再生混凝土受壓本構關系及其與鋼筋間粘結滑移性能研究.pdf

1、再生混凝土作為一種新型綠色建筑材料，在應用于結構工程實踐之前仍需對其材料和結構性能進行大量研究，因此，本文以試驗為主，結合理論方法，針對再生混凝土受壓本構關系及鋼筋-再生混凝土間的粘結滑移性能進行研究，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構形貌，分析了再生混凝土組成結構及界面情況，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，繼而出現在新界面，然后發(fā)展到舊砂漿，最后由新舊界面聯合舊砂漿發(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-應變全曲線。發(fā)現單軸應力狀態(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)三軸受壓本構關系表達。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，隨著圍壓的增大，兩種強度再生骨料混凝土的脆性指數均有降低趨勢，當圍壓均達到約8MPa時，其脆性指數基本達到相同并保持不變。
　　 然后，采用鋼筋開槽內貼片方法，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滑移性能，并建立相應的粘結-滑移本構關系τ=Ψ(x)g(s)：
　　 鋼筋銹蝕前，隨著再生骨料取代率的增加，粘結-滑移曲線峰值滑移量及峰值粘結強度均降低，且圓鋼與再生混凝土間粘結強度

5、約為螺紋鋼粘結強度的1/4～1/7。相比普通混凝土而言，再生混凝土與鋼筋粘結應力傳遞較快，粘結應力分布較均勻。針對再生混凝土與鋼筋間粘結錨固位置函數Ψ(x)特點，提出三折線粘結錨固位置函數模型，且平均粘結-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錨固位置

6、函數曲線與鋼筋銹蝕前有較大差異，曲線中后段粘結剛度逐漸上升并超過中前段而出現峰值，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：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，梁式試驗粘結強度整體小于中心拉拔試驗；鋼筋再生混凝土梁極限粘結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