文档介绍：华中科技大学
博士学位论文
高性能再生混凝土微观结构及性能试验研究
姓名:杜婷
申请学位级别:博士
专业:结构工程
指导教师:李惠强
20060427
华中科技大学博士学位论文
摘要
从可持续发展的观点出发,将废弃混凝土循环再生骨料与粉煤灰、磨细矿渣粉等
一起配制高性能再生骨料混凝土可以很好地解决资源和环境的协调发展问题。因此,
本文以试验研究为主,对高性能再生骨料混凝土的基本性能和微观结构进行了研究,
主要内容如下:
首先,对高性能再生骨料混凝土的基本力学性能进行了试验研究,试验结果显示
高性能再生骨料混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度均稍低于同
强度等级的高性能天然骨料混凝土,而其弹性模量明显低于高性能天然骨料混凝土,
随着强度的提高,高性能再生骨料混凝土的弹性模量提高,且高性能再生骨料混凝土
的破坏都是界面破坏。
第二,提出了在新旧水泥石之间和旧水泥石与原天然骨料之间存在一个双层界面
的观点,并运用扫描电镜、偏光镜和显微硬度计对高性能再生骨料混凝土的水化产物
形貌、界面过渡区缺陷和界面显微硬度进行了测试。试验表明在再生骨料与新水泥石
之间的界面过渡区内存在一些孔洞、微裂纹以及疏松的 Ca(OH)2 晶体且界面硬度低,
从再生骨料表面到水泥石本体,界面弱区的特点逐渐变弱;随着强度的提高和水化龄
期的增长,界面过渡区的显微硬度增大。试验还表明粉煤灰、矿渣等微细矿粉可以改
善再生骨料混凝土界面过渡区的性能,提高再生骨料混凝土的密实性。
第三,通过试验获取了高性能再生骨料混凝土的应力-应变全曲线,试验发现高
性能再生骨料混凝土的峰值应力稍低于同强度等级的高性能天然骨料混凝土,而峰值
应变则明显高于高性能天然骨料混凝土;高性能再生骨料混凝土峰值应力和峰值应变
都随强度的提高而提高;建立了高性能再生骨料混凝土的应力-应变本构模型,且根
据该模型拟合的理论曲线与试验曲线吻合较好;定义和计算了高性能再生骨料混凝土
的“压缩应变能”和“脆性指数”,计算结果表明随着强度的提高,高性能再生骨料
混凝土的压缩应变能增大,脆性指数增大。
最后,对高性能再生骨料混凝土的抗氯离子渗透性展开了试验研究。试验表明随
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着强度的提高和龄期的增长,高性能再生骨料混凝土的抗氯离子渗透性显著增强,矿
粉、粉煤灰等微细矿物质大大改善了再生骨料混凝土抗氯离子侵蚀性。试验还表明高
性能再生骨料混凝土的抗氯离子渗透性较高性能天然骨料混凝土差,但其仍具有很好
的抗氯离子渗透性,能满足工程耐久性要求。
本文的研究为再生混凝土的破坏机理和再生混凝土结构的非线性分析提供了研
究基础,为制定再生混凝土应用的技术规范提供了重要的参考。
关键词: 高性能再生混凝土; 再生骨料; 力学性能; 应力-应变; 本构模型;
界面过渡区; 显微硬度; 抗 Cl-渗透性
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ABSTRACT
In consistent with sustaining development, the recycled high performance concrete
that is made from recycled concrete aggregates, fly ash, granulated blast-furnace slag and
so on, could be a perfect solution to resource and environment preservation. Therefore, on
the basis of experimental research, the basic behaviors and microstructure of recycled high
performance concrete are studied in this thesis. The main contents of this thesis are
introduced as follows:
Firstly, the basic mechanical behaviors of high performance concrete are tested and
the results indicate: the pressive strength, pressive strength and tensile
splitting strength of recycled high performance concrete are