【摘 要】
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城镇化快速发展引起的建筑垃圾问题亟需解决,为实现绿色环保、低碳可持续发展,可对建筑固废实现资源化再利用。现阶段将建筑垃圾制备成再生粗、细骨料用于混凝土结构是建筑垃圾资源化利用的主要方式,而对建筑垃圾处理时会产生大量粉体,对环境污染严重,因此本文将再生粉体作为原料,制备高延性再生微粉混凝土(High Ductility Recycled Powder Concrete,简称HDRPC)。再生微粉是由
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目(编号:51278290)“火灾后绿色高性能纤维增强水泥基复合材料新型结构的地震损伤机理研究”; 山东省自然科学基金面上项目(编号:ZR2020ME245)“装配式高延性再生混凝土框架节点地震破坏机理研究”; 中国地震局工程力学研究所实验室开放课题(编号:2019D10)“装配式高延性再生混凝土新型节点抗震
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城镇化快速发展引起的建筑垃圾问题亟需解决,为实现绿色环保、低碳可持续发展,可对建筑固废实现资源化再利用。现阶段将建筑垃圾制备成再生粗、细骨料用于混凝土结构是建筑垃圾资源化利用的主要方式,而对建筑垃圾处理时会产生大量粉体,对环境污染严重,因此本文将再生粉体作为原料,制备高延性再生微粉混凝土(High Ductility Recycled Powder Concrete,简称HDRPC)。再生微粉是由废弃混凝土研磨而得,在力学性能、耐久性能方面与普通混凝土存有差异,因此本文以水胶比(0.24、0.28、0.32)、再生微粉掺量(0、25%、35%、45%)、纤维掺入(1.9%BF、1.9%PVA、0.2%BF+1.7%PVA)为变量,设计8组配合比,研究其力学性能及耐久性能。本文测试了再生微粉和粉煤灰强度活性指数,将再生微粉或粉煤灰在不同取代率下等质量取代水泥,制备水泥胶砂,测量其抗压强度确定两种材料的强度活性指数,结果发现,随着再生微粉、粉煤灰替代率增加,强度活性指数均呈现出先增后减趋势;当粉煤灰和再生微粉取代率均为30%时,其强度活性指数均高于70%,满足规范使用要求。探究水胶比、单复掺纤维及再生微粉替代率对HDRPC力学性能影响,结果表明:水胶比增加、再生微粉的掺入对HDRPC力学性能产生不利影响;单掺BF对HDRPC力学性能的改善效果优于单掺PVA纤维;混掺纤维再生微粉混凝土试块抗弯强度高于单掺纤维再生微粉混凝土试块,体现出良好的纤维混杂效应。采用ASTM C1018标准对HDRPC弯曲韧性进行评价,结果发现:水胶比增加,弯曲韧性指数Imax先增加后降低;再生微粉的掺入有利于提高HDRPC弯曲韧性指数Imax;BF的掺加有利于提高HDRPC的初裂能,PVA纤维的掺入可提高HDRPC延性。结合两种纤维特性,可采用混杂纤维方式提高HDRPC弯曲韧性。研究各变量对HDRPC耐久性方面影响,研究发现水胶比对HDRPC耐久性能影响较大,水胶比增加对HDRPC抗渗、抗(盐)冻、抗碳化性能产生不利影响;再生微粉掺入会降低HDRPC的抗(盐)冻、抗碳化性能,但低掺量再生微粉有助于提高HDRPC抗渗性;单掺BF在提高HDRPC抗渗、抗碳化性能方面超过单掺PVA纤维,而混杂纤维再生微粉混凝土在抗渗、抗碳化方面的混杂优势未得到体现,混杂体系试块的渗水高度、碳化深度介于两种单掺体系之间;单掺PVA纤维对提高HDPRC抗(盐)冻性能优于单掺BF,混杂纤维对提高HDRPC抗(盐)冻性能优于单掺纤维。对HDRPC初裂抗弯荷载与28d碳化深度值数据进行拟合,结果发现二者呈负相关;根据力学损伤理论确定不同冻融循环次数下HDRPC损伤值,建立冻融损伤劣化模型,根据GB/T 50082-2009规范,确定各组配合比达到最大的冻融循环次数,以此为条件对HDRPC进行冻融循环寿命预测。
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