再生混凝土受壓本構(gòu)關(guān)系及其與鋼筋間粘結(jié)滑移性能研究.pdf

1、再生混凝土作為一種新型綠色建筑材料，在應用于結(jié)構(gòu)工程實踐之前仍需對其材料和結(jié)構(gòu)性能進行大量研究，因此，本文以試驗為主，結(jié)合理論方法，針對再生混凝土受壓本構(gòu)關(guān)系及鋼筋-再生混凝土間的粘結(jié)滑移性能進行研究，主要完成了以下工作：
　　 首先，分別采用放大鏡及SEM掃描電鏡觀測了再生混凝土的組成及微觀結(jié)構(gòu)形貌，分析了再生混凝土組成結(jié)構(gòu)及界面情況，并利用ABAQUS有限元軟件進行再生混凝土的受力模擬分析，從細微觀層次及受力機理方面尋找再生

2、混凝土與普通混凝土材料的差異，提出本文研究的必要性。由微觀試驗及仿真分析可知，再生混凝土中各界面存在界面過渡區(qū)，且骨料-新砂漿界面以及新-舊砂漿界面在受載前已經(jīng)存在明顯裂紋，該部位為再生骨料混凝土的薄弱環(huán)節(jié)，加載后裂縫首先發(fā)生在舊界面，繼而出現(xiàn)在新界面，然后發(fā)展到舊砂漿，最后由新舊界面聯(lián)合舊砂漿發(fā)展演變成貫通裂縫。
　　 其次，通過對中、高強再生混凝土單軸及常規(guī)三軸受壓試驗，獲得不同強度、不同再生骨料取代率下的單軸及常規(guī)三軸受壓

3、應力-應變?nèi)€。發(fā)現(xiàn)單軸應力狀態(tài)下，隨著再生骨料取代率增加，再生混凝土峰值應力減小、峰值應變增加、初始切線模量逐漸減??；在常規(guī)三軸受力狀態(tài)下，再生骨料和天然骨料破壞模式差別較大；隨著圍壓的增大，應力-應變曲線下降段越來越平緩，且再生混凝土峰值應力與峰值應變隨著圍壓的增大呈線性增長，其增長幅度大于普通混凝土。根據(jù)再生混凝土受壓應力-應變曲線特點，建立再生混凝土單軸及常規(guī)三軸受壓本構(gòu)關(guān)系表達。通過計算得到兩種強度再生混凝土在不同圍壓情況下

4、的壓縮應變能密度和脆性指數(shù)，隨著圍壓的增大，兩種強度再生骨料混凝土的脆性指數(shù)均有降低趨勢，當圍壓均達到約8MPa時，其脆性指數(shù)基本達到相同并保持不變。
　　 然后，采用鋼筋開槽內(nèi)貼片方法，基于電化學原理，研究了鋼筋銹蝕前后與再生混凝土間的粘結(jié)滑移性能，并建立相應的粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系τ=Ψ(x)g(s)：
　　 鋼筋銹蝕前，隨著再生骨料取代率的增加，粘結(jié)-滑移曲線峰值滑移量及峰值粘結(jié)強度均降低，且圓鋼與再生混凝土間粘結(jié)強度

5、約為螺紋鋼粘結(jié)強度的1/4～1/7。相比普通混凝土而言，再生混凝土與鋼筋粘結(jié)應力傳遞較快，粘結(jié)應力分布較均勻。針對再生混凝土與鋼筋間粘結(jié)錨固位置函數(shù)Ψ(x)特點，提出三折線粘結(jié)錨固位置函數(shù)模型，且平均粘結(jié)-滑移曲線g(s)采用兩段式表達。
　　 鋼筋銹蝕后與再生混凝土間的平均粘結(jié)剛度顯著退化，再生混凝土開裂后，鋼筋與再生混凝土間平均粘結(jié)強度隨著銹蝕率和取代率的增加呈下降趨勢，但下降幅度不明顯。鋼筋銹蝕后與再生混凝土間粘結(jié)錨固位置

6、函數(shù)曲線與鋼筋銹蝕前有較大差異，曲線中后段粘結(jié)剛度逐漸上升并超過中前段而出現(xiàn)峰值，但仍采用三折線模型表達。
　　 為了研究在實際彎、剪應力狀態(tài)下鋼筋銹蝕前后與再生混凝土間的粘結(jié)滑移性能，完成了12根鋼筋-再生混凝土全梁式試驗。試驗發(fā)現(xiàn)：鋼筋再生混凝土梁的破壞形態(tài)與普通鋼筋混凝土梁相似，梁式試驗粘結(jié)強度整體小于中心拉拔試驗；鋼筋再生混凝土梁極限粘結(jié)強度隨再生粗骨料取代率、銹脹裂縫寬度的增加整體呈下降趨勢；鋼筋銹蝕前、后，再生混凝土