再生混凝土常规三轴受压性能试验研究.pdf

2 0 1 5年 第 6期 (总 第 3 0 8 期 ) Nu mb e r 6 i n 2 0 1 5( T o t a l N o 3 0 8) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 T HEORETI CAL RES EARCH d o i ： 1 0 3 9 6 9 0 i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 5 0 6 0 0 5 再 生混凝 土常规三轴受压性能试 验研 究 余兴 国 。陈宇良h。 经承贵 。陈宗平 ( 1 广西电力工业勘察设计研究，广西 南宁 5 3 0 0 0 4 ； 2 广西大学 a 土木建筑工程学院； b 工程防灾与结构安全教育部重点实验室， 广西 南宁 5 3 0 0 0 4 ) 摘要： 进行 了 1 2个再生混凝土试件常规三轴受压试验， 考察围压值和取代率对再生混凝土破坏形态、 应力 一 应变曲线、 力学 性能指标的影响。 研究结果表明： 常规三轴受压状态下 ， 再生混凝土均为剪切破坏 ， 破坏时有较明显的脆性 ； 再生混凝土的峰值 应力 、 峰值应变 、 弹性模量随围压值增大而显著提高 ， 但受取代率的影响不大 ； 增大围压值能有效提高再生混凝土的延性性能和 耗能能力。 关键词： 再生混凝土 ； 应力 一 应变曲线 ； 三轴受压 ； 性能指标 ； 破坏准则 中图分类号 ： T U 5 2 8 0 1 文献标志码 ： A 文章编号： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 5 ) 0 6 0 0 1 7 0 5 E x p e r i me n t a l s t u d y o n c o mp r e s s i v e p e r f o r ma n c e o f r e c y c l e d a g gr e g a t e c o n c r e t e s u b j e c t t o c o n v e n t i o n a l t r i a x i a l c o mp res s i o n Xi n g gu o ， CHEN Yu l i a n g ， l I NG Ch e n g gm ， CHEN Zo n g pi n g 。 ( 1 Gu a n g x i El e c t r i c P o we r I n d u s t r y De s i g n a n d Re s e a r c h I n s ti t u t e， Na n n i n g 5 3 0 0 0 4， Ch i n a ； 2 a Co l l e g e o f Ci v i l E n g i n e e ri n g a n d Ar c h i t e c t u r e： b Ke y La b o r a t o r y o f Di s a s t e r Pr e v e n ti o n and S t r u c tur a l S a f e t y o f Ch i n a Mi n i s t r y o f Ed u c a tio n， Gu a n g x i U n i v e i t y ， Na n n i n g 5 3 0 0 0 4， C h i n a ) Abs t r a c t： 1 2 r e c y c l e d c o n c r e te s p e c i me n s we re d e s i g n e d f o r t r i a x i a l t e s t ， a n d l a t e r a l c o n fin e me n t a n d r e pl a c e me n t r a tio we r e t a ke n i nt o c o n s i d e r a t i o n a s t h e ma j o r p a r a me t e r s i n t h e t e s t T h e f a i l u r e p a t t e r n s a n d th e s t r e s s s tr a i n c u r v e s o f th e s p e c i m e n s ， a s w e l l a s th e m e c h a n i c a l p e rfo r man c e i n d e x we r e ob t a i n e d Th e e x p e rime n t a l res ul t s i n d i c a t e s tha t the f a i l u r e pa t t e rn o f r e c yc l e d c o n c r e t e i s s h e a r f a i l ur e p a t t e rn ， a n d i t s dam a g e b r i t t l e n e s s o b v i o us l y I n c r e a s e the l a t e r al c o mp r e s s i o n v a l u e c a n be e f f e c tiv e l y i mpr ov e d the s t r e n g t h， pe ak s t r a i n， e l a s ti c mo d ul u s， du c til i t y pe r f o rm an c e an d e n e r g y di s s i p a t i o n c a pa c i t y o f the h i gh s tre n g th r e c y c l e d c oars e a g g r e g a t e c o n c r e t e Re p l a c e me n t r a ti o s ha v e l i t t l e i mpa c t o n me c ha n i c a l pe rfo r man c e i n d e x o f rec y c l e d c o n c r e t e K e y wo r d s： r e c y c l e d c o n c ret e ； s tr e s s s t r a i n C H I V E S ； t r i a x i a l c o mp r e s s i o n； me c h a n i c s i n d e x ； f a i l u r e c ri t e ri o n 0 引 言 再生混凝土是将废弃混凝土经过破碎 、 分级 、 清洗 ， 按 照一定 比例部分或全部取代天然骨料而制成 的混凝土 。 其 能有效 的解决建筑垃圾带来的环境污染 问题 ， 具有显著的 社会效益 、 经济效益 和环保 效益。 国内外 众多研究 研 究表明再生骨料经过一系列破碎加 工后存在大量 内部 裂 纹和表 面黏附较多的水泥基体 ， 因此具有孑 L 隙率高 、 表 观 密度低 吸水率高、 内在微裂纹多 、 强度低等缺陷。 鉴于再生 粗骨料 自身的不足 ， 对其性能进行深入 的研究是工程 中亟 待解决 的问题。 目前 ， 国内外对再生混凝 土方面 的研 究 中， 大多 为单 轴应力状态下的研究 J ， 对再生混凝 土三 轴受压 性能的 研究” “ 尚鲜有 报道。 为此 ， 拟通 过 1 2个 再生混凝 土试 件三轴受压试验， 研究再生混凝土三轴受压力学性能， 并 深入分析了侧 向围压 和取代率对再生混凝 土三轴受压力 学性能指标 的影响 ， 为再生混凝土 的研究理论 和推广应用 提供参考 。 1 试 验 设 计 1 1试 验 材 料 再生粗骨料来 自某 检测 中心强度为 C 3 0的废弃碎石 类混凝土试块 ， 经鄂式破碎机破碎 、 筛分和清洗后而得 到 ， 天然 混 凝 土 粒 径 5 2 0 n l i n ， 连 续 级 配 ， 堆 积 密 度 为 1 2 7 0 k g m ， 吸水率为 3 1 8 ； 细骨料 为 中粗 河砂 ， 4 2 5 R 普通硅酸盐水 泥和城市 自来水 。 以取代率为 0 ( 即天然混 凝土) 为基准， 对于不同取代率， 仅改变再生粗骨料与天然 粗骨料的 比例 ， 总的粗骨料重量不变 ， 其他成分保持不变。 再生混凝土 目标设计 强度为 C 5 0 ， 具体配合 比为水泥： 水： 细骨料： 粗骨料 = 1 0 ： 0 3 2 ： 0 9 2 ： 2 3 4 。 收 稿 日期 ： 2 0 1 4 -0 9 -1 2 基金项 目： 国家自然科学基金( 5 0 9 0 8 0 5 7 ， 5 1 2 6 8 0 0 4 ) ； 广西自然科学基金项 目( 2 0 1 2 G X N S F A A 0 5 3 2 0 3 ) ； 广西科技攻关项 目( 桂科攻 1 2 1 1 8 0 2 3 3 ) 广西理工科学实验 中心重点项 目资助( L G Z X 2 0 1 1 0 2 ) 1 7 4结 论 ( 1 ) 围压值为 0 MP a 时 ， 再 生混凝 土为粗 骨料 与胶凝 体结合面的竖向劈裂破坏； 随着围压值的增大， 竖向裂缝 逐渐转变为斜 向裂缝 ， 当围压值达到 1 2 MP a时， 发生粗骨 料的剪断破坏。 ( 2 ) 围压值越大 ， 再 生混凝 土的应 力 一应变全过程 曲 线 的初始刚度越大 ， 延性性能越好 。 ( 3 ) 取代率对再生混凝土峰值应力、 峰值应变、 弹性模 量影响不大 ， 但 随着侧 向围压 的增 大 ， 峰值 应 力、 峰值 应 变 、 弹性模量均有较大的提高 。 ( 4 ) 延性性能 、 耗能能力受取代率影响不大 ， 增大侧 向 围压能有效提高延性性能和耗能能力。 参考文献 ： 1 T O P C U I B P h y s i c a l a n d m e c h a n i c a l p r o p e r ti e s o f c o n c r e t e s p r o d u c e d w i t h w a s t e c o n c r e t e J C e me n t a n d C o n c r e t e R e s e a r c h ， 1 9 9 7 ， 2 7 ( 1 2 ) ： 1 8 1 7 1 8 2 3 I- 2 3 MA H O N Y M M A n a n a l y s i s o f th e s h e ar s e n g t h o f r e c y c l e d a g g r e g a t e s J Ma t e ri a l s a n d S t r u c t u r e s ， 1 9 9 7 ， 3 0 ( 9 ) ： 9 9 6 0 6 3 李佳彬 再生混凝土基本力学性能研究 D 上海： 同济大学， 20 0 4： 71 6 4 肖建庄， 李圭彬， 兰阳 再生混凝土技术研究最新进展与评述F J 1 混凝土， 2 0 0 3 ( 1 0 ) ： 1 7 2 0 5 朋改非， 黄艳竹， 张九峰 骨料缺陷对再生混凝土力学性能的 影响 J 建筑材料学报， 2 0 1 2 ， 1 5 ( 1 ) ： 8 0 8 4 I- 6 S A MN I W T， AK MA L S A， I n fl u e n c e o f r e c y c l e d c o n c r e t e a g一 上接第 1 6页 泥砂浆试件的抗压 强度超过 了 2 0 MP a ， 是强 风化或全 风 化片麻岩地基处理的理想置换材料 。 ( 4 ) 注入掺骨料水泥砂浆是从变形控制角度提高风化 片麻岩地基工程稳定性 的有效途径 ， 亦是合理 的地基置换 材料 。 参考文献 ： 1 王海娟 ， 何小芳， 张义顺 ， 等 掺废旧玻璃水泥砂浆的力学性能 及工作性能研究I- J 硅酸盐通报 ， 2 0 1 1 ， 3 0 ( 4 ) ： 8 7 5 8 7 9 1- 2 刘传孝 ， 田鸿业， 张加旺 ， 等 炉渣置换软土地基的注浆均质度 影响试验研究 J 岩土工程学报， 2 0 1 0 ， 3 2 ( s 2 ) ： 5 1 7 5 2 0 3 张慧莉， 田堪良 矿渣聚丙烯纤维水工混凝土抗弯性能研究- J 1 人民长江 ， 2 0 1 0 ， 4 1 ( 1 9 ) ： 8 2 8 7 1- 4 康秋波 ， 方永浩， 邓红芬 玄武岩 聚丙烯纤维水泥砂浆 的力学 性能与抗裂性 J 材料导报 B， 2 0 1 1 ， 2 5 ( 6 ) ： 1 2 2 1 2 5 L 5 S I V A K U MA R A， S A N T H A N A M M Me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f h i g h s tre n g t h c o n c r e t e r e i n f o r c e d wi th me t a l l i c a n d n o nme t a l l i c fi b r e s J C e m e n t C o n c r e t e C o mp o s ， 2 0 0 7 ， 2 9 ( 8 ) ： 6 0 3 6 0 8 1- 6 徐世 熄 ， 李庆华， 李贺东 碳纤维编织网增强超高韧性水泥基 复合材料弯曲性能的试验研究 J 土木工程学报， 2 0 0 7 ， 4 0 ( 1 2 ) ： 6 9 7 6 7 R U S T E M G， E R S I N O， 1 B R A H I M T ， e t a1 T h e r m o me c h a n i c al p r o p e r t i e s o f fi b e r r e i n f o r c e d r a w p e r l i t e c o n c r e t e J Ma t e ri a l s L e t t e r s ， 2 0 0 7 ， 6 1 ( 2 9 ) ： 5 1 4 5 5 1 4 9 gre g a t e o n s g e n g t h p r o p e r t i e s o f c o n c r e t e J C o n s t r u c fi o n a n d Bui l d i n g Ma t e r i als ， 2 00 9 7 曾力， 赵伟 高强再生混凝土干缩特性 J 土木建筑与环境工 程， 2 0 1 0 ， 3 2 ( 4 ) ： 1 2 5 1 3 0 8 L I J I U S U， X I A O H A N NI N G， Z H O U Y O N G I n f l u e n c e o f c o a ti n g r e c y c l e d a g g r e g a t e s u r f a c e wi th p o z z o l a n i c p owd e r on p r o p e r t i e s o f r e c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e t e J C o n s t r u c t i o n a n d B u i l d i n g M a t e r i als ， 2 0 0 9 9 E T A E B E R R I A M， V A Z Q U E Z E M A， B a r r a M I n fl u e n c e o f a mo un t o f r e c y c l e d c o ars e a g g r e g a t e s an d p r o d u c t i o n pr o c e s s on p r o per ti e s o f r e c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e t e J C e me n t and C o n c r e t e Co mp o s i t e s ， 2 0 0 7 I O A Q I L U， T A T S U O K A F ， U C H I MU R A T S t r e n g th and d e f o r ma t i on c hara c t e r i s tic s o f r e c yc l e d c o n c r e t e a g gre g a t e i n t r i a x i a l c o m p r e s s i o n J J o u r n a l o f Ma t e ri a l s i n C i v i l E n g i n e e ri n g A S C E， 2 0 0 5 ， 5 ( 1 ) ： 2 4 2 6 1 1 杨海峰， 孟少平， 邓志恒 高强再生混凝土常规三轴受压本构 曲线试验 J 江苏大学学报， 2 0 1 1 ， 3 2 ( 5 ) ： 5 9 7 6 0 1 第一作者 ： 联系地址 ： 联系电话 ： 通讯 作 者 ： 联系电话 ： 余兴国( 1 9 8 3一) ， 男， 硕士， 工程师。 厂 西南宁市 大学东 路 1 0 0号 广西 大学 土木学 院 ( 5 3 0 o o 4 ) 1 3 4 81 0 33 2 0 7 陈宗平 ( 1 9 7 5一) ， 男 ， 教授 ， 博士生导师 ， 主要从 事再 生混凝土结构 、 钢 一混凝土组合结构 、 异形柱结构 以 及工程防灾减灾等研究。 1 3 8 78 8 06 0 48 I- 8 杨文华， 吴法宝 橡胶粉水泥砂浆 的性能研究 J 福建建材 ， 2 0 1 1 ( 4 ) ： 6 7 9 - 1李日运， 吴林峰 岩石风化程度特征指标的分析研究 J 岩石 力学与工程学报 ， 2 0 0 4 ， 2 3 ( 2 2 ) ： 3 8 3 0 3 8 3 3 1 O 郑伟 高阶地基座岩石风化特征及对铁道工程的影响 J 铁道 工程学报 ， 2 0 0 3 ( 4 ) ： 6 7 7 0 1 1 J G J T 7 0 _ _ 2 0 0 9 ， 建筑砂浆基本性能试验方法新标准 s 2 0 0 9 1 2 J G J T 9 8 2 0 1 0 ， 砌筑砂浆配合比设计规程I s 2 0 1 1 1 3 国际岩石力学学会试验室和现场标准化委员会 岩石力学试 验建议方法 s 1 9 8 2 1 4 M T 3 8 8 7 ， 煤和岩石物理力学性质测定的采样一般规定E s 1 9 8 7 1 5 1 S L 2 6 4 -2 0 0 1 ， 水利水电工程岩石试验规程I s 2 0 0 1 - 1 6 G B 5 0 0 2 1 -2 0 0 1 ， 岩土工程勘察规范 s 北京 ： 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 0 9 1 7 郭健卿， 浮新平， 王明中 软岩控制理论与应用l- M 北京： 冶金 工业出版社 ， 2 0 1 1 第一作者 ： 联系地址 联系电话 刘传孝( 1 9 7 0一 ) ， 男， 博士， 教授， 博士生导师 ， 主要从 事非线性动力学、 计算力学、 岩土力学与工程方向的 科研与教学工作。 山东省秦安市岱宗大街 6 1 号( 2 7 1 0 1 8 ) 05 3 88 2 41 8 6 5 21