4.1 粘结性能试验
• 4.4.2 试验结果和分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 再生大骨料自密实混凝土单轴受压数值模拟
• 5.1 ANSYS简介
• 5.2 再生大骨料自密实混凝土数值模拟的研究观点
• 5.3 随机骨料模型的建立
• 5.3.1 再生大骨料自密实混凝土骨料颗粒数目计算
• 5.3.2 再生大骨料自密实混凝土随机骨料模型
• 5.3.3 再生大骨料自密实混凝土骨料网格投影生成法
• 5.4 再生大骨料自密实混凝土单轴受压数值模拟的计算条件
• 5.4.1 计算参数
• 5.4.2 数值模拟约束条件
• 5.4.3 加载步骤
• 5.5 再生大骨料自密实混凝土单轴受压数值模拟计算结果
• 第六章 结论及展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录 ANSYS数值模拟部分命令流
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢