【摘 要】
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再生混凝土能够有效应用建筑垃圾,实现建筑、资源和环境可持续发展。但由于再生骨料来源复杂,回收利用时破碎工艺存在差异,因此导致其品质参差不齐,这便限制了再生混凝土的工程应用。研究再生骨料性质对再生混凝土抗压强度的影响规律,分析其破坏过程的开展规律,对于促进再生骨料应用具有重要的实际意义。本文结合试验研究和数值模拟手段,研究了再生骨料在不同原生强度、初始含水率和级配下对再生混凝土立方体抗压强度和轴心抗
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再生混凝土能够有效应用建筑垃圾,实现建筑、资源和环境可持续发展。但由于再生骨料来源复杂,回收利用时破碎工艺存在差异,因此导致其品质参差不齐,这便限制了再生混凝土的工程应用。研究再生骨料性质对再生混凝土抗压强度的影响规律,分析其破坏过程的开展规律,对于促进再生骨料应用具有重要的实际意义。本文结合试验研究和数值模拟手段,研究了再生骨料在不同原生强度、初始含水率和级配下对再生混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度影响,在细观层次探究再生混凝土在单轴压缩下的损伤发展,为改善再生混凝土性能提供参考。主要研究内容及结论如下:（1）对不同强度等级的普通混凝土试块,经破碎、筛分,制得粒径在5～20mm的再生粗骨料。对骨料的颗粒级配、表观密度、堆积密度、吸水率、压碎值进行测试。结果表明:普通混凝土强度等级越高,破碎制得再生骨料表面砂浆附着率越大;相比天然骨料,再生骨料表观密度、堆积密度小,吸水率、压碎值大,不同强度等级普通混凝土破碎后骨料性能差异不大,其表观密度、压碎值指标满足Ⅱ类混凝土用再生粗骨料的要求,吸水率指标均在Ⅲ类混凝土用再生粗骨料要求内。（2）参照普通混凝土配合比设计方法,根据再生骨料的原生强度、初始含水率和级配不同设计制备C30强度等级再生混凝土试件,测试其标准养护28d立方体抗压强度及轴心抗压强度。以再生混凝土抗压强度试验数据为基础,设计影响因子中间变量,建立再生混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度与单一相关变量直接数学关系,基于最小二乘法原理,编制MATLAB算法程序,利用多项式函数和高斯函数对试验结果进行拟合分析。结果表明:再生混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度受再生骨料性质影响变化规律一致;再生混凝土抗压强度不满足普通混凝土fc,k=（0.76～0.82）fcu规律,其fc,k=（0.64～0.76）fcu。再生混凝土抗压强度同再生骨料原生强度和级配间关系可用三次多项式函数表达,与再生骨料初始含水率间关系可用高斯函数来表达。（3）采用富勒级配曲线转化的瓦拉文公式计算再生混凝土级配,通过Python编制算法程序,利用蒙特卡罗随机数方法进行骨料投放,考虑再生混凝土各相材料属性,建立符合实际情况的二维再生混凝土随机骨料模型,在ABAQUS 6.14-3有元软件中模拟再生混凝土立方体和棱柱体单轴受压过程,探究再生混凝土在单轴压缩下的损伤发展特征。对比试验结果及现象,分析受压过程发现,再生混凝土损伤开展由界面过渡区开始逐渐向水泥砂浆基质发展,最后到小粒径骨料颗粒;损伤原因由界面过渡区剪应力、切应力集中导致。该论文有图51幅,表46个,参考文献57篇。
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