【摘 要】
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我国经济和科学技术逐年发展,国民生活品质及需求日益提升,我国每年推倒重建的建筑如星罗棋布,因此,在生产生活中产生了大量的废弃混凝土。再生混凝土的研究与应用不仅缓解了不可再生资源的紧缺,还对环境的保护也起到了一定的作用。玄武岩纤维作为近些年来新出现的一种环保型材料,其制作工艺较为简便,制作材料成本较低且环保,加工成纤维后仍然具有较好的物理性能。每年由于火灾后混凝土结构失去承载力,而引起的建筑倒塌不计
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我国经济和科学技术逐年发展,国民生活品质及需求日益提升,我国每年推倒重建的建筑如星罗棋布,因此,在生产生活中产生了大量的废弃混凝土。再生混凝土的研究与应用不仅缓解了不可再生资源的紧缺,还对环境的保护也起到了一定的作用。玄武岩纤维作为近些年来新出现的一种环保型材料,其制作工艺较为简便,制作材料成本较低且环保,加工成纤维后仍然具有较好的物理性能。每年由于火灾后混凝土结构失去承载力,而引起的建筑倒塌不计其数。目前对再生混凝土力学性能的研究已经成熟,但对于高温前后BFRAC(玄武岩纤维再生混凝土的简称)力学性能的研究相对匮乏。本文对以玄武岩纤维体积掺入率和再生骨料替代率为变量的BFRAC进行力学性能试验,以此得到掺入抗拉、耐高温等物理性能均表现良好的玄武岩纤维后的BFRAC的最佳配合比。对选取的最优配合比的BFRAC进行高温试验,测得高温前后的力学性能,建立高温前后强度与温度之间公式和本构模型。具体研究内容及结论如下:1.常温状态下,对再生骨料替代率、玄武岩纤维体积掺量两因素影响下,已知配合比的12组BFRAC进行标准、非标准立方体抗压试验(100×100×100mm、150×150×150mm)、轴心抗压试验(150×150×300mm)、轴心抗拉试验(特殊尺寸,如正文图2-6所示)。基于试验结果与理论分析,得到以下结论:当纤维掺量保持不变时,低于30%的再生骨料替代率对BFRAC抗压、抗拉强度的作用效果较弱;当替代率介于30%~100%之间时,强度逐渐减弱。当再生骨料替代率保持不变时,0.15%的BF纤维掺量对强度影响最大,掺量为0.3%时对强度的作用效果稍弱,但比不加入纤维时强度要大。其中,BF纤维对抗拉性能的增强效果优于对抗压性能的影响,总体上BF纤维的加入有效地改善了再生混凝土的抗压、抗拉性能。峰值应变随再生骨料和纤维掺量的增加变大,并得到试验应力-应变曲线。基于试验结果与理论分析,得到BFRAC标准、非标准立方体抗压强度之间的转换系数在0.89~0.90之间取值。立方体抗压强度、轴心抗压强度之间的转换系数在0.81~0.86之间取值;拉压比在0.0828~0.1003之间取值。2.高温后的BFRAC试块颜色逐渐变浅,持续升温后会有烧红的痕迹。质量损失率逐渐增加,试块中心温度和炉内温度变化曲线符合国际升温曲线。高温后的BFRAC立方体(100×100×100mm)抗压强度于200℃时到达峰值,强度与温度曲线呈现先增后减的趋势。200℃处的抗压强度比常温时最高提升了16.8%,600℃~800℃为高温损伤阶段,抗压强度最高降低61.7%。高温后BFRAC劈裂抗拉(100×100×100mm)强度与温度变化曲线呈下降趋势,当温度为800℃时降低为原来的0.23倍。分析高温后应力-应变曲线,峰值点随温度向右、向下移动,峰值应变随温度增大。以试验数据为基础,建立高温后的强度与温度之间公式。3.基于试验结果与理论分析,建立了BFRAC高温前后抗拉、抗压本构模型。
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