长期荷载作用下再生混凝土构件抗裂、变形性能与界面过渡区劣化机理研究

Based on background of construction waste recycling and building materials strategy of sustainable development, to popularize recycled concrete structure and perfect design theory, the key scientific problems will be researched through the methods such as investigation, experimental research, theory analysis and numerical simulation. The performance degradation law of recycled concrete creep, shrinkage, stress relaxation and bond-slip under long-term load will be discussed, and the time-varying model of recycled concrete creep- shrinkage will be established. The time-dependent deformation and degradation mechanism of recycled concrete component crack and deformation will be analyzed, and the time-varying model of crack-deformation will be established. To construct multi-scale mechanical correlation between aggregate interface and component performance, the interfacial transition stress gradient attenuation- component performance deterioration coupling model will be established, and deterioration mechanism of interfacial transition zone will be revealed. With numerical simulation and experimental research, the serviceability limit states calculation method and the key design index will be present. Research results of the project conforms to the urgent needs of circular economy and resources sustainable development, and what have an important scientific significance and engineering application value to perfect the recycled concrete theory, complete the structure system of design-calculation, promote construction waste resource process.

本项目基于我国建筑垃圾资源化与建筑材料可持续发展战略背景，以再生混凝土结构工程推广与完善设计理论为根本出发点，采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法，对再生混凝土结构理论中的关键科学问题进行深入系统研究。探讨长期因素影响下再生混凝土徐变、收缩、应力松弛、粘结滑移性能退化规律，建立徐变、收缩时变模型；分析长期荷载作用下再生混凝土构件抗裂、变形性能退化机理与时变规律，建立构件裂缝变形时变模型；揭示再生混凝土界面过渡区劣化机理，建立满足荷载长期效应的过渡区应力梯度衰减-构件性能劣化耦合模型，结合数值模拟构建再生骨料界面与构件性能多尺度力学联系，提出适于不同取代率时再生混凝土正常使用极限状态计算方法与关键设计指标。研究成果符合我国发展循环经济、实现建筑资源可持续发展的迫切需求，对完善再生混凝土理论，完整再生混凝土结构设计计算体系，推动我国建筑垃圾资源化进程具有重要的科学意义和工程应用价值。

本项目基于我国建筑垃圾资源化与建筑材料可持续发展战略背景，以再生混凝土结构工程推广与完善设计理论为根本出发点，采用试验研究、理论分析相结合的方法，对再生混凝土结构理论中的关键科学问题进行深入系统研究。开展了长期效应影响下再生混凝土徐变、收缩性能试验研究，系统研究了长期效应影响下再生混凝土徐变、收缩退化机理；建立了基于CAM与SAM理论的长期效应影响下的再生混凝土徐变、收缩预测模型；开展了长期荷载作用下再生混凝土构件开裂、变形试验研究，系统研究了长期荷载作用下再生混凝土构件裂缝宽度发展、变形性能退化机理；研究了再生骨料界面组份特征，建立了骨料界面-构件长期性能劣化的关联计算模型；建立了长期荷载作用下再生混凝土构件最大裂缝宽度、长期变形预测模型；提出适于不同取代率时再生混凝土结构正常使用极限状态计算方法与关键设计指标。. 课题组先后发表学术论文12篇(均有标注)，其中SCI检索1篇、EI期刊检索7篇、CSCD收录4篇；申报国家专利5项，其中已经授权发明专利1项、实用新型专利2项；培养3名硕士毕业生、1名博士毕业生，目前仍有4名研究生继续进行相关研究工作；于2016年12月举办“第五届全国再生混凝土学术交流会”，执行期内参加国家基金委、清华大学、东南大学等主办的国际、国内学术交流会9人次，并做大会报告2人次、分会场报告4人次；以项目成果为基础主编陕西省工程建设地方标准《再生混凝土结构技术规程》DBJ61/T 88-2014。. 项目负责人按照申报书中计划时间完成了全部研究内容并形成计划成果形式，完成计划研究目标。