震后建筑垃圾再生混凝土高溫強(qiáng)度和損傷機(jī)理研究項目摘要

再生混凝土材料高溫強(qiáng)度(抗折性能、高溫疲勞性能)及其損傷破壞機(jī)理分析尚不完全明了。本項目擬針對汶川大地震產(chǎn)生的巨量建筑固體廢棄物進(jìn)行材料力學(xué)性能實驗，確定其基本力學(xué)性能指標(biāo)和再生混凝土配置合理配合比和優(yōu)化配置方案。并對不同再生骨料取代率的再生混凝土材料試件進(jìn)行高溫抗折性能實驗分析和研究，得出取代率、升溫速率、溫度等與高溫抗折強(qiáng)度之間的耦合關(guān)系。且對不同再生骨料取代率的再生混凝土進(jìn)行高溫動態(tài)載荷疲勞性能試驗研究，分析其動態(tài)載荷量值、疲勞應(yīng)力幅值、疲勞裂紋擴(kuò)展、疲勞壽命之間的相互關(guān)聯(lián)。最后，利用微觀分析測試技術(shù)，研究材料高溫作用前后內(nèi)部破壞機(jī)理和內(nèi)部成分構(gòu)成，從微觀變化揭示再生混凝土高溫強(qiáng)度性能，提出改善其性能的合理措施。本項目的開展，為震后建筑垃圾快速處理及資源化利用等提供技術(shù)支持，為其今后的實驗研究和工程應(yīng)用提供依據(jù)。

近年來研究表明，針對再生混凝土材料高溫強(qiáng)度高溫疲勞性能及其損傷破壞機(jī)理分析、結(jié)構(gòu)合金材料長壽命（超高周）服役條件下動力災(zāi)變的漸進(jìn)性損傷特征及力學(xué)機(jī)制、強(qiáng)震下建筑結(jié)構(gòu)鋼災(zāi)變性損傷特征及低周疲勞性能等方面開展研究是有重要工程意義的。 本項目對汶川大地震產(chǎn)生的巨量建筑固體廢棄物進(jìn)行材料力學(xué)性能實驗，確定其基本力學(xué)性能指標(biāo)和再生混凝土配置合理配合比和優(yōu)化配置方案。并對不同再生骨料取代率的再生混凝土材料試件進(jìn)行高溫性能實驗分析和研究，得出取代率、升溫速率、溫度等強(qiáng)度之間的耦合關(guān)系。且對不同再生骨料取代率的再生混凝土進(jìn)行高溫動態(tài)載荷疲勞性能試驗研究，分析其動態(tài)載荷量值、疲勞應(yīng)力幅值、疲勞裂紋擴(kuò)展、疲勞壽命之間的相互關(guān)聯(lián)。利用微觀分析測試技術(shù)，研究材料高溫作用前、后內(nèi)部破壞機(jī)理和內(nèi)部成分構(gòu)成，從微觀變化揭示再生混凝土高溫強(qiáng)度性能，提出改善其性能的合理措施；并進(jìn)行了不同摻合物的再生混凝土的性能研究，擴(kuò)展了地震再生混凝土的研究范圍。 作為土木工程領(lǐng)域發(fā)展，材料和結(jié)構(gòu)整體研究是主要工作范圍。針對結(jié)構(gòu)合金材料開展長壽命（超高周）服役條件下動力災(zāi)變的漸進(jìn)性損傷特征及力學(xué)機(jī)制、強(qiáng)震下建筑結(jié)構(gòu)鋼災(zāi)變性損傷特征及低周疲勞性能也做了一定的試驗研究分析。本項目的開展，為震后建筑垃圾快速處理及資源化利用及結(jié)構(gòu)鋼疲勞性能研究等提供技術(shù)支持，為其今后的實驗研究和工程應(yīng)用提供依據(jù)。 2100433B

《高溫作用下泥巖的損傷演化及破裂機(jī)理研究》共分7章，主要講述了泥巖隨溫度升高和加載速率增加的力學(xué)性能變化規(guī)律；給出了高溫作用下泥巖試樣的組分與物相變化，揭示了高溫作用下泥巖宏觀破裂特征的微觀機(jī)制；針對所測泥巖巖樣的力學(xué)特性，給出了相應(yīng)的損傷本構(gòu)模型。全書結(jié)構(gòu)緊湊，內(nèi)容合理?！陡邷刈饔孟履鄮r的損傷演化及破裂機(jī)理研究》可供礦山生產(chǎn)、設(shè)計、科研單位的有關(guān)技術(shù)人員和相關(guān)院校師生參考使用。

地聚物具有與波特蘭水泥相近的力學(xué)性能、高溫性能和耐久性，但其生產(chǎn)過程中的能耗和二氧化碳釋放量遠(yuǎn)低于波特蘭水泥，因此被認(rèn)為是最有前途的水泥替代物之一。本項目采用堿激發(fā)偏高嶺土和粉煤灰的混合物制備地聚物混凝土，首先對地聚物混凝土的工作性能、熱工性能、常溫和高溫力學(xué)性能、高溫爆裂性能、微觀結(jié)構(gòu)以及鋼筋-地聚物混凝土的粘結(jié)-滑移性能進(jìn)行了試驗研究，然后開展了鋼筋-地聚物再生混凝土梁柱構(gòu)件和纖維編織網(wǎng)增強(qiáng)地聚物砂漿抗剪加固鋼筋混凝土梁的常溫靜載試驗、改進(jìn)的地聚物粘貼纖維布加固鋼筋混凝土梁的明火試驗以及鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)地聚物砂漿約束素混凝土柱的常溫和高溫力學(xué)性能試驗?；谠囼炑芯亢屠碚摲治鼋Y(jié)果，獲得了地聚物混凝土的優(yōu)化配方，提出了鋼筋-地聚物混凝土的高溫粘結(jié)-滑移模型，查明了地聚物混凝土和地聚物材料加固構(gòu)件的高溫?fù)p傷規(guī)律及損傷機(jī)理，建立了地聚物再生混凝土梁柱構(gòu)件的正截面承載力、纖維編織網(wǎng)增強(qiáng)地聚物砂漿抗剪加固鋼筋混凝土梁的抗剪承載力以及鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)地聚物砂漿約束素混凝土柱的高溫后剩余承載力計算公式。本項目的順利完成將推動地聚物材料的進(jìn)一步研究和實際工程應(yīng)用，尤其是在混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域的應(yīng)用，從而產(chǎn)生較大的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，因而具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。 2100433B