尾礦砂改性混凝土的強(qiáng)度與聲發(fā)射損傷特征研究

王文杰，磨季云

(武漢科技大學(xué)理學(xué)院，武漢 430065)

0 引 言

隨著天然砂資源日漸枯竭，材料品質(zhì)下降，尋找可回收的工業(yè)廢棄物替代混凝土細(xì)集料，從而減少稀缺自然資源消耗已經(jīng)成為工程材料領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向[1-2]。尾礦砂改性混凝土具有原材料豐富、成本低廉、性能可調(diào)與綠色環(huán)保等優(yōu)勢，用尾礦砂取代天然砂可以極大地促進(jìn)固體廢棄物尾礦砂的回收利用[3-6]。當(dāng)前，采用尾礦砂制備生態(tài)型高性能混凝土正在逐步推廣，工程建設(shè)對(duì)尾礦砂的需求量也越來越大。因此，全面、深入地認(rèn)知尾礦砂改性混凝土的變形損傷特征具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

混凝土內(nèi)部區(qū)域受壓破壞發(fā)生能量快速釋放，進(jìn)而出現(xiàn)瞬態(tài)彈性波，此現(xiàn)象為聲發(fā)射(acoustic emission, AE)。承載和變形特征是混凝土的關(guān)鍵性能，采用AE測試技術(shù)對(duì)水泥基材料的變形損傷進(jìn)行分析已經(jīng)得到了學(xué)界的廣泛認(rèn)可和應(yīng)用。當(dāng)混凝土受到外荷載作用時(shí)，水泥砂漿硬化體結(jié)構(gòu)發(fā)生的局部變形與微觀損傷以能量耗散的形式表現(xiàn)出來，采用AE信號(hào)反映結(jié)構(gòu)的損傷程度[7]。通過對(duì)AE信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、加工和分析，可以對(duì)混凝土受壓破損特征進(jìn)行定量化評(píng)價(jià)，進(jìn)而有效反演其結(jié)構(gòu)損傷演化機(jī)制[8]。前人關(guān)于混凝土的AE特征研究已取得了一系列成果，例如：美國學(xué)者Robinson[9]早在1965年對(duì)不同配合比與粗集料粒徑的混凝土試件在受荷載作用后的AE現(xiàn)象進(jìn)行了分析，指出了混凝土的AE信號(hào)與應(yīng)力水平的關(guān)系；邱繼生等[10]對(duì)混凝土試件進(jìn)行凍融后的力學(xué)-聲發(fā)射試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為混凝土峰值應(yīng)力與AE信號(hào)具有密切聯(lián)系；……