高温后聚丙烯纤维增强再生混凝土轴压和断裂性能试验研究

摘要

随着我国城市化的不断发展，新建工程及拆除废旧建筑物每年产生大量建筑垃圾，其中近40％为废旧混凝土。传统的垃圾填埋方法不仅占用城市建设用地，还可能造成次生环境污染。将废旧混凝土破碎加工生产再生骨料用于制备再生混凝土，既可以实现废旧混凝土的循环再利用，又可以减少建筑工程对天然骨料的大量开采，对城市的可持续发展和环境保护都有着十分重要的意义。然而由于再生骨料较天然骨料有较多的内部缺陷，其强度与耐久性均弱于对应的普通混凝土。现有研究已经表明聚丙烯纤维就是一种良好的混凝土改性材料，能够提高混凝土的韧度并改善其耐高温性能。将再生混凝土应用于建筑结构中，其耐高温性能是结构设计时候必须考虑的一个重要问题。针对上述背景，本硕士论文研究课题选择聚丙烯纤维增强再生混凝土(再生粗骨料取代率为100％)为研究对象，分别研究了其高温后轴压力学性能及断裂性能。
　　(1)首先对60个圆柱体试件(直径×高度=150mm×300mm)和60根切口小梁试件（截面宽度×截面高度×试件长度=100mm×100mm×515mm）进行了不同目标温度的高温处理（常温、200℃、400℃、600℃），观察和测量高温作用下不同参数混凝土试件组的外观变化规律（包括颜色变化、爆裂、开裂）以及质量损失。结果表明:高温作用后试件表面呈现出明显变化，随着温度的升高试件表面产生的最大裂缝宽度增大，同时质量损失也不断增加。
　　(2)通过对高温处理后圆柱体试件进行单轴抗压试验，分析了暴露温度和聚丙烯纤维掺量(0kg/m3、1kg/m3、2kg/m3、3 kg/m3)两个变量参数对再生混凝土轴压性能的影响。试验结果表明:高温作用虽然会使各组试件的变形能力有所提高，却显著降低了抗压强度和弹性模量，同时也减小了聚丙烯纤维再生混凝土试件的耗能能力（韧度），但聚丙烯纤维掺量对高温后再生混凝土轴压性能影响规律不明显。
　　(3)通过对高温后切口小梁混凝土试件进行三点弯曲试验，分析了上述两个变量对再生混凝土断裂能和断裂韧性的影响。试验结果表明:聚丙烯纤维的掺入虽然对常温下的断裂性能（断裂能及韧度）有明显提升，但是对高温（大于200℃）处理后再生混凝土的断裂性能没有明显改善。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．1．1 再生骨料的利用

1．1．2 再生混凝土及纤维增强再生混凝土

1．1．3 再生混凝土的高温性能

1．2 国内外研究现状

1．2．1 再生混凝土发展概况

1．2．2 再生混凝土的研究现状

1．2．3 聚丙烯纤维再生混凝土的研究现状

1．2．4 高温后混凝土性能的研究现状

1．3 课题的主要研究内容

第二章 高温后聚丙烯纤维再生混凝土的轴压性能

2．1 试验概况

2．1．1 试验设计

2．1．2 试验原材料

2．1．3 试件制作

2．2 试验方法

2．2．1 高温处理

2．2．2 单轴受压试验

2．3 试验结果及分析

2．3．1 高温处理后外观变化

2．3．2 高温爆裂

2．3．3 质量损失

2．3．4 轴压破坏模态

2．3．5 应力-应变曲线

2．3．6 抗压强度

2．3．7 弹性模量

2．3．8 韧度及特殊韧度

2．4 本章小结

第三章 高温后聚丙烯纤维再生混凝土的断裂性能

3．1 引言

3．2 试验概况

3．2．1 试验设计与方法

3．2．2 试件制作

3．2．3 试验装置及测点的布置

3．3 试验结果及分析

3．3．1 高温后外观变化

3．3．2 质量损失

3．3．3 断裂试验切口小梁破坏形态

3．3．4 荷载-位移曲线

3．3．5 断裂能

3．3．6 断裂韧度

3．4 本章小结

结论与展望

本文结论

展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢