汶川地震災(zāi)后重建中再生混凝土基本性能及結(jié)構(gòu)應(yīng)用研究.pdf

1、本文是在“國家科技支撐計劃項(xiàng)目(2009AA032304)和四川省科技廳攻關(guān)項(xiàng)目(2009GZ0043)”聯(lián)合資助下進(jìn)行的。在城市建設(shè)過程中以及遭遇類似汶川地震這樣的重大自然災(zāi)害后，都會產(chǎn)生數(shù)量巨大的建筑廢棄物需要處理。如何妥善處理好巨量建筑垃圾，盡可能地重復(fù)利用各種建材，最大程度地減少對環(huán)境的破壞，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。對于廢棄混凝土，通過回收清理分選，經(jīng)過破碎加工后可用于生產(chǎn)各種再生骨料混凝土制品，是一種有效的消除建筑廢物，循環(huán)

2、利用資源的技術(shù)途徑。但由于再生骨料受產(chǎn)地、原始強(qiáng)度、齡期以及生產(chǎn)條件等影響，產(chǎn)品性能具有很大的不穩(wěn)定性。在汶川地震災(zāi)后重建過程中，四川地區(qū)急需實(shí)用的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行建筑垃圾處理并生產(chǎn)重建用各類建材。針對以上需求，本文以試驗(yàn)研究為主，結(jié)合本地區(qū)混凝土再生骨料的應(yīng)用條件，分別從基本性能測定、設(shè)計理論和方法，以及實(shí)用新產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用等三方面展開研究。主要內(nèi)容如下:
　　 1.作為再生骨料應(yīng)用的基礎(chǔ)研究，對再生骨料及不向替代率再生混凝土的

3、基本物理性能進(jìn)行了對比試驗(yàn)研究。測得了地震災(zāi)區(qū)再生骨料的吸水率、含水率、表觀密度、堆積密度和壓碎指標(biāo)等參數(shù)，探討了骨料粒徑、級配、原生混凝土強(qiáng)度等因素對骨料性能的影響;采用正交試驗(yàn)方法，進(jìn)行了C30強(qiáng)度再生混凝土的配合比設(shè)計參數(shù)比選，探討了顆粒級配、外摻料、水灰比等對混凝土和易性和強(qiáng)度的影響，確定了再生混凝土的基準(zhǔn)配合比;通過對比試驗(yàn)，測得50％、70％和100％三種替代率的再生混凝土不同齡期(3～28d)的立方體抗壓強(qiáng)度，推定了不同齡

4、期和替代率的再生混凝土的強(qiáng)度公式;采用回彈法和超聲回彈法對78組試塊進(jìn)行了強(qiáng)度無損檢測，與普通混凝土的測強(qiáng)曲線進(jìn)行對比，給出了修正建議。
　　 2.結(jié)合四川地區(qū)民房災(zāi)后重建對墻材的急迫需求，開發(fā)了利用再生骨料加工保溫空心砌塊的生產(chǎn)技術(shù)。采用理論分析和有限元分析方法，考慮保溫和承重兩方面要求，對空心砌塊的開孔方式進(jìn)行優(yōu)化，使砌塊既滿足國家墻體節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)有具有較高承載能力;完成了4個無配筋墻片的低周反復(fù)水平荷載試驗(yàn)，研究了保溫空心砌體

5、在低周反復(fù)水平荷載作用下的抗剪承載力、破壞形態(tài)、滯回特性、骨架曲線等性能，分析了影響砌體抗震性能的主要因素。
　　 3.針對配筋再生混凝土的粘結(jié)性能可能降低的問題，采用中心拔出試驗(yàn)方法，得到不同類型組合鋼筋與混凝土的粘結(jié)滑移曲線。探討了再生骨料替代率、鋼筋形狀、直徑、錨固長度、保護(hù)層厚度以及配筋和外摻料等對粘結(jié)性能的影響;獲得了粘結(jié)強(qiáng)度沿錨固長度的變化曲線，并求出擬合公式;借助有限元方法，分別采用接觸單元方法和非線性彈簧對鋼筋與

6、混凝土的粘結(jié)滑移關(guān)系進(jìn)行模擬，對比了兩種算法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出計算建議。
　　 4.對再生混凝土在現(xiàn)澆板構(gòu)件中應(yīng)用的可行性進(jìn)行對比試驗(yàn)研究。制作了4塊30％替代率的再生混凝土板和2塊普通混凝土板。采用兩點(diǎn)加載方式進(jìn)行了抗彎性能試驗(yàn)，測得了普通混凝土和再生混凝土板的開裂荷載、開裂撓度、極限荷載及撓度等參數(shù);對再生混凝土板進(jìn)行了不同卸載條件的碳纖維布加固修復(fù)，比較加固前后構(gòu)件的承載能力和變形情況，觀察不同加固條件下構(gòu)件的破壞模式，探討了