采用弹性力学方法研究了徐变变形对圆环抗裂试验结果的影响。通过研究发现,位移、应变和应力均随徐变变形的增大而减小。缓慢干燥时,徐变变形能够减小水泥基材料圆环开裂的趋势。

用弹性力学方法分析了抗裂圆环在水泥基材料发生不均匀干缩变形时的径向位移分布、径向应变分布、环向应变分布、径向应力分布和环向应力分布。给出了这些分布的数学表达式,并对这些表达式进行了分析。研究结果表明,在不均匀干燥过程中,水泥基材料圆环径向受压、环向受拉、最大环向拉应力在圆环的外侧。

在弹性力学基本方程的基础上,研究了均匀干燥时钢芯壁厚对径向位移分布、径向应变分布、环向应变分布、径向应力分布和环向应力分布的影响规律。通过比较试验状态与实际工程状态的差异,提出了绝对约束状态的概念。用弹性力学方法推导出绝对约束状态下应力的计算公式,并以此提出了水泥基材料抗裂性能的定量判据。

根据弹性力学基本方程,研究了均匀干燥过程中水泥基材料弹性模量对径向位移分布、径向应变分布、环向应变分布、径向应力分布和环向应力分布的影响,分析了其机理,探讨了圆环抗裂试验方法定量化的途径。

利用弹性力学方法分析了抗裂圆环在水泥基材料发生均匀干缩变形时的径向位移分布、径向应变分布、环向应变分布、径向应力分布和环向应力分布。给出了这些分布的数学表达式,并对这些表达式进行了分析。研究结果表明,在均匀干燥过程中,水泥基材料圆环径向受压,环向受拉,最大环向拉应力在圆环的内侧。环向应变是多种应变的叠加,而不仅是环向拉应力作用的结果。

根据弹性力学基本方程,研究了不均匀干燥时水泥基材料弹性模量对径向位移分布、径向应变分布、环向应变分布、径向应力分布和环向应力分布的影响,并与均匀干燥情况进行了比较。通过比较发现,不均匀干燥时的最大径向位移、最大径向应变、最大环向应变和最大径向应力都比均匀干燥时的小。采用实芯钢芯时,不均匀干燥时的最大环向拉应力也比均匀干燥时的小;采用空芯钢芯时,不均匀干燥时的最大环向拉应力有可能超过均匀干燥时的最大环向拉应力。水泥基材料的弹性模量越高,这种可能性就越大。

将废混凝土、废砖再生粗砂和特细砂混合后得到建筑垃圾再生混合砂,研究了水胶比、建筑垃圾再生粗砂取代率和粉煤灰取代率对砂浆性能的影响,通过正交层次分析、方差分析和综合评分法,得出再生砂浆的最佳配合比。结果表明,水胶比和粉煤灰取代率是影响再生砂浆性能的主要因素,粉煤灰取代率增大对再生砂浆强度具有较大的劣化作用,建筑垃圾再生粗砂取代率对砂浆稠度的影响较大,对抗压强度和抗折强度的影响最小。

为实现建筑垃圾的再生利用和特细砂的大宗利用,将废混凝土再生粗砂、废砖再生粗砂分别与特细砂掺配,得到建筑垃圾再生混合砂,研究其对混凝土表观密度、和易性、抗压强度和劈裂抗拉强度的影响。试验结果表明,建筑垃圾再生混合砂替代天然砂配制混凝土,可达到设计和易性和强度要求,并有利于降低容重;废砖再生混合砂混凝土的韧性优于普通混凝土,而废混凝土再生混合砂混凝土的韧性劣于普通混凝土。

从宏观和细观两个尺度分析了混凝土抗裂性能与骨料体积含量和骨料弹性模量的关系。研究结果表明,增加骨料体积含量,采用弹性模量较高的骨料,可以减小混凝土的干缩变形,但不能提高混凝土的抗裂性能。采用弹性模量较高的骨料使得宏观干缩应力和细观干缩应力都有所提高。增加骨料体积含量使得宏观干缩应力向细观干缩应力转变。提高混凝土的抗裂性能应该注意宏观干缩应力与细观干缩应力之间的平衡,并给出了建立这种平衡的思路。

通过不同骨料砂浆干缩性能对比试验,研究了废陶瓷再生骨料对砂浆干缩性能的影响规律。采用正交试验,研究了废陶瓷再生粗砂取代率、粉煤灰取代率和水胶比对废陶瓷再生混合砂砂浆干缩性能的影响规律。结果表明,废陶瓷再生骨料有利于降低砂浆的干缩。废陶瓷再生粗砂取代率是影响废陶瓷再生混合砂砂浆干缩的主要因素。粉煤灰取代率在7d以前对砂浆干缩的影响较大,7d以后影响变小,粉煤灰取代率为10%时对废陶瓷再生混合砂砂浆干缩影响最大。