【摘 要】
:
为进一步提高废旧混凝土的循环利用率,课题组提出了再生块体/骨料混凝土策略,即将再生块体与新拌再生骨料混凝土进行混合浇筑,以制备各类结构构件。本文开展了再生块体/骨料混凝土的受压试验,对比了3种废旧混凝土循环利用策略的环境影响;提出了采用再生块体/骨料混凝土时,预制叠合板的构造优化方案,开展了该类构件的试验研究和数值分析。主要工作及成果如下:1.开展了27个再生块体/骨料混凝土圆柱体的受压试验,通过
【基金项目】
:
广东省重点领域研发计划项目(2019B111107003); 国家自然科学基金项目(52078219);
论文部分内容阅读
为进一步提高废旧混凝土的循环利用率,课题组提出了再生块体/骨料混凝土策略,即将再生块体与新拌再生骨料混凝土进行混合浇筑,以制备各类结构构件。本文开展了再生块体/骨料混凝土的受压试验,对比了3种废旧混凝土循环利用策略的环境影响;提出了采用再生块体/骨料混凝土时,预制叠合板的构造优化方案,开展了该类构件的试验研究和数值分析。主要工作及成果如下:1.开展了27个再生块体/骨料混凝土圆柱体的受压试验,通过压汞和扫描电镜对试验现象进行了解释。研究表明:(1)与实际工程中仅采用再生粗骨料的再生骨料混凝土相比,再生块体/骨料混凝土的建筑固废含量可提高1倍及以上;即使再生块体取代率和再生骨料取代率分别高达35%和70%,再生块体/骨料混凝土仍具有良好抗压强度;(2)当再生块体抗压强度相比再生骨料混凝土偏低时,再生块体/骨料混凝土的抗压强度随着再生块体取代率的增加而降低,且再生骨料取代率100%时降低幅度显著大于再生骨料取代率50%和70%情况;(3)再生骨料取代率为100%时,采用再生块体使其附近的再生骨料混凝土中新砂浆出现了孔隙率增大和有害孔增多的现象;(4)当再生骨料混凝土的弹性模量相比再生块体较明显偏低时,受压时二者界面出现贯穿微裂缝,整体受压性能明显劣化。2.为避免实际工程中再生块体/骨料混凝土出现受压性能明显劣化的情况,进一步开展了54个再生块体/骨料混凝土圆柱体的受压试验,初步提出了避免该类情况的保障策略,并建立了再生骨料混凝土抗压强度和弹性模量的预测神经网络以支撑该策略的实施。研究表明:(1)再生骨料混凝土的抗压强度相近时,其弹性模量也可能存在较明显差异;(2)再生骨料混凝土的弹性模量相比再生块体较明显偏低时,采用再生块体所导致的再生块体/骨料混凝土弹性模量降低效应逐渐缓解;(3)再生骨料混凝土的弹性模量相比再生块体较明显偏低时,提高前者的抗压强度可有效避免二者之间界面成为明显薄弱环节,进而避免整体受压性能明显劣化,建议给出了此时再生块体/骨料混凝土抗压强度和弹性模量的计算公式;(4)所建立的2个BP神经网络,均具有较好预测精度。3.为展现再生块体/骨料混凝土的环境影响优势,针对预制构件生产场景,就该类混凝土与再生块体混凝土和再生骨料混凝土的环境影响进行了对比评估。研究表明:(1)几乎所有工况中,再生块体/骨料混凝土都具有最低的环境影响指标,环保效益最为显著;(2)所有环境影响指标都随再生块体取代率增加而显著降低,除全球变暖潜力值以外的其它指标随再生骨料取代率提高也逐渐降低,但降幅低于再生块体的影响;(3)生产抗压强度较低的混凝土预制构件时,无论采用再生块体还是再生粗骨料都具有更优的环保效益;(4)水泥生产对3种混凝土的环境影响在各项指标中占比最大,材料运输次之;(5)相比再生块体混凝土,再生块体/骨料混凝土和再生骨料混凝土对于建筑固废消纳场的选址更为敏感。4.在用钢量相同的原则下,提出了将常规构造中桁架筋转化为受力筋的再生块体/骨料混凝土预制叠合板以提高其承载能力,分别开展了预制底板和叠合板的受弯试验以及叠合面的受剪试验。研究表明:(1)未设置桁架筋的再生块体/骨料混凝土预制底板的开裂前抗弯刚度,不弱于设置有桁架筋的常规构造预制底板;(2)相比设置有桁架筋的常规构造预制底板和叠合板,未设置桁架筋的再生块体/骨料混凝土预制底板和叠合板的抗弯承载力均有明显提高,其中预制底板的提高幅度不低于50%,叠合板的提高幅度约20%;(3)未设置桁架筋的再生块体/骨料混凝土叠合板的叠合面受剪性能,显著优于设置有桁架筋的常规构造叠合板,前者的叠合面抗剪承载力约为后者的2.3倍。5.为更清晰地阐释再生块体/骨料混凝土预制底板中凸出的块体对底板开裂前抗弯刚度的影响机理,开展了该类预制底板的数值分析。研究表明:(1)基于三维激光扫描获取的表面点云数据,将三维底板降维转化为多个竖向二维截面进行抗弯刚度求解,大幅降低了数值模拟成本,提升了复杂表面实体的参数分析可及性;(2)针对再生块体/骨料混凝土预制底板所建立的数值模型,具有较好的计算精度;所提出的块体生成方法和块体投料算法,可较好地实现预制底板中再生块体大小、形状和分布的随机性,建模效率较高;(3)预制底板开裂前抗弯刚度随着块体取代率和块体特征尺寸的增加而提高,总体上随着块体形状为细长、类球、扁平依次降低;(4)不同形状块体混合使用时,只要合理确定块体特征尺寸和块体取代率的下限,即可使再生块体/骨料混凝土预制底板的开裂前抗弯刚度不低于设置有桁架筋的常规构造预制底板。
其他文献
视觉伺服技术通过将图像传感器与机器人的有机结合,为传统工业机器人的控制系统带来了丰富的环境信息,使机器人通过与环境或人之间的信息交换进而代替人类承担更多精细、复杂的工作成为可能。但机器人视觉伺服系统自身及环境存在的多种因素会影响其实际应用:首先,现有机器人视觉控制系统在部署前必须经过专业标定,标定结果易受多种因素影响而逐渐失真,导致系统部署的便捷性及抗干扰能力下降;其次相机视野中存在的阴影、遮挡等
基于稳态剪切流变加工原理的传统注塑成型缺乏降低分子链缠结程度、定向调控聚集态结构等能力,导致制件服役性能较弱。本课题组开发了体积脉动注塑成型装备来将振动力场引入到注塑成型全过程中,以实现振动剪切流变支配的加工方法,这能够诱导分子链解缠结、促进取向结构形成,为制造高质量注塑产品开拓了新途径。然而,体积脉动注塑成型工艺参数与制件微观结构及服役性能间内在关系不清晰,严重制约了装备的实际应用与发展。在振动
新能源为主体的新型电力系统建设背景下,配电网正由传统的电能单向分配向多能流汇集与分发的新角色转变,配电网保护技术体系面临新挑战。长期以来,受配电网建设阶段性和地区差异性影响,配电网保护系统存在互感器、断路器等资源配置不完备与资源分布不均衡问题,造成保护系统故障感知及处理能力不足;另一方面,受配电网复杂运行环境影响,采样失效、开关失灵以及保护非预期动作等状态异常事件时有发生,引发配电网保护系统运行风
个体出行行为预测(作为对个体未来出行特征的建模)对目前“智慧交通”背景下的个性化、差异化交通应用(如网约车,共享服务等)的运营及管理具有重要意义。对个体出行行为的准确预测,可以为系统的运营提供可靠的指导,从而提高管理及服务水平。然而,个体的出行行为具有高度复杂性,准确预测个体的出行行为是一个富有挑战的问题。本研究基于自动售检票(Automatic Fare Collection,AFC)系统数据中
量子点发光二极管(quantum dot light-emitting diodes,QLEDs)由于其高效率、广色域以及简便而经济的溶液加工等特性,在大面积电致发光显示和固态照明领域具有广泛的应用前景。经过20多年的研究,通过对量子点(quantum dots,QDs)核壳结构、表面配体和器件结构的研究与改进,QLEDs器件的发光性能得到了快速发展,然而其发光效率、工作寿命等方面仍有进一步提升的
速率分割多址接入(RSMA)是近年来,为满足下一代移动通信系统(如:超5G或6G)高质量的服务需求,而兴起的一种功能强大且更普适的物理层多用户接入技术。RSMA充分结合了发射端的叠加编码技术和接收端的SIC技术,即:通过在发射端将公共数据流(基于广播的传输策略)叠加到私有数据流(基于单播的空分多址接入(SDMA)传输策略)之上,为无线传输资源分配提供了更多的灵活性;同时,通过让接收端优先解码并消除
随着雷达探测技术的提升,工程建筑的防护和隐蔽难度更为提高。基于雷达探测原理,开展新型水泥基吸波材料及其与环境匹配性的研究迫在眉睫。传统水泥基材料制备成型后,其吸波特性固定不变,难以匹配工程建筑周围的电磁环境。目前,关于水泥基吸波材料的研究主要围绕高效吸波剂与吸波性能的优化展开,聚焦于吸波性能的提升,对水泥基材料吸波性能的可调控性及其与环境的匹配性缺乏深入研究。本文基于对水泥基材料组成与结构、吸波剂
近年来印刷柔性电子迅猛发展,其在柔性显示、射频识别标签和可穿戴传感器等领域均呈现广阔的应用前景。该类电子器件和产品的制造过程中,通常采用印刷或打印的方式将金属纳米颗粒组成的导电性良好的油墨印制在不可承受高温的有机基板表面并经过烧结后制备出柔性线路。然而即使目前研究最为成熟的银颗粒油墨也存在烧结温度过高(>150°C)和成本不菲的问题,而具有成本优势的铜颗粒油墨则存在易氧化、难储存、烧结性能不良等固
磁耦合无线电能传输技术是国内外最受关注的研究方向,现有研究主要集中在阻抗匹配、磁耦合线圈、高效功率变换器、异物检测和电磁环境等方面,然而在实际应用中仍无法有效解决产品性价比、稳定性、抗扰性等问题。本文基于分数阶电路理论,针对分数阶电感、电容构造的LC电路异于整数阶电感、电容的频率特性,试图从电感、电容的分数阶数对频率特性的影响、传输特性与频率的关系、频率控制等方面,对分数阶磁耦合无线电能传输系统进
介质阻挡放电可以在大气压下产生非平衡等离子体,并且操作灵活,在许多领域中得到了广泛的应用。同时,介质阻挡放电作为一个复杂的动力学系统,还表现出丰富的非线性行为。这些非线性行为与放电的稳定性和均匀性密切相关。因此,研究介质阻挡放电的非线性行为,对于介质阻挡放电的实际应用具有重要意义。以氦气为载气的介质阻挡放电,放电相对稳定,容易观察到丰富的非线性放电现象,并且其化学反应相对简单,然而在大气压下容易混