【摘要】：再生混凝土是將廢棄混凝土破碎后取代天然骨料而制成的一種綠色建筑材料,將其推廣應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu),可有效解決天然資源匱乏與建筑垃圾日益增多等問題。目前,再生混凝土已成為建筑材料研究熱點(diǎn),但絕大多數(shù)研究集中在常溫性能方面,對(duì)再生混凝土高溫?zé)峁ば阅芗案邷叵禄玖W(xué)性能的研究基本處于空白狀態(tài),對(duì)再生混凝土高溫后基本力學(xué)性能、火災(zāi)下鋼筋再生混凝土構(gòu)件溫度場(chǎng)、耐火極限以及火災(zāi)后剩余力學(xué)性能的研究還不完善�；谏鲜鰡栴},本文將對(duì)再生粗骨料混凝土材料的高溫性能和由再生混凝土構(gòu)成的板、梁、柱三類構(gòu)件在火災(zāi)下與火災(zāi)后力學(xué)性能進(jìn)行系統(tǒng)研究,具體開展了以下幾方面工作:(1)以溫度和再生粗骨料取代率為主要參數(shù),對(duì)20~800oC溫度范圍內(nèi)三種不同粗骨料取代率的再生混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱與熱膨脹進(jìn)行了試驗(yàn)研究。基于試驗(yàn)結(jié)果,提出了不同取代率的再生混凝土高溫導(dǎo)熱系數(shù)、比熱與熱膨脹的簡(jiǎn)化計(jì)算公式。(2)進(jìn)行了90個(gè)再生混凝土棱柱體高溫下單軸受壓力學(xué)性能試驗(yàn),研究了溫度、取代率與水灰比對(duì)高溫下再生混凝土軸心抗壓強(qiáng)度、彈性模量、峰值應(yīng)變以及應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)�的影響�；谠囼�(yàn)結(jié)果,建議了高溫下再生混凝土軸心抗壓強(qiáng)度、彈性模量、峰值應(yīng)變的計(jì)算公式,建立了高溫下再生混凝土的受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系模型。(3)以溫度、取代率、水灰比和冷卻方式為主要參數(shù),進(jìn)行了360個(gè)再生混凝土立方體試塊高溫后強(qiáng)度試驗(yàn)研究,獲得了不同冷卻方式下再生混凝土立方體抗壓強(qiáng)度、自然冷卻方式下再生混凝土立方體劈裂抗拉強(qiáng)度�；谠囼�(yàn)結(jié)果,建議了高溫后再生混凝土立方體抗壓強(qiáng)度(自冷、水冷)和劈裂抗拉強(qiáng)度折減公式。(4)進(jìn)行了150個(gè)再生混凝土棱柱體高溫后單軸受壓力學(xué)性能試驗(yàn)研究,考察了溫度、取代率與水灰比對(duì)高溫后再生混凝土棱柱體軸心抗壓強(qiáng)度、彈性模量、峰值應(yīng)變以及應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)�的影響。基于試驗(yàn)結(jié)果,建議了高溫后再生混凝土棱柱體軸心抗壓強(qiáng)度、彈性模量、峰值應(yīng)變計(jì)算公式,提出了高溫后再生混凝土受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系模型。(5)在再生混凝土高溫?zé)峁ぜ傲W(xué)性能研究的基礎(chǔ)上,采用ABAQUS軟件建立了ISO 834標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)作用下鋼筋再生混凝土構(gòu)件(板、梁、柱)溫度場(chǎng)、耐火極限以及標(biāo)準(zhǔn)升、降溫火災(zāi)作用后的剩余力學(xué)性能分析模型,并驗(yàn)證了模型的可靠性。通過對(duì)構(gòu)件一維與二維傳熱區(qū)域劃分,提出了火災(zāi)下鋼筋再生混凝土構(gòu)件溫度簡(jiǎn)化計(jì)算公式,重點(diǎn)分析了再生粗骨料取代率對(duì)鋼筋再生混凝土構(gòu)件火災(zāi)下溫度場(chǎng)、耐火極限以及火災(zāi)后剩余承載力的影響。
【圖文】：

a) 天然粗骨料 b) 再生粗骨料圖 2-1 粗骨料Fig.2-1 Coarse aggregates表 2-1 粗骨料基本性能Table 2-1 Basic properties of coarse aggregates粒徑(mm) 表觀密度(kg/m3) 吸水率( ) 壓碎指標(biāo)( ) 殘余砂漿( 天然粗骨料 5-25 2780 0.49 3.7 再生粗骨料 5-25 2500 4.40 12.0 34.7《混凝土用再生粗骨料》（GB/T 25177-2010）[7]中對(duì)骨料分類標(biāo)準(zhǔn)判定該再生粗骨料為Ⅱ類骨料，RILEM TC 121-DRG 建議Ⅱ類骨料可用于配制 C50/C60 強(qiáng)度等級(jí)以下的混凝土，，我國(guó)《再生骨料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 240-2011）[8]中規(guī)定該類骨料宜用于配制 C40 及以下強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。配制中為避免粗骨料級(jí)配對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，天然粗骨料與再生粗骨料均為連續(xù)級(jí)配，骨料級(jí)配見表 2-2。表 2-2 骨料級(jí)配Table 2-2 Gradation of coarse aggregates篩孔尺寸(mm) 26.5 19.0 16.0 9.50 4.75累計(jì)篩余量( ) 100 62 43 14 0

試驗(yàn)參數(shù)包括溫度和再生粗骨料取代率，相應(yīng)的試驗(yàn)參數(shù)及試件個(gè)數(shù)見表 2-每組澆筑 3 個(gè)試件，試件大小根據(jù)測(cè)試儀器及相關(guān)規(guī)范要求加工，測(cè)試導(dǎo)熱系數(shù)試件大小為 200mm 100mm 50mm 長(zhǎng)方體，比熱試件為粉末狀，熱膨脹試件大小為 20mm 20mm 100mm 長(zhǎng)方體。導(dǎo)熱系數(shù)與熱膨脹的試件采用水切割標(biāo)準(zhǔn)試件150mm 150mm 300mm 棱柱體得到，隨后用砂紙進(jìn)行打磨確保試件測(cè)試面的平整度；比熱試件通過手工研磨得到。導(dǎo)熱系數(shù)、比熱及熱膨脹測(cè)試試樣如圖 2-2 所示。表 2-5 試驗(yàn)參數(shù)及試件個(gè)數(shù)Table 2-5 Test parameter and specimen number試驗(yàn)內(nèi)容 水灰比 取代率(%) 溫度（oC） 試件個(gè)數(shù)導(dǎo)熱系數(shù) 0.45020、110、250、300、400、500、600、700、790350 3100 3比熱 0.450 20、50、100、150、200、250、300、350、400、450、500、530、550、600、650、700、750、800350 3100 3熱膨脹 0.450 20、50、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800350 3100 3
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU528

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2618747