引气再生砼基本性能及冻融后与钢筋粘结性能的试验研究

摘要

近年来，随着城市化步伐不断加快，人们对混凝土的需求量越来越大，这必然导致对砂石等自然资源的过度开采，使人与自然不能和谐发展。同时许多达到使用年限的老旧建筑物被拆毁，产生大量的混凝土废弃垃圾，既难以处理又污染环境，这成为一个亟待解决的问题。对废弃的混凝土进行破碎、清理、冲洗等处理后得到的材料作为再生骨料，不仅可以解决废弃混凝土难处理的问题，又可以减少对砂石等自然资源的用量，带来良好的环境效益和社会效益，促使人与自然和谐发展。再生混凝土技术的研究和利用将成为社会可持续发展的一个强有力的推动剂。
　　虽然再生混凝土能给社会环境带来有利的一面，但同时再生混凝土在某些性能方面特别是抗冻性方面还有待于研究高，而引气剂能有效的提高混凝土的抗冻性。本文主要做了加入引气剂的再生粗骨料取代率为60％的混凝土抗压强度、超声波测速、应力应变曲线、冻融环境下钢筋与再生混凝土的粘结性能等方面的试验研究。考虑到我国北方沿海地区一些结构受到盐冻，以及若再生混凝土用于道路建设中，往往会遇到冬季除冰时撤除冰盐使道路处于盐水冻融环境，基于以上情况，本试验的冻融环境又分为普通环境与盐浓度为5％的人工海水中进行，具体工作如下:
　　(1)对加入引气剂的再生粗骨料取代率为60％的试块在不同龄期(7d、14d、21d、28d)进行抗压强度及超声波速测试，分析混凝土试块抗压强度及超声波速随龄期的变化情况。
　　(2)对以上试块在不同龄期(7d、14d、21d、28d)不同荷载(0kN、30％kN、60％kN、90％kN)作用时与卸载后两个对立面进行超声测速，探究荷载对混凝土的损伤作用，以及持载与卸载后超声波速的变化。
　　(3)测试再生混凝土试块在不同龄期的应力及应变，并绘制出引气再生混凝土的应力应变曲线，比较其与普通混凝土的异同。
　　(4)对分别放在淡水与海水中经历0次、25次、50次、75次冻融循环后的试件，测试其抗压强度、超声波速以及质量损失，对比观察冻融循环以及冻融环境对试块性能的影响。
　　(5)将加入引气剂的部分再生混凝土与三种不同直径的钢筋（12mm光圆、14mm螺纹、18mm螺纹）制成中心拔出试块，分别在淡水与海水环境中冻融25次、50次、75次，依据试验结果并与未冻融的中心拔出试件相比较，分析了钢筋直径、冻融循环次数以及冻融环境对粘结强度、粘结滑移的影响规律。
　　(6)根据本次试验中冻融后再生混凝土与钢筋粘结强度的结果，推导了冻融后两者间粘结强度的计算表达式。通过公式计算出的结果与实测结果比较吻合，望该公式能为冻融循环后再生混凝土构件的性能提供有益参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 前言

1．2 再生混凝土的研究发展

1．2．1 再生混凝土的概念

1．2．2 国内外对再生混凝土的研究概况

1．3 再生混凝土的基本特性

1．3．1 再生混凝土的表观密度与吸水率

1．3．2 再生混凝土的强度

1．4 引气剂对再生混凝土抗冻性的影响

1．5 冻融后混凝土与钢筋的粘结性能

1．5．1 普通混凝土冻融后与钢筋的粘结性能

1．5．2 再生混凝土冻融后与钢筋的粘结性能

1．5．3 粘结试验的类型

1．6 本课题研究的内容

第2章 试验概况

2．1 试验流程

2．2 配合比

2．2．1 再生骨料选用

2．2．2 再生骨料基本性能

2．2．3 其它材料

2．2．4 确定配合比

2．3 抗压强度试验

2．3．1 试块的制作

2．3．2 试验过程

2．4 单轴受压应力应变试验

2．4．1 试验试块及设备

2．4．2 试验过程

2．5 再生混凝土冻融后中心拔出试验

2．5．1 试件的制作

2．5．2 冻融试验

2．5．3 中心拉拔试验

2．6 本章小结

第3章 再生混凝土基本性能试验研究

3．1 前言

3．2 抗压强度试验

3．2．1 不同龄期再生混凝土抗压强度结果

3．2．2 抗压强度试验现象与结果分析

3．3 再生混凝土超声探伤试验

3．3．1 试验结果

3．3．2 超声波探伤试验结果分析

3．4 应力—应变关系试验

3．4．1 试验结果统计

3．4．2 应力—应变试验结果分析

3．5 本章小结

第4章 冻融后中心拉拔试验结果与分析

4．1 引言

4．2 小试块冻融后试验现象及结果分析

4．2．1 质量损失结果与分析

4．2．2 抗压强度与超声探伤试验结果与分析

4．3 中心拉拔试验现象及结果

4．3．1 试验现象

4．3．2 冻融循环后钢筋的荷载-滑移曲线

4．3．3 试验结果分析

4．4 本章小结

第5章 冻融后引气再生混凝土与钢筋粘结退化机理分析

5．1 粘结退化机理理论分析

5．2 试验结果拟合分析

5．2．1 12mm光圆钢筋试块

5．2．2 14mm与18mm螺纹钢筋试块

5．3 粘结强度计算表达式

5．3．1 计算表达式的建立

5．3．2 表达式中参数取值探讨

5．3．3 验证计算结果

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢