轴压荷载下PFRP约束含砖骨料再生混凝土的尺寸效应研究

发布时间：2020-03-19 16:26

【摘要】：建筑垃圾的处置已经成为当前社会亟需解决的问题,在当前的建筑垃圾中,废弃砖砌体和废弃混凝土所占的份额最大,解决建筑垃圾问题的一种有效途径是将建筑垃圾破碎筛分制成再生骨料,从而制备含砖骨料再生混凝土。然而,相比于普通混凝土,含砖骨料再生混凝土强度更低,离散性更大。因此,越来越多的研究人员尝试用各种纤维增强复合塑料(FRP)约束来改善再生混凝土的受力性能。聚酯纤维增强复合塑料(PFRP)作为一种新型FRP材料,具有极高的产量、极低的成本和极大的断裂伸长率,从而具备广阔的应用前景。含砖骨料再生混凝土与PFRP结合,可应用于结构的耗能构件,也可用于地震区灾后重建,方便就地取材,有效抵抗余震。混凝土的物理力学性能受到其试件尺寸的影响。在实际工程中,大部分混凝土构件为大尺寸构件。而受限于试验场地和加载能力等条件,目前实验室仅能进行中小尺寸的混凝土试验,大部分研究结论也来源于中小尺寸试件。因此,想要把实验室的试验成果应用于实际工程,必须研究混凝土性能的尺寸效应规律。本文研究了轴压荷载作用下PFRP约束含砖骨料再生混凝土的尺寸效应,开展的主要工作和取得的成果如下:(1)含砖骨料再生混凝土材料性能研究:对含砖骨料再生混凝土的各组分进行物理力学性能研究,根据附加用水量的方法进行配合比设计。(2)PFRP片材的拉伸试验研究:分别进行了单层聚酯纤维布和2层、4层、6层、8层和12层的PFRP片材拉伸试验,得到了其基本力学性能表现。(3)单调轴压荷载下PFRP约束含砖骨料再生混凝土尺寸效应试验研究:分别进行了5种不同尺寸(保持高径比不变)和3种不同高径比(保持直径不变)试件的轴心受压试验研究。观察了其破坏现象,分析了试件的强度、延性、耗能性能、轴向应力-应变曲线和轴向应变-环向应变曲线。(4)PFRP约束含砖骨料再生混凝土尺寸效应的直观分析和统计学分析:利用直观分析和单因素方差分析方法系统地分析了试件轴压试验结果,得到了尺寸和高径比对试件转折点强度、极限点强度、转折点应变和极限点应变的影响规律。(5)PFRP约束含砖骨料再生混凝土强度和应变模型的建立:在尺寸效应分析的基础上,分别得到了试件的强度和应变模型,模型与试验数据吻合较好。
【图文】：

粗骨料

图 2.1 含砖再生粗骨料图 2.2 天然粗骨料试验采用的天然粗骨料为花岗岩碎石，如图 2.2 所示，其粒径在 5-15mm 之间，连续级配。天然细骨料为天然河砂，粒径在 0.35-0.5mm 之间，细度模数为2.4。本试验所用的水泥为广州珠江水泥厂生产的 P.O 42.5R 普通硅酸盐水泥，厂家给出的 28 天抗压强度为 46.7MPa，抗折强度为 6.9MPa，初凝时间是 1.82h，终凝时间为 6.43h。本试验所用的水是自来水。表 2.1 骨料的各项性能指标骨料名称成分粒径(mm)堆积密度（kg/m3）吸水率(%)含水率(%)压碎指标(%)天然细骨料天然河砂 0.35-0.5 1480 5.62 5.59 -天然粗骨料花岗岩碎石 5-15 1594 4.37 0.91 9.7再生粗骨料60%砖骨料&40%水泥石骨料5-15 1216 12 8.09 17.32.2.2 配合比设计

粗骨料

图 2.1 含砖再生粗骨料图 2.2 天然粗骨料试验采用的天然粗骨料为花岗岩碎石，如图 2.2 所示，其粒径在 5-15mm 之间，连续级配。天然细骨料为天然河砂，，粒径在 0.35-0.5mm 之间，细度模数为2.4。本试验所用的水泥为广州珠江水泥厂生产的 P.O 42.5R 普通硅酸盐水泥，厂家给出的 28 天抗压强度为 46.7MPa，抗折强度为 6.9MPa，初凝时间是 1.82h，终凝时间为 6.43h。本试验所用的水是自来水。表 2.1 骨料的各项性能指标骨料名称成分粒径(mm)堆积密度（kg/m3）吸水率(%)含水率(%)压碎指标(%)天然细骨料天然河砂 0.35-0.5 1480 5.62 5.59 -天然粗骨料花岗岩碎石 5-15 1594 4.37 0.91 9.7再生粗骨料60%砖骨料&40%水泥石骨料5-15 1216 12 8.09 17.32.2.2 配合比设计
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528

【参考文献】