循環(huán)荷載作用下再生混凝土力學性能分析

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行4MPa、8MPa的循環(huán)加載次數(shù)為10次的力學試驗。試驗結(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;力學性能

前言

利用廢棄混凝土充當混凝土骨料，生產(chǎn)新的混凝土，既節(jié)省了處理建筑垃圾的費用，又保護了環(huán)境，節(jié)約了資源，具有重大經(jīng)濟效益和綠色環(huán)保意義。目前，關(guān)于再生混凝土試驗研究多集中在再生骨料替代率及抗壓、劈裂等方面的研究，很少學者對循環(huán)加載情況下的再生混凝土的力學性能進行分析。因此，本文進行了在不同循環(huán)荷載作用下不同再生骨料替代率的再生混凝土的力學性能的試驗，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實驗準備

本次試驗采用150mm*150mm*150mm的標準立方體試件，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驗室廢棄的C30普通混凝土試塊，經(jīng)過試驗儀器和人工破碎加工而成;試驗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，本試驗取0、10%、20%、30%等四種替代率;Y表示循環(huán)荷載，本試驗取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，放入混凝土標準養(yǎng)護箱養(yǎng)護28天。

2 循環(huán)荷載下再生混凝土強度特性及變形特性

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度試驗。測得混凝土彈性模量如表1所示。

從試驗結(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

實驗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.試驗結(jié)論及展望

試驗結(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)荷載作用下的力學性能越差。再生骨料替代率對再生混凝土的力學性能的影響較循環(huán)荷載影響大。對再生混凝土疲勞強度設(shè)計時，應(yīng)考慮再生骨料替代率對再生混凝土力學性能的強度的影響[2]。

參考文獻

[1] ?管昌生.循環(huán)荷載作用下再生混凝土力學特性試驗研究[D]，武漢理工大學，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[J]. 水泥工程，2018（6）.

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