收藏本站
《昆明理工大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

再生骨料/水泥复合材料干缩性能研究

郭远臣  
【摘要】:基于综合利用建筑废弃物以推进建筑业的可持续发展,本文综合应用试验研究、有限元分析和理论研究等方法对再生骨料混凝土干缩性能、基本力学性能和微观结构进行了研究,并从孔隙结构、材料润湿性、水分迁移等角度出发研究了再生骨料混凝土的干缩机理。 本文首先研究了再生骨料混凝土基本力学性能,以保证所配制的再生骨料混凝土首先在力学性能上满足国内外相关标准及实际工程的需要,同时,为再生骨料混凝土干燥收缩数学模型的建立提供必要的力学性能参数;其次,鉴于目前混凝土干缩预测数学模型很少考虑再生骨料、外加剂效应(影响系数)的现状,建立了考虑再生骨料、工程常用外加剂(包括粉煤灰、减水剂与膨胀剂)影响系数、构件尺寸、环境湿度、混凝土强度等级、混凝土强度等主要影响因素的再生骨料混凝土干燥收缩数学模型,然后将其转化为应变增量式,再利用FORTRAN语言编写的用户子程序USDFLD,把场变量转化为热应变作为中间变量,对再生骨料混凝土干缩模型进行有限元分析,并进行必要的实验验证。最后,通过有限元分析、试验验证、理论分析等方法研究了再生骨料混凝土的干缩机理。 第一,以C30天然骨料混凝土的配合比设计为基准,进行了再生骨料混凝土干缩数学模型基本力学参数选取实验,并进行了理论分析,结果表明:再生骨料的添加降低了混凝土的流动性,在孔隙结构及旧水泥砂浆综合影响下,当再生骨料取代率较低时会提高再生骨料混凝土的强度,但过多的再生骨料掺量会导致再生骨料混凝土力学性能与同条件下的天然骨料制品相比有所下降;由于粉煤灰的“滚动效应”,增加了再生骨料混凝土的流动性,又因其改善了再生骨料混凝土孔隙结构从而提高了粉煤灰再生骨料混凝土的力学性能;在拌合水和水泥用量固定的情况下,减水剂的添加相当于增加了拌合水的相对用量,提高了再生骨料混凝土的流动性,但同时导致再生骨料混凝土孔隙率有所提高,致使再生骨料混凝土强度随减水剂掺量的增加逐渐下降;膨胀剂的添加降低了再生骨料混凝土的流动性,但同时却提高了拌合物的黏聚性和保水性;适量的膨胀剂掺量有助于提高再生骨料混凝土的强度,但当膨胀剂掺量较大时,致使再生骨料混凝土强度有所下降;对于再生骨料混凝土的弹性模量进行了测试和分析,并通过对比研究建议可利用式预测再生骨料混凝土弹性模量值 第二,在试验的基础上通过麦夸特法(Levenberg-Marquardt)+通用全局优化法回归拟合提出考虑再生骨料、粉煤灰、减水剂和膨胀剂影响系数的再生骨料混凝土干燥收缩预测数学模型,并将其转变为应变增量式(式5.1),通过利用FORTRAN编写用户子程序USDFLD,将场变量转化为热应变作为中间变量,从而利用大型有限元分析软件ABAQUS实现了再生骨料混凝土干缩数值模拟,并进行了必要的试验验证。结果表明:在干燥早期,再生骨料混凝土Mises应力值和位移(收缩)增长均表现的特别明显,但随着干燥龄期的发展,逐渐变的缓慢;位移的变化首先发生在干缩试件的表面,位移变化最大值也出现在试件顶面;干缩扩散到50mm深度时需30-70d时间;通过误差分析表明,再生骨料混凝土干缩模拟计算值与试验值吻合程度较好;在本文研究条件下,再生骨料混凝土位移与应力值之间具有良好的线性相关关系;再生骨料混凝土干缩值略高于同条件下天然骨料混凝土。 第三,建立了基于孔隙结构模型的再生骨料混凝土干缩理论,并通过试验、模拟研究及理论分析等手段探究再生骨料、减水剂、膨胀剂、粉煤灰的添加及不同混凝土配合比等因素造成的再生骨料混凝土孔隙结构、材料润湿性、水分迁移状态的改变,进而分析再生骨料混凝土干缩变形机理:再生骨料混凝土的干缩机理同天然骨料混凝土类似。再生骨料混凝土干缩变形是孔隙结构、材料与水润湿性、水分浓度场分布等综合作用的结果。通过改善再生骨料混凝土孔隙结构、降低再生骨料混凝土材料与水润湿性(增大接触角)以及减小水分扩散速率均有利于抑制再生骨料混凝土的干缩。利用上述理论能很好的解释水灰比、再生骨料、减水剂、粉煤灰对再生骨料混凝土干缩的影响,膨胀混凝土干缩机理可以利用“相向变形”与“背向变形”理论加以解释。 第四,采用大型有限元分析软件ABAQUS中质量扩散模块对再生骨料混凝土材料水分扩散行为进行模拟计算,并进行了实验验证,同时,通过实验研究分析了再生骨料混凝土干缩值与失水量之间的关系。结果表明:通过误差分析表明,再生骨料混凝土水分迁移模型失水量计算值与室内实验测试值吻合较好;水分的蒸发首先从再生骨料混凝土表面开始,并迅速达到平衡值,然后逐渐扩展到再生骨料混凝土的内部,扩展的速率极其缓慢,最终达到与环境湿度平衡,在扩散过程中,水分浓度呈梯度分布;水分干燥扩展至50mm厚度时大约需33d-65d时间,具体时间因配合比不同而略有差异;再生骨料混凝土干缩值与同条件下失水量之间并不是简单的线性关系。 本文的研究为再生骨料混凝土干燥收缩性能研究提供了研究基础,为建筑废弃物资源化、规模化利用提供了必要的技术支撑和理论依据。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU528

知网文化
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈萌;张兴昌;;商品混凝土干燥收缩应力的分析及计算[J];四川建筑科学研究;2008年04期
2 刘伟;邢锋;谢友均;;水灰比、矿物掺合料对混凝土孔隙率的影响[J];低温建筑技术;2006年01期
3 赵庆新;孙伟;郑克仁;陈惠苏;秦鸿根;刘建忠;;粉煤灰掺量对高性能混凝土徐变性能的影响及其机理[J];硅酸盐学报;2006年04期
4 李乃珍,王保全,张立新,宋景;建筑垃圾再生的技术途径[J];环境保护;1999年10期
5 王健,李懿;建筑垃圾的处理及再生利用研究[J];环境工程;2003年06期
6 陈海滨,刘锦权,刘文峰,黎军;城镇垃圾处理系统规划设计的若干量化指标[J];环境卫生工程;2001年01期
7 尹志府;;混凝土强度等级与收缩的关系[J];混凝土;1991年06期
8 吴晓泉,闻德荣;我国混凝土行业空前发展的一年 2003年技术经济指标简要分析[J];混凝土;2004年07期
9 冯乃谦,张智峰,马骁;生态环境与混凝土技术[J];混凝土;2005年03期
10 孙犁;钱大行;张日华;;再生粗骨料性能改善试验研究[J];混凝土;2008年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 林志伟;基于综合利用建筑垃圾再生骨料混凝土的研究[D];昆明理工大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李学闵;山东省树脂基复合材料工业发展评述[J];工程塑料应用;2000年05期
2 雷文,凌志达;玻璃钢在我国建筑领域的应用[J];工程塑料应用;2000年07期
3 张健康,凌静;大型舰炮玻璃钢防护罩体手糊成型工艺探讨[J];工程塑料应用;2002年06期
4 李河清,赵景丽,张元明,张广成;固化压力对夹层结构力学性能的影响[J];工程塑料应用;2002年06期
5 张元明,赵鹏飞,何颖,赵景丽;袋压法成型复合材料在小型无人机机体结构中的应用[J];工程塑料应用;2004年10期
6 刘明昌;纤维增强复合材料模具的研制[J];工程塑料应用;2005年05期
7 陈秋玲;孙可伟;李如燕;张燕春;;废砂/PE废地膜复合材料热老化性能的研究[J];工程塑料应用;2007年07期
8 黄海滨;刘锋;李丽娟;;塑料回收利用与再生塑料在建材中的应用[J];工程塑料应用;2009年07期
9 李树虎;王丹勇;秦贞明;贾华敏;郭建芬;李茂东;;纤维增强复合材料风力发电机叶片性能检测综述[J];工程塑料应用;2010年09期
10 李根臣;张海燕;刘晓飞;李茂东;;碳纤维复合材料在中空异型弹翼上的应用[J];工程塑料应用;2010年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冯金龙;沈新普;刘应华;;混凝土塑性损伤ABAQUS用户子程序开发[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
2 邓小环;应秀梅;刘浩宇;邓娇;田歌;;衬垫物变化对复合材料三点弯曲试验影响[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
3 马毓;赵启林;江克斌;;树脂基复合材料连接技术研究现状及在桥梁工程中的应用和发展[A];2011复合材料桥梁技术研讨会论文集[C];2011年
4 朱坤宁;万水;;复合材料桥面板截面参数分析与设计研究[A];2011复合材料桥梁技术研讨会论文集[C];2011年
5 贾福杰;赵顺增;王涛;谭风国;韩团结;杭玉勇;武旭南;谭涛;;有限元预测温度场技术在博兴交通家园住宅工程的应用[A];2011年混凝土与水泥制品学术讨论会论文集[C];2011年
6 朱晓林;高青;于鸣;王有镗;江彦;;地下换热器热应变计算分析方法研究[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
7 张龑华;冯鹏;叶列平;;FRP抗屈曲加固轴心受压十字形钢柱的试验[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
8 李曙光;冯鹏;叶列平;姚继涛;;FRP板胶栓混接研究综述[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
9 朱奇;侯勇俊;;新型防喷器移送装置的研究与应用[A];非常规油气资源勘探开发装备及应用技术研讨会论文集[C];2011年
10 王鑫;徐亚丰;;十字形钢管混凝土芯柱偏压力学性能有限元分析[A];创新沈阳文集(A)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高传慧;碱式硫酸镁晶须的合成及表面改性研究[D];中国海洋大学;2010年
2 江德增;斜塔斜拉桥施工与运营过程中的力学行为研究[D];华南理工大学;2010年
3 黄永辉;钢管混凝土拱桥拱肋病害机理与影响分析及吊杆更换技术研究[D];华南理工大学;2010年
4 于利刚;废橡胶粉的杂化改性及其对水泥基材料结构与性能的影响[D];华南理工大学;2010年
5 史海莹;双排桩支护结构性状研究[D];浙江大学;2010年
6 玄东兴;水泥混凝土组成材料的热相互作用与热再生体系的研究[D];武汉理工大学;2010年
7 都爱华;框架结构移位托换节点受力机理的研究[D];山东大学;2010年
8 张登祥;混凝土早期收缩开裂理论与控制技术及其在桥梁工程中的应用研究[D];长沙理工大学;2010年
9 李妍;混凝土多孔砖墙体裂缝控制的相关力学性能研究[D];吉林大学;2011年
10 王超飞;黑斑侧褶蛙和中华大蟾蜍的特征、功能、力学特性及其仿生分析[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐顺杰;大功率LED封装共晶炉及灯具传热过程仿真分析[D];华中农业大学;2010年
2 胡婷萍;大厚度电子束焊缝的超声检测及缺陷散射信号的研究[D];南昌航空大学;2010年
3 韩福冬;再生混凝土基本力学性能的数理统计分析和可靠度研究[D];山东科技大学;2010年
4 解立波;浅埋暗挖隧道桩基托换技术可靠性分析[D];山东科技大学;2010年
5 赵庆;土石坝坝下涵洞三维有限元分析[D];郑州大学;2010年
6 蔡秀兰;再生细集料混合砂浆配合比及物理性能试验研究[D];郑州大学;2010年
7 靳军伟;高填方路基变刚度处理技术及设计方法研究[D];郑州大学;2010年
8 赵静超;折线先张及曲线后张预应力混凝土梁徐变性能研究[D];郑州大学;2010年
9 郑文举;既有宽幅桥梁结构承载能力试验研究与加固分析[D];郑州大学;2010年
10 刘秦;再生废砖粗骨料混凝土配合比及物理性能试验研究[D];郑州大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李大华;盛洲发;;我国建筑垃圾的现状和资源化处置的对策商榷[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年06期
2 孙道胜;高强混凝土早期收缩的机理与特点[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1998年01期
3 陆凯安;利用建筑垃圾减少环境污染[J];北京节能;1999年03期
4 范小平;;再生骨料混凝土的开发与研究[J];福建建材;2006年04期
5 赵俊,钟世云,王小冬;建筑垃圾的减量化与资源化[J];粉煤灰;2001年02期
6 李俊;尹健;周士琼;;粉煤灰与矿渣再生骨料混凝土弹性模量的研究[J];粉煤灰综合利用;2006年01期
7 陈志龙;王扬;徐海锋;谢秋明;;粉煤灰掺量对改善混凝土性能的研究[J];粉煤灰综合利用;2006年06期
8 杨医博,吴笑梅,樊粤明;浅谈混凝土的干燥收缩[J];广东建材;1999年07期
9 水中和,邱晨,赵正齐,潘智生,万惠文;再生混凝土骨料含水状态与新拌混凝土的性能[J];国外建材科技;2003年05期
10 杜婷,罗利华;理性,新型建材发展的必由之路[J];国外建材科技;2003年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈萌;混凝土结构收缩裂缝的机理分析与控制[D];武汉理工大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 文涛;翟登超;;再生混凝土技术的综述[J];科技信息;2011年15期
2 吴贤国,郭劲松,李惠强,杜婷;建筑废料的再生利用研究[J];建材技术与应用;2004年01期
3 陈刚,苏磊,陈扬;国外建筑垃圾再生骨料的应用情况及在国内市场的应用前景分析[J];中国环保产业;2005年07期
4 杨建斌;孙泓涛;朱栋梁;;关于再生骨料与再生混凝土技术的评述[J];浙江建筑;2006年05期
5 陶珍东;废卉混凝土再利用的研究进展[J];中国粉体技术;2005年01期
6 卫国祥;雷颖占;;混凝土再生骨料的研究分析[J];四川建筑科学研究;2006年04期
7 蔡峰;;再生混凝土材料性能应用研究分析[J];黑龙江科技信息;2011年02期
8 徐平;张敏霞;;我国建筑垃圾再生资源化分析[J];能源环境保护;2009年01期
9 杜朝华;郝彤;刘立新;赵文兰;;建筑固体废弃物再生骨料的分类及其物理性能研究[J];中国建材科技;2009年03期
10 李眉;;关于国内外建筑废弃物再生与利用情况的探讨[J];科技信息;2011年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵霄龙;李秋义;张秀芳;何更新;;混凝土再生骨料相关标准研究及编制[A];高强与高性能混凝土及其应用——第七届全国高强与高性能混凝土学术交流会论文集[C];2010年
2 崔宁;李传平;刘元则;;砖混类建筑垃圾再生骨料应用前景[A];2011年混凝土与水泥制品学术讨论会论文集[C];2011年
3 赵智慧;芦令超;王守德;;废旧混凝土再生骨料的强化试验[A];中国硅酸盐学会水泥分会第三届学术年会暨第十二届全国水泥和混凝土化学及应用技术会议论文摘要集[C];2011年
4 严捍东;陈秀峰;;黏土砖再生骨料混凝土性能的试验研究与分析[A];第十届全国水泥和混凝土化学及应用技术会议论文摘要集[C];2007年
5 赵明;张雄;秦廉;袁翔;张洁龙;;再生骨料混凝土品质控制研究[A];2011年混凝土与水泥制品学术讨论会论文集[C];2011年
6 秦廉;张雄;赵明;袁翔;张洁龙;;再生骨料的吸水特性及其对再生混凝土性能的影响[A];2011年混凝土与水泥制品学术讨论会论文集[C];2011年
7 田中礼治;崔正龙;北迁政文;;日本关于再生材料在混凝土中的应用研究现状与课题[A];建筑固废科研及其产业化进展[C];2010年
8 崔正龙;大芳贺义喜;北迁政文;田中礼治;;再生骨料混凝土耐久性能的试验研究[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
9 唐明;张大利;;可循环混凝土集料的特征性能及特征参数[A];高性能混凝土的研究与应用——第五届全国高性能混凝土学术交流会论文[C];2004年
10 李秋义;李云霞;朱崇绩;田砾;;再生混凝土骨料强化技术研究[A];全国高强与高性能混凝土及其应用专题研讨会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 清华大学土木水利学院建材研究所所长 阎培渝;建筑垃圾资源化瓶颈有望突破[N];消费日报;2007年
2 本报记者 滕继濮;站着是楼 躺下是路[N];科技日报;2009年
3 蒋冬青;混凝土骨料资源的开发[N];中国建材报;2003年
4 杨德志宛子端;建筑垃圾资源化利用前景广阔[N];中国建设报;2008年
5 记者 齐琳;北京推广“低碳”建设高耗能建材将禁入市场[N];北京商报;2010年
6 本报记者 陈果;专家建议:建筑垃圾资源化[N];广东建设报;2008年
7 中国建筑材料科学研究院水泥所 王玲 高春勇 白杰 田培;混凝土生产绿色化的途径[N];中国建材报;2005年
8 北京中建建筑科技研究院 陆凯安;我国综合利用建筑垃圾案例分析及建议[N];中国建材报;2006年
9 薛秀春;地震重灾区4930万吨建筑垃圾急需再生利用[N];中国建设报;2008年
10 记者 郝迎利;建筑垃圾资源化在需要与现实间跋涉[N];西安日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭远臣;再生骨料/水泥复合材料干缩性能研究[D];昆明理工大学;2010年
2 黄莹;再生粗骨料对混凝土结构耐久性影响机理研究[D];广西大学;2012年
3 孙跃东;再生混凝土框架抗震性能试验研究[D];同济大学;2006年
4 李九苏;基于活性粉末增强的混凝土再生利用技术研究[D];湖南大学;2009年
5 奥兰尼(Akinkurolere Olufunke Olanike);再生混凝土(RAC)的特性试验研究[D];武汉理工大学;2008年
6 杜婷;高性能再生混凝土微观结构及性能试验研究[D];华中科技大学;2006年
7 刘春晖;再生混合混凝土的受压尺寸效应及外置薄钢板再生混合墙的抗震性能研究[D];华南理工大学;2013年
8 覃荷瑛;再生混凝土氯离子渗透性试验研究及细观数值模拟[D];广西大学;2012年
9 尹海鹏;再生混凝土框架—剪力墙抗震性能试验及理论研究[D];北京工业大学;2010年
10 玄东兴;水泥混凝土组成材料的热相互作用与热再生体系的研究[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张九峰;再生骨料混凝土力学性能特征及其影响因素[D];北京交通大学;2010年
2 朱霞;水泥稳定再生骨料基层混合料路用性能及其环境评价体系研究[D];中南大学;2012年
3 王竞妍;再生骨料缺陷对再生混凝土耐久性的影响[D];北京交通大学;2013年
4 杜文;再生骨料混凝土力学性能与盐冻耐久性研究[D];华中科技大学;2013年
5 张剑波;再生骨料半干硬性混凝土制备与成型的试验研究[D];昆明理工大学;2011年
6 李婷;再生骨料缺陷对再生混凝土力学性能影响的研究[D];北京交通大学;2013年
7 庞俭;再生骨料混凝土受力性能试验研究[D];长安大学;2010年
8 韦虹;混凝土用再生骨料的制备及应用技术研究[D];广州大学;2013年
9 李娟;再生骨料附着砂浆对混凝土强度的影响及再生骨料二灰碎石试验研究[D];河海大学;2005年
10 叶静辉;水泥混凝土路面再生骨料路用性能试验研究[D];吉林建筑工程学院;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026