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再生混凝土与普通混凝土最大的区别在于老硬化砂浆的存在,老硬化砂浆直接或间接地造成了再生混凝土性能的劣化和离散。为了探究再生混凝土的破坏机理,本文采用分相的研究思路,通过试验和格构数值模拟相结合的手段,对再生混凝土破坏过程、力学性能及影响因素等展开了系列研究。
通过对再生混凝土研究文献的总结和分析,掌握了再生混凝土力学性能特点及影响因素等。另外,总结了已有的细微观数值模型,选择了适合模拟再生混凝土破坏过程和力学性能的格构模型。
完成了再生混凝土分相和整体的力学性能试验,包括两种普通混凝土、两种老硬化砂浆、四种再生混凝土、两种新硬化砂浆,完成了单轴受压和单轴受拉试验并研究了它们的力学性能。通过综合对比分析,得到了各相对再生混凝土力学性能的影响,并能部分得到定量的影响程度
采用断面切割、图像处理和形貌分析等方法,主要对各相的含量和分布,破坏后的形貌特征进行了综合分析,结合力学性能的研究,揭示了再生混凝土的破坏机理。另外,利用扫描电镜观察了再生混凝土内部的细微观形貌,重点观察了新老界面过渡区。
根据固体力学的基本原理,结合混凝土及再生混凝土的细微观形貌特点,并借鉴已有的格构模型的基本思想,建立了新的格构模型。利用Fortran语言编程和ANSYS二次开发编程,实现格构模型的数值模拟过程。然后根据再生混凝土一般的力学性能,进行参数调整和分析,得到了合理的基本参数,并研究了格构模型稳定性。
基于普通混凝土的随机骨料模型,建立了合适的再生混凝土随机骨料模型。然后,利用细微观格构模型,对再生混凝土进行变参数(再生混凝土中各相的含量和力学参数)仿真分析,研究了这些变化对再生混凝土力学性能和破坏过程的影响及程度,并与试验结果进行对比分析,完成了再生混凝土受压和受拉破坏过程和机理研究。
通过以上研究和分析,得到了再生混凝土单轴受拉和受压的力学性能、破坏机理、影响因素及影响程度,为进一步实现可控、可调、可设计的再生混凝土奠定了研究基础。