再生混凝土及其构件的力学性能

第1章 绪论

1．1 建筑垃圾处理和资源化再生利用

1．2 国内外再生混凝土技术研究发展概述

1．2．1 再生混凝土材料

1．2．2 钢筋再生混凝土构件

1．2．3 钢筋再生混凝土框架及节点

1．2．4 钢管再生混凝土组合结构

1．2．5 型钢再生混凝土组合结构

1．3 本章小结

第2章 再生混凝土的力学性能

2．1 新建建筑垃圾再生混凝土的力学性能

2．1．1 再生粗骨料的物理性能

2．1．2 试件设计及试验加载

2．1．3 试件受力破坏形态及应力-应变曲线

2．1．4 损伤过程分析

2．1．5 变形性能及耗能能力

2．1．6 取代率及骨料种类对力学性能的影响

2．1．7 强度指标之间的换算

2．1．8 应力-应变本构关系

2．2 服役期满建筑垃圾再生混凝土的力学性能

2．2．1 再生粗骨料来源及试验材料

2．2．2 试件设计

2．2．3 试件的破坏过程及应力-应变曲线

2．2．4 应力-应变本构方程

2．2．5 长龄期轴心抗压强度

2．2．6 抗折强度

2．2．7 抗折试件的抗压试验结果及抗压强度

2．2．8 泊松比

2．3 三轴受压再生混凝土的力学性能

2．3．1 试验材料

2．3．2 试件设计与制作

2．3．3 加载装置及加载制度

2．3．4 试件受力破坏形态

2．3．5 应力-应变曲线

2．3．6 特征点参数

2．3．7 取代率对三轴受压力学性能的影响

2．3．8 侧向围压值对三轴受压力学性能的影响

2．3．9 时间龄期对三轴受压力学性能的影响

2．3．10 混凝土强度对三轴受压力学性能的影响

2．3．11 骨料来源（服役年限）对三轴受压力学性能的影响

2．3．12 损伤演变过程分析

2．3．13 再生混凝土破坏准则

2．3．14 应力-应变本构方程

2．3．15 再生混凝土三轴受压强度计算

2．4 本章小结

第3章 建筑垃圾再生混凝土墙体材料的配制方法及力学性能

3．1 再生填充墙体材料的力学性能试验及其影响因素分析

3．1．1 试验材料

3．1．2 试件成型、养护与加载

3．1．3 配合比正交试验设计

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《再生混凝土及其构件的力学性能》系统地研究和探讨了再生混凝土及其构件的受力破坏机理、力学性能指标与承载力计算方法。《再生混凝土及其构件的力学性能》共7章，主要包括绪论、再生混凝土的力学性能、建筑垃圾再生混凝土墙体材料的配制方法及力学性能、钢筋再生混凝土构件的力学性能、型钢与再生混凝土间的黏结滑移性能、型钢再生混凝土组合构件的力学性能、钢管再生混凝土组合构件的力学性能等。

《再生混凝土及其构件的力学性能》可作为高等学校有关专业的研究生的教学用书，也可供从事土木工程领域研究的科技人员参考。

本书主要针对2008年和2013年我国四川省两次地震产生的建筑废弃物和受损结构，结合国家绿色低碳的经济发展需要，利用FRP-混凝土/钢管组合结构的受力特性，研究震后建筑废弃物再生混凝土的基本物理和力学性能特点；分析高温和冻融环境下再生混凝土材料及FRP约束短柱的力学性能；运用材料研究、结构试验、理论分析和微观检测等研究手段，研究再生混凝土材料及其约束构件的失效破坏机理，分析不同约束材料和约束方式对再生混凝土构件受力性能的影响，得到FRP和钢管约束再生混凝土构件的大量试验数据，建立再生混凝土材料微观结构形貌与宏观力学行为间的对应关系。同时，进行一定量的有限元分析和理论探索，为再生混凝土的工程应用提供大量可参考的试验及分析手段。

第1章绪论

第2章再生粗骨料性能研究与分析

第3章再生混凝土基本性能研究

第4章FRP约束再生混凝土轴压构件性能研究

第5章冻融作用下FRP约束再生混凝土短柱轴压性能研究

第6章FRP约束钢管再生混凝土物件受压性能研究

第7章再生混凝土梁抗弯性能试验及理论分析

第8章CFRP约束再生混凝土梁的试验研究及有限元分析

再生混凝土技术是实现废弃混凝土资源化与产业化的重要基础和支撑，但随着再生粗骨料取代率的增加，再生混凝土的力学性能降低并出现较大的离散性。通过本课题的试验研究、理论分析和数值仿真，基本揭示了再生混凝土力学性能的劣化机理，提出了控制的方法和策略。 本课题的研究内容包括：1）提出了模型再生混凝土的新概念。在试验室完成了再生混凝土新老界面过渡区的硬度和模量测试，分析了再生骨料初试缺陷的分布与特点，开展了模型再生混凝土的加载试验，结合理论分析和数值仿真，发现了再生混凝土裂缝发生与扩展的基本特征，揭示了再生混凝土损伤演化、受力破坏和性能劣化机理，并进一步将模型再生混凝土拓宽应用到再生混凝土的氯离子扩散分析以及徐变机理分析等方面。2）完成了系列再生混凝土本构关系的研究。主要包括，单调荷载作用下的再生混凝土受拉本构试验与仿真、骨料咬合剪切-滑移本构试验与仿真；重复荷载作用下再生混凝土受压、弯折S-N曲线；高温作用后再生混凝土残余受压强度、弯折强度与经历温度之间的关系曲线；通过与普通混凝土的对比，这些工作从一个侧面进一步反映了再生混凝土的力学性能劣化规律。3）开发了新型再生混凝土构件，完成了再生混凝土构件的基本性能试验与分析。主要包括，钢纤维增强再生混凝土板及其冲切性能、钢管和GFRP管状约束再生混凝土柱及其受力性能、半预制再生混凝土梁和柱及其受力性能。以上工作从构件层次总结了再生混凝土力学性能提升的基本原理和方法。4）验证了再生混凝土结构的抗震能力。结合2个振动台试验，分析了现浇和预制再生混凝土框架结构的地震反应规律和抗震性能特点。这些工作从结构的层次阐释了再生混凝土力学性能调控的基本思路。 在这个课题的资助下，从材料、构件和结构3个层次，较为系统地揭示了再生混凝土力学性能劣化机理及其调控方法，为再生混凝土应用于结构工程奠定了一定的研究基础，也为再生混凝土结构设计指南和规范的制定提供了科技支撑。超额完成了预期研究目标，发表SCI收录论文24篇，EI收录论文13篇，先后10余次受邀参加国内外学术会议并作大会报告或主题报告。 2100433B