王曦 孫超 師滿學(xué) 馮凱凱 雷敏

摘 要：通過對(duì)不同再生骨料摻量的水飽和再生混凝土進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，分析水飽和再生混凝土的強(qiáng)度特性、變形特性等力學(xué)性能的變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明：水飽和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線性降低。

關(guān)鍵詞：再生混凝土;水飽和;力學(xué)性能

再生混凝土是指將廢棄的混凝土經(jīng)過加工、破碎、分級(jí)后，按照一定的比例混合形成再生骨料，部分或完全替代天然骨料配置而形成的新混凝土。利用廢棄建筑垃圾充當(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)境和節(jié)約了資源，具有重大意義。目前，關(guān)于再生混凝土試驗(yàn)研究多集中在正常環(huán)境下的力學(xué)性能研究，很少學(xué)者對(duì)水下環(huán)境的再生混凝土的力學(xué)性能進(jìn)行分析。因此，本文進(jìn)行了不同再生骨料添加比例的情況下，水飽和混凝土各種物理力學(xué)性能的試驗(yàn)，分析了不同再生骨料添加量下水飽和再生混凝土的力學(xué)性能變化規(guī)律，為水下再生混凝土的推廣應(yīng)用提供了一定依據(jù)。

1試件準(zhǔn)備

1.1試驗(yàn)材料

本次試驗(yàn)采用150mm*150mm*150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件，試驗(yàn)水泥采購(gòu)的為32.5R普通硅酸鹽水泥;采購(gòu)的砂為普通人工砂，含水量為5.3%，細(xì)度模數(shù)為2.3，屬于中砂;天然粗骨料為連續(xù)級(jí)配的碎石，含水率為4%，最大粒徑為31.5mm，并用手動(dòng)篩除粒徑小于5mm的石子;為了控制再生混凝土骨料的強(qiáng)度及成分，本實(shí)驗(yàn)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)用水為普通自來水。

1.2混凝土配合比

混凝土共分5組，編號(hào)為S-0的是普通混凝土，編號(hào)為S-10、S-20、S-30的分別表示再生粗骨料取代率為10%、20%和30%的再生混凝土。

混凝土試配強(qiáng)度采用公式? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 進(jìn)行計(jì)算，得出配合比表見表1。

表1混凝土配合比（單位：kg/m3）

1.3 水飽和試件制作

將澆筑24小時(shí)的混凝土試件脫模，除S-0-1、S-0-2、S-0-3編號(hào)的三個(gè)試件放入養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)外，其他15個(gè)試件全部放入裝入自來水且水深保持200mm以上的容器中浸泡5個(gè)月，使試件達(dá)到水飽和狀態(tài)并測(cè)定其吸水率。

2 水飽和再生混凝土強(qiáng)度特性及變形特性

2.1 彈性模量

混凝土試件受壓后，隨著荷載的增加，混凝土?xí)?jīng)歷不同程度的壓縮密實(shí)階段，從而導(dǎo)致了應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線起始點(diǎn)切線彈性模量在試驗(yàn)中測(cè)量的難度加大，同時(shí)由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的離散型而難以精確測(cè)定。為了客觀比較混凝土的變形性能，一般取相當(dāng)于結(jié)構(gòu)使用階段工作應(yīng)力40%-50%時(shí)的割線模量值來標(biāo)定混凝土的彈性模量。本試驗(yàn)取峰值應(yīng)力35%-45%時(shí)的割線模量作為混凝土彈性模量標(biāo)定值。通過對(duì)不同應(yīng)變速率下應(yīng)力-應(yīng)變曲線進(jìn)行分析，得到混凝土彈性模量如表2所示。

從試驗(yàn)結(jié)果分析，隨著再生粗骨料的添加量增多，混凝土的彈性模量逐漸減小。10%、20%、30%再生骨料添加量的再生混凝土試件的彈性模型分別降低3.7%、5.8%、9.7%，大概接近線性降低趨勢(shì)。

2.2 峰值應(yīng)力及峰值應(yīng)變

依照本文介紹的試驗(yàn)方法，兩種濕度混凝土的峰值應(yīng)力及峰值應(yīng)變統(tǒng)計(jì)值見表3。

從表3可以看出，隨著再生骨料添加比例的不斷增加，水飽和混凝土抗壓峰值應(yīng)力和峰值應(yīng)變都是呈降低的趨勢(shì)。且水飽和混凝土峰值應(yīng)力較自然濕度混凝土有所降低，再生骨料添加率為10%時(shí)，降低7%;添加20%時(shí)降低14%;添加30%時(shí)，降低17%，從試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，水飽和再生混凝土的峰值應(yīng)力及峰值應(yīng)變隨著再生骨料的添加量增加而呈線性降低趨勢(shì)。

3.結(jié)論及展望

試驗(yàn)結(jié)果表明：水飽和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線性降低趨勢(shì)。再生骨料添加量越多，水飽和再生混凝土力學(xué)性能越差。但本文未對(duì)水飽和再生混凝土的耐久性能、疲勞破壞性能進(jìn)行試驗(yàn)和分析，這也是以后再生混凝土研究的方向。

項(xiàng)目說明：2018年陜西省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201849007）：水飽和再生混凝土力學(xué)性能研究.