【摘要】：隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的深入發(fā)展,既有建筑物拆除、維修和加固產(chǎn)生的廢舊混凝土越來越多,將廢舊混凝土加工成再生骨料循環(huán)利用是實現(xiàn)基礎(chǔ)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的有效方法。由于再生混凝土性能低于普通混凝土,目前主要應用于路基和路面鋪裝等非承重結(jié)構(gòu)中。再生混凝土中加入鋼纖維形成鋼纖維再生混凝土(SFRAC),使得其韌性和強度得以提高,推動再生混凝土在承重結(jié)構(gòu)中的應用。本文在國家自然科學基金重點項目“鋼纖維再生混凝土及其結(jié)構(gòu)計算理論與設(shè)計方法”(U1704254)的資助下,重點研究了SFRAC單軸受壓性能、與鋼筋粘結(jié)性能和梁正截面受彎性能,建立了相應的計算模型。主要內(nèi)容如下:(1)通過15組SFRAC配合比共90個150mm×150mm×150mm立方體試件的抗壓和劈拉試驗,90個150mm×150mm×300mm棱柱體試件的抗壓和彈性模量試驗,探討了鋼纖維體積率、再生骨料取代率和水灰比對SFRAC拉壓強度和彈性模量的影響,分別建立了考慮再生骨料取代率和鋼纖維體積率影響的SFRAC拉壓強度和彈性模量計算公式以及鋼纖維再生混凝土單軸受壓本構(gòu)模型。(2)通過15組鋼纖維再生混凝土配合比共90個150mm×150mm×150mm試件的中心拉拔試驗,得到了各級荷載作用下鋼筋與鋼纖維再生混凝土粘結(jié)應力和相對粘結(jié)滑移沿粘結(jié)區(qū)段的分布,探討了水灰比、再生骨料取代率和鋼纖維體積率對粘結(jié)試件破壞模式、粘結(jié)滑移曲線和粘結(jié)強度的影響,建立了考慮再生骨料取代率和鋼纖維體積率影響的粘結(jié)應力-滑移本構(gòu)關(guān)系模型。(3)通過13根SFRAC梁正截面受彎性能試驗,分析了鋼纖維、再生骨料和水灰比對SFRAC梁開裂彎矩、極限承載力、跨中截面撓度和裂縫分布及發(fā)展的影響�？紤]鋼纖維和再生骨料對截面塑性區(qū)高度的影響,提出了SFRAC梁開裂彎矩的計算方法及公式;基于本文提出的鋼纖維再生混凝土單軸受壓本構(gòu)模型,推導了梁受壓區(qū)等效矩形應力圖的應力值和受壓區(qū)高度系數(shù),考慮截面開裂后受拉區(qū)鋼纖維的抗拉作用,提出了受拉區(qū)等效矩形應力的計算方法及公式,建立了SFRAC梁正截面承載力的計算模型及公式;結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)行規(guī)范,分別建立了正常使用階段SFRAC梁基于有效慣性矩法的剛度計算模型及公式,基于解析法的剛度計算模型及公式;建立了基于粘結(jié)滑移理論的裂縫寬度及間距的計算模型及公式。
【圖文】：

（a）天然骨料 （b）再生骨料 （c）鋼纖維圖 2.1 天然骨料、再生骨料鋼纖維表 2.2 粗骨料性能指標顆粒級配/mm表觀密度/kg.m-3堆積密度/kg.m-3吸水率/%針片狀含量%含泥量/%孔隙率/%壓碎指標/%再 生 骨 料5~202660 1410 3.74 1.4 0.423 47 13.5天 然 骨 料5~202730 1360 0.6 3.2 0.925 40 12.0（3）細骨料細骨料采用細度模數(shù)為 2.75 的級配良好的天然中砂，依據(jù)規(guī)范 DL/T5151—2001《水工混凝土砂石料試驗規(guī)程》和 GB/T14684—2011《建筑用砂》的要求測試細骨料的各項性能指標見表 2.3，級配曲線見圖 2.2。各項測試指標符合規(guī)范相關(guān)要求。表 2.3 細骨料性能指標細度模數(shù)/mm表觀密度/kg.m-3松散堆積密度/kg.m-3緊密堆積密度/kg.m-3含泥量%孔隙率/%

2 上述標準試件尺寸。設(shè)計了 10 種 SFRAC 配合比；同時骨料混凝土共 5 組，其水灰比、砂率和再同，僅不摻加鋼纖維。具體的鋼纖維再示混凝土配合比，，澆筑 150mm×150mm件均采用強制式機械攪拌機攪拌，振動規(guī)定齡期后，在附加剛性組件的 WHY下鋼纖維再生混凝土應力-應變?nèi)�試移計測量荷載與位移，見圖 2.4。正式加壓對中，然后以 0.1mm /min 的速率進行程中，采用靜態(tài)應變采集系統(tǒng)自動采集
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU528.572

【參考文獻】

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本文編號：2670986