【摘 要】
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将废弃混凝土回收并制成再生骨料,将其部分或全部替代天然骨料进行再生混凝土(recycle aggregates concrete,RAC)生产,这对节约天然骨料资源和建筑资源循环利用均是有益的和必要的。但是,由于再生骨料存在表观密度小、吸水率高和强度低等缺陷,导致新生产RAC的性能比普通混凝土有较大程度的劣化。已有的研究表明,掺入适量钢纤维可以抑制裂缝的发展和改变荷载传递的方式,从而使RAC具有良
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将废弃混凝土回收并制成再生骨料,将其部分或全部替代天然骨料进行再生混凝土(recycle aggregates concrete,RAC)生产,这对节约天然骨料资源和建筑资源循环利用均是有益的和必要的。但是,由于再生骨料存在表观密度小、吸水率高和强度低等缺陷,导致新生产RAC的性能比普通混凝土有较大程度的劣化。已有的研究表明,掺入适量钢纤维可以抑制裂缝的发展和改变荷载传递的方式,从而使RAC具有良好的阻裂、增强和增韧特性。另外,由于钢纤维RAC结构在服役期间不可避免地遭受各种可能性冲击荷载,对RAC结构的承载力和安全性提出了更高的要求。目前关于钢纤维RAC性能的设计理论和方法主要集中在静力荷载作用下的性能研究,对于钢纤维RAC在冲击荷载作用下力学性能的研究则关注较少。对此,本文通过试验及理论分析研究了钢纤维RAC在冲击冲击荷载作用下的力学性能及微观结构,以期为RAC后期的研究工作及其在实际工程中的推广与应用提供参考依据和理论基础。研究的内容及结论如下:(1)参照美国混凝土协会ACI544建议的混凝土落锤冲击试验方法(Drop-weight impact resistance method),采用自行设计的落锤冲击试验装置进行了钢纤维RAC抗冲击性能试验研究,探讨了不同再生骨料取代率、钢纤维掺量以及钢纤维类型对RAC抗冲击性能的影响规律。结果表明:RAC的抗冲击性能随着再生骨料取代率的增加而逐渐降低;钢纤维的掺入显著改善了RAC的脆性特点,提高了RAC的抗冲击性能,并且RAC的抗冲击性能随着钢纤维掺量的增多而提高;通过对比不同钢纤维类型RAC的抗冲击性能,发现端钩形钢纤维改善RAC抗冲击的效果比波纹形钢纤维的更为显著。(2)引入数理统计Weibull分布函数理论模型对钢纤维RAC抗冲击次数的概率分布特征进行拟合检验和失效概率预测分析。通过拟合检验分析得到了Weibull分布参数,根据拟合回归参数计算得到不同存活概率下的抗冲击寿命。结果表明:两参数Weibull分布函数能较好地描述钢纤维RAC抗冲击次数的分布规律。同时回归计算得到不同失效概率下钢纤维RAC抗冲击次数的预测,为钢纤维RAC的研究与应用提供理论依据。(3)纤维混凝土宏观力学性能的改变是其基体内微观结构变化在宏观层次上的反映,采用扫描电子显微镜(SEM)对钢纤维RAC中的水泥石、骨料-水泥石界面过渡区以及纤维-水泥石界面过渡区的微观结构进行了观察分析,揭示其界面过渡区微观形貌特征,并从微观层面解释了再生骨料取代率不同对RAC强度的影响、钢纤维的阻裂增强效果以及不同类型钢纤维对RAC宏观性能力学性能等的影响。
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