CFRP约束再生玻璃骨料混凝土轴压力学性能试验研究

发布时间：2020-03-20 09:35

【摘要】：近年来,随着国内外对可持续发展的重视,固体废弃物的再生利用越来越受到学术界及社会的关注。废弃玻璃是一种可再生固体废弃物,将其作为骨料或掺合料应用于混凝土中,既能减少因废弃玻璃大量堆放而引起的土地占用及环境问题,又能节约混凝土原材料,降低资源、能源消耗以及混凝土的生产成本,具有坏境、经济及工程应用价值。然而,玻璃晶体结构中含有70%左右的无定形二氧化硅,其碱-硅反应生成凝胶状水化物的体积比所消耗的二氧化硅大得多,凝胶的生成及成长会在混凝土中引起内部应力,足以使骨料颗粒开裂,造成宏观可见的微细裂缝网络,对混凝土的强度及耐久性均有较大的不利影响。纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)因其轻质、高强、耐腐蚀及耐疲劳等优点,近年来在国内外混凝土结构加固领域中被广泛应用。FRP约束混凝土可提高被约束混凝土的强度、变形能力,保护核心混凝土免受恶劣环境侵蚀等一系列优点,使得FRP约束再生骨料混凝土(recycled aggregate concrete,简称RAC)引起了学术界广泛关注并进行了大量研究,但迄今尚未有研究关注FRP约束再生玻璃骨料(recycled glass aggregate,RGA)混凝土的力学性能。针对上述研究背景,本课题进行了CFRP(碳纤维布)约束再生玻璃骨料混凝土(recycled glass aggregate concrete,RGAC)圆柱体轴压力学性能的试验,试验共测试了126个试件,包括56个无约束RGAC圆柱体和70个CFRP布约束RGAC圆柱体。测试的关键变量包括:RGA的取代率,CFRP布约束刚度和混凝土的养护龄期。试验结果表明,CFRP既可以对再生玻璃骨料混凝土提供约束,提升其强度与变形能力,又可以约束系统因碱骨料反应产生的膨胀,减小玻璃骨料对混凝土的不利影响,还可以对被约束的再生玻璃骨料混凝土提供保护,增加其耐久性。本研究还通过将CFRP约束混凝土不同的理论模型预测结果与试验测试结果进行比较,检验了理论模型的适用性和准确性,为CFRP约束再生玻璃骨料混凝土的后续理论分析工作奠定了基础。最后,利用电镜扫描方法对玻璃骨料内部及界面过渡区处的微观结构与普通混凝土相应部位的微观结构进行了对比分析。本研究的成果将拓宽废弃玻璃再生利用范围,具有重要的研究意义和广阔的应用前景。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU528

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本文编号：2591599