基于界面參數(shù)的再生骨料混凝土性能劣化機理及工程應(yīng)用.pdf

1、廢混凝土循環(huán)利用是建設(shè)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要路經(jīng);但相比普通混凝土結(jié)構(gòu)，再生骨料混凝土結(jié)構(gòu)性能水平更低、耐久性更差，其根本原因在于:再生骨料混凝土存在更多更復(fù)雜的界面薄弱環(huán)節(jié)，這也是再生骨料混凝土與普通混凝土在細(xì)微觀尺度上的本質(zhì)差異?，F(xiàn)階段對再生骨料混凝土中各類界面過渡區(qū)性能的定量研究較少，且尚未能提出可反映再生骨料混凝土內(nèi)多類骨料界面的綜合性能參數(shù)，亦無法建立再生混凝土骨料界面參數(shù)與其宏觀性能的關(guān)系;再生骨料混凝土性能提升需探索更多有效

2、的改性技術(shù)，與此同時再生骨料混凝土的工程應(yīng)用尚待進(jìn)一步推廣，其應(yīng)用的可行性尚需更多第一手工程原位監(jiān)測數(shù)據(jù)。
　　因此，本研究擬從不同空間尺度出發(fā)，探索“骨料界面性能-宏觀材料性能-結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能”的性能傳遞邏輯關(guān)系;研究再生骨料混凝土各類骨料界面幾何及力學(xué)性能特征，確立反映界面綜合性能且具有物理意義的骨料界面參數(shù);基于界面參數(shù)，探索再生骨料混凝土材料與構(gòu)件性能時變劣化規(guī)律，揭示荷載與環(huán)境耦合作用下、普通與再生骨料混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時變劣

3、化差異及其機理。本文的主要研究內(nèi)容包括:
　　1)對三種不同取代率下再生骨料混凝土在不同齡期的力學(xué)性能及耐久性能進(jìn)行試驗研究，并采用納米壓痕測試技術(shù)，對再生骨料混凝土內(nèi)不同種類界面過渡區(qū)性能進(jìn)行定量化測試;通過揭示再生骨料混凝土界面過渡區(qū)性能特征，并與普通混凝土對比，探索再生骨料混凝土宏觀材料性能時變規(guī)律的本質(zhì)原因，分析其材料性能劣于普通混凝土的機理;
　　2)通過梁成對錨固加載及氯鹽溶液干濕循環(huán)的方法，實現(xiàn)對沿海浪濺區(qū)鋼筋

4、混凝土梁構(gòu)件服役環(huán)境的模擬，在三種取代率的梁構(gòu)件上施加荷載與環(huán)境耦合作用;通過監(jiān)測長期耦合損傷作用下不同取代率的梁構(gòu)件表面裂縫、內(nèi)部裂縫的開展形態(tài)，對再生骨料混凝土梁的耐久性能進(jìn)行討論;通過抗彎性能測試，對長期耦合損傷再生骨料混凝土梁的力學(xué)性能進(jìn)行分析，揭示荷載與環(huán)境耦合作用下再生骨料混凝土梁構(gòu)件性能退化規(guī)律;
　　3)提出再生骨料混凝土“綜合界面過渡區(qū)參數(shù)”有效性評價的三條基本標(biāo)準(zhǔn)，基于此探索可綜合反映再生骨料混凝土中多類界面過

5、渡區(qū)幾何與力學(xué)性能的界面過渡區(qū)參數(shù)，并通過界面過渡區(qū)參數(shù)與再生骨料混凝土宏觀材料性能與結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能的相關(guān)性分析，對所設(shè)計的不同形式的綜合界面過渡區(qū)參數(shù)的有效性進(jìn)行對比;基于界面過渡區(qū)參數(shù)的設(shè)計、評價與選擇，定量揭示再生骨料混凝土材料與結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能劣化規(guī)律的內(nèi)在機理;
　　4)采用兩種含納米材料的復(fù)合強化漿液對再生粗骨料進(jìn)行表面處理、進(jìn)而對再生骨料混凝土材料進(jìn)行改性，并通過SEM、納米壓痕等細(xì)微觀測試手段，從界面改善、老砂漿強化的角

6、度對這納米漿液改性再生骨料混凝土材料力學(xué)及耐久性能的機理進(jìn)行闡釋;
　　5)將再生骨料混凝土在三個實際工程進(jìn)行應(yīng)用，三個應(yīng)用案例中再生骨料混凝土的應(yīng)用水平不斷提高;通過材料性能的試驗研究及實體應(yīng)用構(gòu)件的長期應(yīng)變監(jiān)測結(jié)果，并與普通骨料混凝土對比分析，從材料強度及結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗裂性能的角度證實再生骨料混凝土應(yīng)用于不同類型構(gòu)件的可行性。
　　本項目的研究工作可彌補再生骨料混凝土材料及構(gòu)件在性能劣化模型構(gòu)建及機理解釋方面的不足，且對完善