再生混凝土改性及配合比设计研究

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1、学校代号10532学号B08011029分类号TU528密级博士学位论文再生混凝土改性及配合比设计研究学位申请人姓名张学兵培养单位土木工程学院导师姓名及职称方志教授学科专业土木工程研究方向混凝土结构基本理论论文提交日期2015年5月28日学校代号：10532学号：B08011029密级：湖南大学博士学位论文再生混凝土改性及配合比设计研究学位申请人姓名：张学兵导师姓名及职称：方志教授培养单位：土木工程学院专业名称：土木工程论文提交日期：2015年5月28日论文答辩日期：2015年10月10日答辩委员会主席：刘光栋教授Modificationandmixproportiondesign

2、ofrecycledconcretebyZHANGXuebingB.E.(XiangtanUniversity)1999M.S.(XiangtanUniversity)2005AdissertationsubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorofEngineeringinCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorFANGZhiMay,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所

3、呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。〇２？／作者签名：日期：兴反年／月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、缩印或扫描等复制手段保存和汇

4、编，可采用影印本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、不保密ｂＬ＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）０＞皆年／作者签名：日期：》月日〇导师签名；日期：方＾＾年／月／＾日Ｉ再生混凝土改性及配合比设计研究摘要建筑垃圾尤其是其中的废弃混凝土越来越多，已经困扰着城市的发展。将废弃混凝土作为骨料来源实现再生利用，可有效解决其作为垃圾处置导致的占地、污染环境等问题，又可缓解天然骨料资源短缺的局面，还可避免因开采山石而造成的自然生态环境破坏。再生骨料应用于混凝土，首先要解决再生混凝土的配制问题，其关键是配合比设计。一般地，由于再生骨料质量

5、比天然骨料差，导致配制出的同强度等级的再生混凝土质量劣于普通混凝土，因此对再生骨料和再生混凝土进行性能优化具有重要的意义。本文主要基于试验研究的方法，并结合理论分析，对再生混凝土的强度影响因素、配合比设计及其改性进行了较为深入的研究；研究了再生混凝土的细观组成和结构，基于数值仿真方法模拟了其压缩破坏过程，对其破坏机理和特征进行了探讨。主要工作及结论如下：对影响再生混凝土抗压和劈拉强度的主要因素：水灰比、水泥强度等级、砂率、骨料最大粒径、骨料级配、养护龄期进行了试验研究。结果表明：水灰比控制在0.45±0.05是比较合适的，低于此值则再生混凝土工作性差，高于此值则强度将急剧下降；砂率

6、为35%时抗压强度最高；再生骨料最大粒径为20mm时抗压和劈拉强度都最高；根据最大密度曲线确定的再生骨料级配下的混凝土抗压和劈拉强度最高；随着养护龄期的增长，水灰比越小，抗压和劈拉强度增长速率越大；90d强度比28d强度均有较大幅度的增长；抗压和劈拉强度均与灰水比大致呈线性关系；90d抗压强度比普通混凝土低约10%。基于7d强度建立了再生混凝土抗压强度增长的预测公式。建立了再生粗骨料吸水量、（单位体积）附加用水量等同其质量、吸水率、含水率的关系；确定了再生粗骨料混凝土和全再生骨料混凝土抗压强度与灰水比之间的关系及这两种混凝土强度计算中的骨料系数；提出了基于附加用水量的再生混凝土配合

7、比设计步骤和方法及“有效水灰比”和“名义水灰比”的概念。为优化再生混凝土性能，分别从制备工艺和强化方法两方面出发进行了研究。制备工艺的研究结果表明：二次搅拌工艺不但能提高再生混凝土的抗压和劈拉强度，还能改善其工作性能，且强度离散性小，是制备再生混凝土的一种较好的工艺，比目前广泛应用的普通工艺好。强化再生混凝土性能方面，采用了：（1）钢纤维和粉煤灰（增强工作性）强化再生混凝土；（2）DSP和RPC浆液强化再生骨料；（3）DSP和RPC浆液强化再生混凝土等三种方法。结果表