火災(zāi)高溫后再生混凝土受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線及其與鋼筋的粘結(jié)性能試驗研究.pdf

1、近年來，由于人口的高度集中、建筑火災(zāi)事故的頻發(fā)，給人民的生命和財產(chǎn)帶來了嚴(yán)重?fù)p失。另一方面，伴隨著世界范圍內(nèi)大量建筑垃圾處理問題的亟待解決以及建筑材料的巨大損耗和短缺，再生混凝土應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)工程成為趨勢。因此，在再生混凝廣泛推廣應(yīng)用于結(jié)構(gòu)工程之前，有必要對于再生混凝土以及鋼筋再生混凝土受火災(zāi)高溫后的相關(guān)力學(xué)性能進(jìn)行研究。本文主要通過試驗手段，結(jié)合相關(guān)理論分析，針對再生混凝土受高溫作用后的受壓應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系以及鋼筋再生混凝土受高溫作用后

2、的粘結(jié)滑移性能進(jìn)行研究。完成的工作有:
　　一、對經(jīng)過不同溫度作用后的天然混凝土和再生混凝土，采用超景深三維顯微系統(tǒng)對比觀察其受壓破壞后微觀裂縫的開展?fàn)顟B(tài)，了解各個界面的粘結(jié)情況。
　　二、通過對同強(qiáng)度再生混凝土受高溫作用后的單軸受壓試驗，研究了在不同再生粗骨料取代率和不同溫度條件下再生混凝土的應(yīng)力和應(yīng)變的特點，并根據(jù)試驗結(jié)果建立了再生混凝土受高溫作用后的應(yīng)力—應(yīng)變?nèi)€方程。
　　三、通過中心拉拔試驗研究了高溫后鋼筋

3、與再生混凝土間的粘結(jié)滑移性能，揭示了在不同溫度條件、不同再生粗骨料取代率、不同相對保護(hù)層厚度c/d和有無橫向約束箍筋等條件影響下的粘結(jié)滑移性能，獲得了相應(yīng)的粘結(jié)—滑移曲線。
　　四、依據(jù)損傷力學(xué)應(yīng)變等效性假設(shè)的相關(guān)理論知識分析了高溫后鋼筋與再生混凝土間的粘結(jié)滑移性能，定義粘結(jié)損傷變量D，計算得到損傷演變方程D-s關(guān)系曲線，建立了基于界面損傷的粘結(jié)—滑移本構(gòu)方程。主要研究結(jié)論如下:
　　(1)采用三維顯微系統(tǒng)觀察和分析表明，在

4、經(jīng)歷不同溫度作用后，天然混凝土破壞時內(nèi)部的薄弱面為骨料—砂漿界面;再生混凝土受壓破壞時內(nèi)部各個界面相對薄弱程度從重到輕依次為:舊骨料—新砂漿界面、舊砂漿—新砂漿界面和舊骨料—舊砂漿界面。
　　(2)同一取代率條件下，受高溫作用后的再生混凝土試件的峰值應(yīng)力呈減小趨勢，峰值應(yīng)變呈增大趨勢，且所經(jīng)歷的溫度越高，峰值應(yīng)力越小，峰值應(yīng)變越大，峰值應(yīng)力最大損失為53.8％，峰值應(yīng)變最大增幅為270.1％。
　　(3)當(dāng)試件經(jīng)歷溫度小于或

5、等于400℃，在同一溫度下，隨著粗骨料取代率的增大，再生混凝土峰值應(yīng)力呈減小趨勢，峰值應(yīng)變呈增大趨勢;當(dāng)試件經(jīng)歷溫度達(dá)到500℃后，出現(xiàn)了相反的規(guī)律，在同一溫度下，隨著取代率的增加，再生混凝土峰值應(yīng)力整體呈增大趨勢，而峰值應(yīng)變呈減小趨勢。
　　(4)在同一高溫條件作用后，取代率為100％的再生混凝土的峰值應(yīng)力均大于其他各取代率的結(jié)果，而峰值應(yīng)變則小于其他各取代率的峰值應(yīng)變。
　　(5)不帶箍筋試件的主要破壞模式為劈裂破壞，帶

6、箍筋試件的主要破壞模式為劈裂—拔出破壞。
　　(6)同一取代率條件下，試件經(jīng)歷的溫度越高，試件峰值粘結(jié)應(yīng)力越小，峰值滑移量越大，溫度達(dá)500℃時，峰值粘結(jié)應(yīng)力最大損失為66.2％，峰值滑移值最大增幅為126.4％。
　　同時，帶箍筋試件的平均峰值粘結(jié)應(yīng)力和平均峰值滑移值均要大于不帶箍筋試件的結(jié)果;相對保護(hù)側(cè)厚度c/d越大，則峰值粘結(jié)應(yīng)力越大，峰值滑移值也越大。
　　(7)當(dāng)溫度在小于或等于400℃時，每個溫度條件下均有