再生骨料混凝土多孔磚及其砌體受力性能研究.pdf

1、我國(guó)的城市建設(shè)和舊城改造每年都要產(chǎn)生大量的建筑垃圾,煤礦、發(fā)電等產(chǎn)業(yè)每年也排放大量的工業(yè)廢渣,處理和堆放這類(lèi)建筑垃圾和工業(yè)廢渣,不僅要花費(fèi)較多的資金,而且還嚴(yán)重影響環(huán)境。將建筑垃圾、工業(yè)廢渣回收利用做成多孔磚符合我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,并有著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境多種效益。再生骨料混凝土多孔磚的開(kāi)發(fā)利用,不僅解決了建筑垃圾大量堆積的問(wèn)題,同時(shí)也為普通粘土磚禁用帶來(lái)的一系列問(wèn)題提供了一種解決方法。然而,作為一種新型墻體材料,在再生骨料混凝土多孔磚

2、真正應(yīng)用于實(shí)際工程之前,必須建立其完整的力學(xué)理論體系。為了推廣再生骨料混凝土多孔磚的應(yīng)用,本文通過(guò)試驗(yàn)研究和理論分析,對(duì)建筑垃圾工業(yè)廢渣再生骨料混凝土多孔磚及其砌體的受力性能進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容如下:1.與天然骨料相比,再生骨料具有堆積密度小、吸水率高、表面粗糙的特點(diǎn),采用正交試驗(yàn)分析了水灰比、單位用水量和砂率對(duì)再生骨料混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。通過(guò)3種再生骨料27組配合比正交試驗(yàn),研究了再生骨料混凝土多孔磚的配合比,分析了骨料類(lèi)別與再生骨

3、料混凝土多孔磚強(qiáng)度的關(guān)系,建立試塊強(qiáng)度與多孔磚抗壓強(qiáng)度關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,對(duì)再生骨料混凝土多孔磚的抗壓強(qiáng)度、收縮、凍融及其他物理性能進(jìn)行試驗(yàn),并進(jìn)行試驗(yàn)室制磚和現(xiàn)場(chǎng)制磚的對(duì)比。結(jié)果表明:建筑垃圾及工業(yè)廢渣再生骨料混凝土多孔磚的收縮變形較小,凍融循環(huán)試驗(yàn)結(jié)果符合要求,可作為替代粘土磚的新型承重墻體材料之一。2.通過(guò)再生骨料混凝土多孔磚砌體抗壓試驗(yàn),全面系統(tǒng)分析了再生骨料類(lèi)別、塊體強(qiáng)度、砂漿強(qiáng)度等試驗(yàn)變化參數(shù)對(duì)多孔磚砌體受力性能、破壞形態(tài)、裂

4、縫的發(fā)生和發(fā)展、開(kāi)裂荷載和極限承載力、變形能力等的影響。采用逆向加載的方式對(duì)再生骨料混凝土多孔磚砌體受壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€(xiàn)進(jìn)行了試驗(yàn)研究,得到了再生骨料混凝土多孔磚砌體的應(yīng)力—應(yīng)變?nèi)€(xiàn)公式、受壓彈性模量和泊松比的計(jì)算公式。建立了多孔磚砌體抗壓強(qiáng)度計(jì)算的理論公式和實(shí)用公式,這兩個(gè)公式的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值吻合較好。通過(guò)與天然碎石骨料混凝土多孔磚砌體的抗壓對(duì)比試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:從破壞特征及裂縫開(kāi)展來(lái)看,具有相似的裂縫發(fā)展特點(diǎn),但再生骨料混凝土

5、多孔磚較天然碎石骨料混凝土多孔磚更為明顯的脆性特征;從砌體的抗壓強(qiáng)度來(lái)看,極限荷載相近,無(wú)論天然碎石骨料還是再生骨料混凝土多孔磚砌體,其抗壓強(qiáng)度可采用相同的計(jì)算公式。3.通過(guò)再生骨料混凝土多孔磚砌體抗剪試驗(yàn),全面系統(tǒng)分析了再生骨料類(lèi)別、砂漿強(qiáng)度等試驗(yàn)變化參數(shù)對(duì)多孔磚砌體受剪的受力性能、破壞性態(tài)、強(qiáng)度、變形等的影響。建立了多孔磚砌體抗剪強(qiáng)度計(jì)算的實(shí)用公式,公式的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值吻合較好。通過(guò)對(duì)混凝土多孔磚砌體剪切應(yīng)力.應(yīng)變曲線(xiàn)的分析,給出

6、其剪變模量的建議取值。4.通過(guò)七片混凝土多孔磚墻體在低周反復(fù)水平荷載作用下的對(duì)比試驗(yàn),研究了混凝土多孔磚墻體在低周反復(fù)水平荷載作用下的抗震抗剪承載力、破壞形態(tài)、滯回特性、骨架曲線(xiàn)等性能,結(jié)果表明構(gòu)造柱能有效地提高混凝土多孔磚墻體的抗震性能,提高墻體的延性。在擬靜力試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,本文詳細(xì)地分析影響了墻體抗震性能的因素,提出了適合于混凝土多孔磚墻體的抗震抗剪承載力的建議計(jì)算公式,該公式的計(jì)算結(jié)果與本文的試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。5.利用ANSYS有