再生粗骨料混凝土的早期裂縫試驗研究與數(shù)值模擬.pdf

1、粗骨料是制備混凝土必不可少的原材料，現(xiàn)有的天然砂石粗骨料已經(jīng)難以維持混凝土粗骨料的可持續(xù)發(fā)展，因此必須要找到合適的天然粗骨料的替代品。整個地球每年都因舊建筑物、舊公路拆除而產(chǎn)生規(guī)模龐大的廢棄混凝土，這些廢棄混凝土又得不到有效的循環(huán)利用，因此研究再生混凝土的性能十分重要。這些廢棄混凝土塊經(jīng)過機械破碎、分級后，按一定的替代率與相應(yīng)的配合比可以制成再生粗骨料?，F(xiàn)在研究的大都是再生粗骨料混凝土的力學(xué)性能，而關(guān)于再生粗骨料混凝土的早期開裂及鋼纖維

2、再生粗骨料混凝土早期開裂的研究是少之又少，同時試驗的復(fù)雜性和高成本性又限制了再生混凝土的發(fā)展，有限元數(shù)值模擬作為一種數(shù)值分析方法，即方便直觀又節(jié)省了試驗成本。因此，本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)采用集中約束平板法，利用萬能試驗機及裂縫寬度觀測儀測取試驗數(shù)據(jù)，通過分析試驗所得的數(shù)據(jù)，研究了再生粗骨料對天然粗骨料的不同替代率、鋼纖維不同體積摻量對再生粗骨料混凝土28天抗壓強度和早期開裂性能的影響，主要得出以下結(jié)論:①隨著再生粗骨

3、料替代率的增加，再生混凝土的28d抗壓強度、28d抗劈裂強度，均表現(xiàn)出先增大后減小的趨向，當(dāng)替代率為60％時，抗壓強度達到最大值;隨著再生粗骨料替代率的增加，再生混凝土的24h水分蒸發(fā)速率、最大裂縫寬度、裂縫總面積先減少后增大。當(dāng)再生粗骨料對天然骨料的替代率為60％時，再生粗骨料混凝土板的開裂程度最小。②鋼纖維再生粗骨料混凝土板的28天抗壓強度隨著鋼纖維體積摻量的增加，而先降低后增加;其24h水分蒸發(fā)速率、最大裂縫寬度、裂縫總面積則整體

4、表現(xiàn)出先降低后升高的趨向。再生粗骨料混凝土板的28d抗劈裂強度隨著鋼纖維體積摻量的增加而增高。當(dāng)鋼纖維的體積摻量達到0.8％，鋼纖維再生粗骨料混凝土板的早期開裂程度最小。
　　(2)通過ANSYS完成有限元數(shù)值模擬，先選擇Solid70單元進行熱分析，熱分析完成后，將Solid70單元轉(zhuǎn)換為Solid45單元，讀取熱分析結(jié)果，進行結(jié)構(gòu)分析，得到再生粗骨料混凝土板的溫度應(yīng)力。得到溫度應(yīng)力后，重新建立有限元模型，采用Solid65單元

5、進行結(jié)構(gòu)分析，從而得到鋼纖維再生粗骨料混凝土早期開裂多少的情況。計算分析了鋼纖維不同體積摻量對鋼纖維再生混凝土板早期開裂的影響，數(shù)值模擬結(jié)果表明:鋼纖維再生混凝土板的早期開裂基本發(fā)生在裂縫誘導(dǎo)器附近，隨著鋼纖維體積摻量的增加，模型板裂縫的數(shù)量先減少后增加。當(dāng)鋼纖維體積摻量達到0.8％，有限元模型板的早期開裂最少;當(dāng)鋼纖維的體積摻量為1.2％時，雖然模型板的裂縫沒有沿裂縫誘導(dǎo)器分布，但是裂縫的數(shù)量最多。
　　本文通過試驗研究再生粗骨