地聚物再生块体混凝土及其柱构件的力学性能试验研究

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1、硕士学位论文地聚物再生块体混凝土及其柱构件的力学性能试验研究作者姓名张志坚学科专业土木工程指导教师张海燕教授所在学院土木与交通学院论文提交日期2018年06月ExperimentalStudyonMechanicalPerformanceofGeopolymerConcreteMaterialandColumnswithDemolishedConcreteLumpsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhangZhijianSupervisor：Prof.ZhangHaiyanS

2、outhChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要地聚物是一种新型环境友好型建筑材料，具有良好的力学性能。再生块体混凝土是废旧混凝土高效循环利用的一种途径，将地聚物与再生块体混凝土结合，制备出的地聚物再生块体混凝土能在普通再生块体混凝土的基础上进一步降低水泥用量，因此更为节能环保。目前国内外关于地聚物再生块体混凝土的研究非常少，为深入了解地聚物再生块体混凝土及其构件的基本力学性能，为其工程应用提供理论依据，本文开展了如下研究工作：1、对51个尺寸为300mm×300mm×300mm的地聚物和普通再生块

3、体混凝土立方体试件进行轴压试验，考察了新混凝土种类、新混凝土强度、废旧混凝土强度、再生块体取代率及其含水率、再生块体中砂浆杂质含量等因素对再生块体混凝土立方体组合抗压强度、立方体弹性模量和无量纲化应力-应变全曲线的影响，提出了地聚物再生块体混凝土立方体组合抗压强度及弹性模量的预测公式。结果表明：（1）随着再生块体取代率增加，再生块体混凝土抗压强度降低；（2）在新旧混凝土强度及再生块体取代率相同的条件下，地聚物再生块体混凝土的强度较普通再生块体混凝土的稍高，表明地聚物对再生块体具有一定的强化作用；（3）再生块体含水率对地聚物再生块体混凝土的强度影响

4、不大；（4）当再生块体中砂浆杂质含量低于10%时，砂浆杂质的混入对地聚物再生块体混凝土的强度影响不大；（5）本文所建议的地聚物再生块体混凝土立方体组合抗压强度及弹性模量预测公式具有较好的计算精度；（6）再生块体取代率对地聚物再生块体混凝土试件无量纲化应力-应变曲线的影响要比普通再生块体混凝土的大。2、对24个尺寸为Ф300×600mm和6个Ф150×300mm的地聚物再生块体混凝土圆柱体试件进行轴压试验，考察了新地聚物混凝土强度、废旧混凝土强度及再生块体取代率对其轴心抗压强度、弹性模量、泊松比、峰值应变的影响，并与立方体试件的组合抗压强度进行比较

5、，研究了地聚物再生块体混凝土强度的尺寸效应和形状效应。基于试验结果，提出了地聚物再生块体混凝土轴心抗压强度与弹性模量的预测公式。结果表明：（1）地聚物再生块体混凝土轴心抗压强度与立方体抗压强度的比值介于0.75~0.85之间，比普通再生块体混凝土（0.61~0.69）的要大；（2）地聚物再生块体混凝土的弹性模量随着再生块体取代率的增加而有一定幅度增大，且废旧混凝土的强度越高，废旧混凝土对地聚物再生块体混凝土弹性模量的影响越大；（3）地聚物再生块体混凝土的泊松比与普通再生块体混凝土相比要偏低，再生块体取代率对泊松比影响不大；（4）再生块I体的加入可

6、有效减少地聚物混凝土的水化热；（5）本文提出的地聚物再生块体混凝土轴心抗压强度与弹性模量预测公式的计算结果与试验值吻合较好。3、通过22根再生块体钢筋混凝土短柱的轴压试验，考察了全新混凝土类型及强度、废旧混凝土强度和再生块体取代率对试件轴压承载力和变形性能的影响。研究表明：（1）在25%的再生块体取代率下，地聚物再生块体钢筋混凝土短柱的轴压承载力相比于全新地聚物混凝土试件的承载力降幅在10%以内，该降幅稍大于相同条件下的普通再生块体混凝土柱；（2）废旧混凝土强度对地聚物再生块体混凝土短柱的极限承载力和刚度有较大影响，且废旧混凝土强度越低，影响越大

7、；（3）现行GB50010-2010《混凝土结构设计规范》中钢筋混凝土构件轴压承载力的计算公式适用于地聚物再生块体钢筋混凝土柱的承载力计算，且承载力计算值具有一定的安全储备。关键词：地聚物混凝土；再生块体；力学性能；短柱；轴压IIAbstractGeopolymer,asanewenvironmentfriendlybuildingmaterial,hasbeenreportedtoexhibitgoodmechanicalproperties.Recycledconcretewithdemolishedconcretelumps(DCLs)is

8、anefficientwaytoreusewasteconcrete.Itcanfurtherreducetheamountofceme