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废弃纤维再生混凝土及构件性能的试验研究
  • 项目名称:废弃纤维再生混凝土及构件性能的试验研究
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:51178275
  • 申请代码:E080504
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2015-12-31
  • 项目负责人:周静海
  • 依托单位:沈阳建筑大学
  • 批准年度:2011
中文摘要:

基于再生混凝土和纤维混凝土的研究成果,提出用废弃纤维做再生混凝土的增强纤维,形成废弃纤维再生混凝土(FCC)。通过FCC配比试验和细观试验,研究强度特性随再生骨料掺入量、废弃纤维掺入量、废弃纤维种类、废弃纤维损伤度的演变规律,提出FCC的细观机理及基于概率基础的损伤模型。结合耐久性试验,确定废弃纤维和再生骨料的最优掺量。进行FCC梁、柱的静载荷试验及在地震作用下的破坏状态和工作性能分析,根据废弃纤维和再生骨料损伤的概率分布,采用"虚拟筋法"建立废弃纤维和再生骨料掺入量与结构承载力之间的关系。本项目"以废治废",利用废弃纤维来提高再生混凝土的力学性能,不仅降低了工程造价,拓展再生骨料的使用范围,同时提高废弃纤维的利用率,对建筑垃圾再生利用和固体废弃物治理具有重要意义。

结论摘要:

基于再生混凝土和纤维混凝土的研究成果,提出用废弃纤维做再生混凝土的增强纤维,形成废弃纤维再生混凝土(FCC)。研究了纺织纤维长度、体积掺量、种类,再生混凝土取代率,水灰比以及龄期对混凝土坍落度、抗压强度和劈裂抗拉强度性能的影响,在此基础上提出了废弃纺织纤维再生混凝土最优配合比设计方法,为解决废弃纤维、再生骨料对环境的污染及其在工程上的科学应用提供技术支持。探讨了废弃纺织纤维再生混凝土在各种侵蚀溶液、各种浓度、各种侵蚀时间下的质量增量、抗压强度及氯离子侵蚀程度变化规律,提出了废弃纺织纤维再生混凝土不同深度氯离子含量计算公式,为该类结构在氯离子侵蚀环境下的使用提供设计依据。提出了不同水灰比、再生骨料掺入量、纺织纤维长度及体积掺量条件下废弃纺织纤维再生混凝土应力-应变关系及损伤量-应变关系,并提出了适用于废弃纺织纤维再生混凝土的本构模型和损伤模型。通过废弃纺织纤维再生混凝土梁、柱和节点的承载试验,给出了再生骨料掺量、废弃纺织纤维长度、掺量对梁、柱和节点承载力的影响规律,并提出了梁、柱和节点的承载力计算表达式,使该类材料建造的结构进行“强节点弱构件”设计成为可能,为废弃纤维再生混凝土梁的工程应用提供了设计依据。目前再生混凝土主要用于地基加固、道路工程的垫层、室内地坪垫层、砌块砌体等方面,要扩大其应用范围,将再生骨料混凝土用于钢筋混凝土结构工程中,必须克服再生骨料自身的缺点。而废弃纺织纤维的加入能够抑制再生混凝土的收缩、提高其抗拉强度、增加再生混凝土韧性的作用。废弃纺织纤维可由废弃丙纶地毯、涤纶纤维破碎后获得,用作混凝土的增强纤维,可改变废弃纺织纤维传统的填埋处理方法,因此可节约资源、保护环境。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 15
  • 8
  • 0
  • 0
  • 1
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