循環(huán)荷載作用下再生混凝土力學(xué)性能分析

雷敏 閆銘 李媛媛 張京輝 劉璽華 楊蓉

摘 ?要：通過對10%、20%、30%三種再生骨料摻量的再生混凝土分別進(jìn)行4MPa、8MPa的循環(huán)加載次數(shù)為10次的力學(xué)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：循環(huán)荷載情況下再生混凝土的彈性模量、抗壓強(qiáng)度及峰值應(yīng)變均隨著再生骨料添加量的增高而降低，隨著循環(huán)荷載的增大而降低。

關(guān)鍵詞：再生混凝土;循環(huán)荷載;力學(xué)性能

前言

利用廢棄混凝土充當(dāng)混凝土骨料，生產(chǎn)新的混凝土，既節(jié)省了處理建筑垃圾的費(fèi)用，又保護(hù)了環(huán)境，節(jié)約了資源，具有重大經(jīng)濟(jì)效益和綠色環(huán)保意義。目前，關(guān)于再生混凝土試驗(yàn)研究多集中在再生骨料替代率及抗壓、劈裂等方面的研究，很少學(xué)者對循環(huán)加載情況下的再生混凝土的力學(xué)性能進(jìn)行分析。因此，本文進(jìn)行了在不同循環(huán)荷載作用下不同再生骨料替代率的再生混凝土的力學(xué)性能的試驗(yàn)，分析了循環(huán)荷載作用下不同再生骨料替代率的再生混凝土的力學(xué)性能變化規(guī)律，為道橋及房建上再生混凝土的推廣應(yīng)用提供了一定依據(jù)[1]。

1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

本次試驗(yàn)采用150mm*150mm*150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件，水泥為32.5R普通硅酸鹽水泥;砂為普通人工砂;再生混凝土骨料采用實(shí)驗(yàn)室廢棄的C30普通混凝土試塊，經(jīng)過試驗(yàn)儀器和人工破碎加工而成;試驗(yàn)用水為干凈的普通自來水。混凝土共分4組，編號為C-X-Y，其中X表示再生骨料替代率，本試驗(yàn)取0、10%、20%、30%等四種替代率;Y表示循環(huán)荷載，本試驗(yàn)取0MPa、4MPa、8MPa三種循環(huán)荷載;循環(huán)荷載次數(shù)選擇10次。將澆筑24小時的混凝土試件脫模，放入混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)28天。

2 循環(huán)荷載下再生混凝土強(qiáng)度特性及變形特性

2.1 彈性模量

本文取峰值應(yīng)力35%-45%時的割線模量作為混凝土彈性模量標(biāo)定值。完成再生骨料替代率分別為0、10%、20%、30%時，循環(huán)荷載為0、4MPa、8MPa情況下的混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。測得混凝土彈性模量如表1所示。

從試驗(yàn)結(jié)果分析，隨著再生粗骨料替代率的增加，混凝土的彈性模量逐漸減小。再生混凝土的彈性模量隨著循環(huán)荷載的增加逐漸減小，近似線性降低趨勢。隨著再生骨料替代率的增加，再生混凝土的彈性模量降低的幅度更大。

2.2 峰值應(yīng)力

測得再生混凝土的峰值應(yīng)力，見表2。

從表2可以看出，隨著循環(huán)荷載的增加，再生混凝土的峰值應(yīng)力逐漸減小，減小趨勢近似線性關(guān)系。隨著再生骨料替代率的增加，再生混凝土的峰值應(yīng)力也逐漸減小;隨著再生骨料替代率的增加，峰值應(yīng)力隨著循環(huán)荷載的增加而減小的更多。再生骨料替代率對再生混凝土的峰值應(yīng)力降低速度比循環(huán)荷載對再生混凝土降低速度快，說明再生混凝土峰值應(yīng)力對再生骨料替代率比循環(huán)荷載較敏感。

2.3峰值應(yīng)變

實(shí)驗(yàn)測得再生混凝土的峰值應(yīng)變，見表3。

從表3可以看出，隨著循環(huán)荷載的增加，再生混凝土的峰值應(yīng)變逐漸減小，呈線性降低趨勢;隨著再生骨料替代率的增加，再生混凝土的峰值應(yīng)變也逐漸減小;隨著再生骨料替代率的增加，峰值應(yīng)變隨著循環(huán)荷載的增加而減小的更快，說明再生混凝土峰值應(yīng)變也對再生骨料替代率更敏感。

3.試驗(yàn)結(jié)論及展望

試驗(yàn)結(jié)果表明：循環(huán)荷載作用下，再生混凝土的彈性模量、抗壓強(qiáng)度及峰值應(yīng)變均隨著再生骨料添加量的增高而降低。再生骨料替代率越高，再生混凝土循環(huán)荷載作用下的力學(xué)性能越差。再生骨料替代率對再生混凝土的力學(xué)性能的影響較循環(huán)荷載影響大。對再生混凝土疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)時，應(yīng)考慮再生骨料替代率對再生混凝土力學(xué)性能的強(qiáng)度的影響[2]。

參考文獻(xiàn)

[1] ?管昌生.循環(huán)荷載作用下再生混凝土力學(xué)特性試驗(yàn)研究[D]，武漢理工大學(xué)，2006.

[2] ?閆春嶺，史永濤，丁成偉.循環(huán)荷載下再生混凝土疲勞試驗(yàn)[J]. 水泥工程，2018（6）.

支持項(xiàng)目：1.2019年陜西省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（S201913123008）循環(huán)荷載作用下再生混凝土力學(xué)性能研究;2.陜西省教育廳2019年度專項(xiàng)科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目（19JK0098）西咸新區(qū)建筑垃圾處理及回收利用研究。