基于界面參數(shù)的再生骨料混凝土性能劣化機理及工程應用.pdf

1、廢混凝土循環(huán)利用是建設行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要路經(jīng);但相比普通混凝土結(jié)構，再生骨料混凝土結(jié)構性能水平更低、耐久性更差，其根本原因在于:再生骨料混凝土存在更多更復雜的界面薄弱環(huán)節(jié)，這也是再生骨料混凝土與普通混凝土在細微觀尺度上的本質(zhì)差異?，F(xiàn)階段對再生骨料混凝土中各類界面過渡區(qū)性能的定量研究較少，且尚未能提出可反映再生骨料混凝土內(nèi)多類骨料界面的綜合性能參數(shù)，亦無法建立再生混凝土骨料界面參數(shù)與其宏觀性能的關系;再生骨料混凝土性能提升需探索更多有效

2、的改性技術，與此同時再生骨料混凝土的工程應用尚待進一步推廣，其應用的可行性尚需更多第一手工程原位監(jiān)測數(shù)據(jù)。
　　因此，本研究擬從不同空間尺度出發(fā)，探索“骨料界面性能-宏觀材料性能-結(jié)構構件性能”的性能傳遞邏輯關系;研究再生骨料混凝土各類骨料界面幾何及力學性能特征，確立反映界面綜合性能且具有物理意義的骨料界面參數(shù);基于界面參數(shù)，探索再生骨料混凝土材料與構件性能時變劣化規(guī)律，揭示荷載與環(huán)境耦合作用下、普通與再生骨料混凝土結(jié)構構件時變劣

3、化差異及其機理。本文的主要研究內(nèi)容包括:
　　1)對三種不同取代率下再生骨料混凝土在不同齡期的力學性能及耐久性能進行試驗研究，并采用納米壓痕測試技術，對再生骨料混凝土內(nèi)不同種類界面過渡區(qū)性能進行定量化測試;通過揭示再生骨料混凝土界面過渡區(qū)性能特征，并與普通混凝土對比，探索再生骨料混凝土宏觀材料性能時變規(guī)律的本質(zhì)原因，分析其材料性能劣于普通混凝土的機理;
　　2)通過梁成對錨固加載及氯鹽溶液干濕循環(huán)的方法，實現(xiàn)對沿海浪濺區(qū)鋼筋

4、混凝土梁構件服役環(huán)境的模擬，在三種取代率的梁構件上施加荷載與環(huán)境耦合作用;通過監(jiān)測長期耦合損傷作用下不同取代率的梁構件表面裂縫、內(nèi)部裂縫的開展形態(tài)，對再生骨料混凝土梁的耐久性能進行討論;通過抗彎性能測試，對長期耦合損傷再生骨料混凝土梁的力學性能進行分析，揭示荷載與環(huán)境耦合作用下再生骨料混凝土梁構件性能退化規(guī)律;
　　3)提出再生骨料混凝土“綜合界面過渡區(qū)參數(shù)”有效性評價的三條基本標準，基于此探索可綜合反映再生骨料混凝土中多類界面過

5、渡區(qū)幾何與力學性能的界面過渡區(qū)參數(shù)，并通過界面過渡區(qū)參數(shù)與再生骨料混凝土宏觀材料性能與結(jié)構構件性能的相關性分析，對所設計的不同形式的綜合界面過渡區(qū)參數(shù)的有效性進行對比;基于界面過渡區(qū)參數(shù)的設計、評價與選擇，定量揭示再生骨料混凝土材料與結(jié)構構件性能劣化規(guī)律的內(nèi)在機理;
　　4)采用兩種含納米材料的復合強化漿液對再生粗骨料進行表面處理、進而對再生骨料混凝土材料進行改性，并通過SEM、納米壓痕等細微觀測試手段，從界面改善、老砂漿強化的角

6、度對這納米漿液改性再生骨料混凝土材料力學及耐久性能的機理進行闡釋;
　　5)將再生骨料混凝土在三個實際工程進行應用，三個應用案例中再生骨料混凝土的應用水平不斷提高;通過材料性能的試驗研究及實體應用構件的長期應變監(jiān)測結(jié)果，并與普通骨料混凝土對比分析，從材料強度及結(jié)構構件抗裂性能的角度證實再生骨料混凝土應用于不同類型構件的可行性。
　　本項目的研究工作可彌補再生骨料混凝土材料及構件在性能劣化模型構建及機理解釋方面的不足，且對完善