汶川地震災后重建中再生混凝土基本性能及結構應用研究.pdf

1、本文是在“國家科技支撐計劃項目(2009AA032304)和四川省科技廳攻關項目(2009GZ0043)”聯合資助下進行的。在城市建設過程中以及遭遇類似汶川地震這樣的重大自然災害后，都會產生數量巨大的建筑廢棄物需要處理。如何妥善處理好巨量建筑垃圾，盡可能地重復利用各種建材，最大程度地減少對環(huán)境的破壞，具有顯著的經濟和生態(tài)效益。對于廢棄混凝土，通過回收清理分選，經過破碎加工后可用于生產各種再生骨料混凝土制品，是一種有效的消除建筑廢物，循環(huán)

2、利用資源的技術途徑。但由于再生骨料受產地、原始強度、齡期以及生產條件等影響，產品性能具有很大的不穩(wěn)定性。在汶川地震災后重建過程中，四川地區(qū)急需實用的生產技術進行建筑垃圾處理并生產重建用各類建材。針對以上需求，本文以試驗研究為主，結合本地區(qū)混凝土再生骨料的應用條件，分別從基本性能測定、設計理論和方法，以及實用新產品的開發(fā)和應用等三方面展開研究。主要內容如下:
　　 1.作為再生骨料應用的基礎研究，對再生骨料及不向替代率再生混凝土的

3、基本物理性能進行了對比試驗研究。測得了地震災區(qū)再生骨料的吸水率、含水率、表觀密度、堆積密度和壓碎指標等參數，探討了骨料粒徑、級配、原生混凝土強度等因素對骨料性能的影響;采用正交試驗方法，進行了C30強度再生混凝土的配合比設計參數比選，探討了顆粒級配、外摻料、水灰比等對混凝土和易性和強度的影響，確定了再生混凝土的基準配合比;通過對比試驗，測得50％、70％和100％三種替代率的再生混凝土不同齡期(3～28d)的立方體抗壓強度，推定了不同齡

4、期和替代率的再生混凝土的強度公式;采用回彈法和超聲回彈法對78組試塊進行了強度無損檢測，與普通混凝土的測強曲線進行對比，給出了修正建議。
　　 2.結合四川地區(qū)民房災后重建對墻材的急迫需求，開發(fā)了利用再生骨料加工保溫空心砌塊的生產技術。采用理論分析和有限元分析方法，考慮保溫和承重兩方面要求，對空心砌塊的開孔方式進行優(yōu)化，使砌塊既滿足國家墻體節(jié)能標準有具有較高承載能力;完成了4個無配筋墻片的低周反復水平荷載試驗，研究了保溫空心砌體

5、在低周反復水平荷載作用下的抗剪承載力、破壞形態(tài)、滯回特性、骨架曲線等性能，分析了影響砌體抗震性能的主要因素。
　　 3.針對配筋再生混凝土的粘結性能可能降低的問題，采用中心拔出試驗方法，得到不同類型組合鋼筋與混凝土的粘結滑移曲線。探討了再生骨料替代率、鋼筋形狀、直徑、錨固長度、保護層厚度以及配筋和外摻料等對粘結性能的影響;獲得了粘結強度沿錨固長度的變化曲線，并求出擬合公式;借助有限元方法，分別采用接觸單元方法和非線性彈簧對鋼筋與

6、混凝土的粘結滑移關系進行模擬，對比了兩種算法的優(yōu)缺點，提出計算建議。
　　 4.對再生混凝土在現澆板構件中應用的可行性進行對比試驗研究。制作了4塊30％替代率的再生混凝土板和2塊普通混凝土板。采用兩點加載方式進行了抗彎性能試驗，測得了普通混凝土和再生混凝土板的開裂荷載、開裂撓度、極限荷載及撓度等參數;對再生混凝土板進行了不同卸載條件的碳纖維布加固修復，比較加固前后構件的承載能力和變形情況，觀察不同加固條件下構件的破壞模式，探討了