再生混凝土基本力学性能试验及应力-应变本构关系.pdf

第 1 6 卷第 1期 2 0 1 3年 2月 建筑材料学报 J ( ) URNAI ( ) F B UI I DI NG MATE RI ALS Vo 1 I 6 ， NO 1 Fe b ， 2 O1 3 文 章 编 号 ： 1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 0 1 3 ) 0 i 0 0 2 4 0 9 再 生混凝土基本 力学性能试 验及 应力一 应 变本构关 系 陈宗平 ， 徐金俊 ， 郑华海。 ， 苏益声 ， 薛建 阳。 ， 李 军涛 ( 1 广西大学 土木建筑工程学院 ， 广西 南宁 5 3 0 0 0 4 ；2 广西大学 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 ； 3 同济大学 建筑工程系，上海 2 0 0 0 9 2 ； 4 广 西交通 职业 技术 学院 ， 广 西 南宁 5 3 0 0 2 3 ) 摘 要 ：以设 计强度 为 C 3 o的废 弃混 凝土 为再 生粗骨料 制备 再 生混凝 土试件 ， 其 中 6 6个标 准棱柱 体 试 件和 3 3个 1 5 0 mm1 5 0 mm5 5 0 mm 棱 柱体 试件 ， 分别进 行 棱 柱体 抗 压 强度 、 抗折 强度 、 弹性 模 量及 泊松 比试验 ， 研 究 了不 同再 生 粗 骨料 取 代 率 下 再 生混 凝 土 的基 本 物 理 力 学性 能 ， 提 出 了再 生混凝土应力一 应变本构方程 结果表 明： 随着再生粗骨料取代率的增加 ， 标准龄期再生混凝土棱柱 体抗压强度略有提 高， 其应力一 应变全过程曲线的形状与普通混凝土相似 ， 在 曲线的上升段 ， 再生粗 骨料混 凝 土的 曲线与 天然骨料 混凝 土基 本重 合 ， 但 在 下 降段 ， 则再 生混凝 土的 曲 线 变得 更 为 陡峭 ； 标 准龄期 的 同批 次再 生混凝 土抗折 强度 与棱 柱体抗 压 强度的 比值 约 为 0 1 2 ， 棱 柱体 抗压 强 度 与其 立方体 抗 压 强度 的平 均 比值 为 0 8 7 ； 再 生粗 骨料取 代 率 对再 生 混凝 土 的强度 指 标影 响 不 大 ， 各 种 取 代率再 生混凝 土的抗折 强度 和棱 柱体 抗压 强度 与天 然骨料 混凝 土 实测值 接近 ； 对 同批 次静 置 2 a 的长龄期 再 生混凝 土所 测棱 柱体抗 压 强度较 标准龄期 实测值 有较 大幅度提 高 ， 增 大值 为 l 6 8 7 ； 长龄期再生混凝土的弹性模量较普通混凝土有较 大提升 ， 但泊松 比的变化不明显， 其值相对稳定， 且在高取代率时其泊松 比数值比普通混凝土有所降低 关键词 ：再 生混凝 土 ； 棱 柱体 抗压 强度 ； 抗折 强度 ；弹性模 量 ； 泊松 比；本 构方程 中图分 类号 ： T U5 2 8 文 献标 志码 ： A d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 9 6 2 9 2 0 1 3 0 1 0 0 5 Ba s i c M e c h a n i c a l Pr o p e r t i e s Te s t a nd S t r e s s S t r a i n Co ns t i t u t i v e Re l a t i o ns o f Re c y c l e d Co a r s e Ag g r e g a t e Co nc r e t e CHEN Z o n g pi n g1 , 2 ， XUJ i n j u n ， ZHENG Hu a h a i 。 ， S Yi s h e n g ， xUE Ji a n y a n g 。 Ll Ju n t a o ( 1 Col l e ge of Ci vi l a nd Ar c hi t e c t u r a l En gi ne e r i ng。Gua n gx i Uni ve r s i t y，Na nn i n g 5 3 00 04，Chi na； 2 Ke y Lab o r a t o r y o f Di s a s t er Pr e v e nt i o n a nd St r u c t ur a l Sa f e t y of M i n i s t r y o f Ed uc a t i o n，Gua n gxi Un i v e r s i t y， Na n n i n g 5 3 0 0 0 4，Ch i n a ；3 De p a r t me n t o f Bu i l d i n g E n g i n e e r i n g，To n g j i Un i v e r s i t y ，S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2 ，C h i n a ； 4 Gu a n g x i Vo c a t i o n a l a n d Te c h n i c a l Co l l e g e o f Co mmu n i c a t i o n，Na n n i n g 5 3 0 0 2 3，Ch i n a ) Ab s t r a c t ：Re c y c l e d c o a r s e a g g r e g a t e c o n c r e t e ( RAC)s p e c i me n s we r e ma d e b y t h e wa s t e c o n c r e t e ，wh o s e o r i g i n a l d e s i g n i n g s t r e n g t h wa s C3 0，i n c l u d i n g 6 6 s t a n d a r d p r i s m ( 1 5 0 mm 1 5 0 mm 3 0 0 mm)a n d 3 3 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 9 2 8 ；修 订 日期 ： 2 0 1 1 - 1 2 - 1 6 基金项 目： 国家 自然科学基金资助项 目( 5 0 9 0 8 0 5 7 ) ； “ 八桂学者” 建设工程专 项经费资助 项 目； 广西科 技攻关资 助项 目( 桂科 攻 1 2 1 1 8 0 2 3 3 ) ； 广西 自然科学基金资助项 目( 2 0 1 2 GX NS F AA0 5 3 2 0 3 ) ； 广西理工科学实验中心重点项 目( L GZ X2 0 1 1 0 2 ) 第一作者 ： 陈宗乎( 1 9 7 5 ) ， 男 ， 广西玉林人 ， 广西大学教授 ， 博士生导师 ， 工学博士 主要从事再生混凝 土结构 、 钢一 混凝 土组 合结构 、 异形 柱结构及新型节能墙板等研究 E ma i l ： z p c h e n g x u e d u c n 通信作者 ： 薛建阳( 1 9 7 O ) ， 男 ， 河南洛阳人 ， 广西 大学“ 八桂学者” 特聘教授， 博士 生导师 ， 工学博士 主要从 事再生混凝土结 构、 钢结构等 研究 E ma i l ： j i a n y a n g x u e 1 6 3 c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 陈宗平 ， 等 ： 再生混凝 土基本力学性能试验及应力一 应变本构 关系 2 5 pr i s m wi t h t he s i z e o f 1 5 0 m m 1 5 0 mm 5 5 0 mm U s i n g t he s e s pe c i me ns ， t he un i a x i a l c omp r e s s i v e s t r e ngt h，f l e xu r a l s t r e n gt h。e l a s t i c m o du l u s a nd Po i s s o n S r a t i o s we r e de t e r mi ne d Th e ba s i c me c h a ni c a l p r o p e r t i e s o f RAC u n d e r t h e d i f f e r e n t r e p l a c e me n t r a t e s we r e r e s e a r c h e d Fu r t h e r mo r e ，b a s e d o n t h e me a s u r e d d a t a ，t h e s t r e s s s t r a i n c o n s t i t u t i v e e q u a t i o n wa s e s t s b l i s h e d Th e r e s u l t s s h o w t h a t wi t h t h e i n c r e a s e o f r e c y c l e d a g g r e g a t e r e p l a c e me n t r a t e ，t h e p r i s m c o mp r e s s i v e s t r e n g t h a t t h e s t a n d a r d a g e i s a l i t t l e h i g h e r t h a n t h a t o f t h e n a t u r a l a g g r e g a t e c o n c r e t e ( NAC) ，wh i l e RAC a n d NAC h a v e a s i mi l a r s h a p e o f who l e s t r e s s s t r a i n c u r v e s I n t he r i s i ng s t a ge of t he c u r v e，RAC a nd NAC ha v e ba s i c a l l y c o i nc i d e n t c u r ve， ho we v e r ，i n d e s c e nd i ng s t a ge，t h e c u r v e s of RAC a r e muc h s t e e p e r t ha n NAC S Fo r t he s a m e ba t c h o f RAC a t s t a nd a r d a g e，t h e r a t i o o f f l e xu r a l s t r e n gt h t o p r i s m c o mpr e s s i v e s t r e ng t h i s a b o ut 01 2，a n d t he a v e r a g e r a t i o o f pr i s m c o mpr e s s i v e s t r e ngt h t o c o m p r e s s i v e s t r e n gt h o f t he c ub e i s 08 7 The r e c yc l e d c oa r s e a gg r e ga t e r e pl a c e me nt r a t e d oe s no t ha ve a l a r ge i nf l ue n c e on t he RAC S s t r e ng t h。a n d s pe c i m e n s f l e xur a l s t r e n gt h a n d pr i s m c ompr e s s i v e s t r e n gt h wi t h e a c h r e pl a c e me nt r a t e a r e c l o s e t o t ho s e of NAC The RAC S pr i s m c o m pr e s s i ve s t r e ng t h wi t h l o ng t i me s e t t i n g( 2 a )i s muc h h i gh e r t ha n t h a t o f s p e c i m e ns a t s t a nd a r d a g e， a n d a f t e r c a l c u l a t i o n， t h e g r owi n g r a t e r e a c h t o 1 6 8 7 pe r c e n t s Compa r i ng wi t h t he NAC，t h e RAC S e l a s t i c mo d u l u s wi t h l o n g a g e g r o ws g r e a t l y ，wh i l e t h e Po i s s o n S r a t i o s a r e r e l a t i v e l y s t a b l e ，f u r t h e r mo r e ，t h e v a l u e s u n d e r t h e h i g h e r r e p l a c e me n t r a t e a r e s ma l l e r t h a n NAC v a l u e s Ke y wo r d s ：r e c y c l e d c o a r s e a g g r e g a t e c o n c r e t e( RAC)；p r i s m c o mp r e s s i v e s t r e n g t h；f l e x u r a l s t r e n g t h； e l a s t i c m o du l us；Poi s s o n S r a t i o；c o ns t i t u t i v e e q ua t i on 再 生 混 凝 土 ( r e c y c l e d c o a r s e a g g r e g a t e c o n c r e t e ， RAC ) 是 指将 废 弃 混 凝 土 块进 行 破 碎 、 清 洗 、 分级后按一定 比例与级配混 合、 部分或全部 代替 天 然骨料制成的混凝土 如此 ， 既能节省天然骨料 ， 保 护骨 料产 地生 态 环 境 ， 又 可 以解 决 废 旧混 凝 土 的堆 放 、 占地 和 因 处 理 不 当 引 起 的环 境 污 染 问题 近 年 来 ， 世界各 国都十分重视再生混凝 土的开发与应用 再生粗骨料存在着某些与天然粗 骨料不 同的特性 ， 如破碎过程引起 的损伤 、 较大 的孔 隙率、 残 留水泥 基 、 较高吸水率等 ， 导致其配制而成的再生混凝土在 力 学性 能 、 耐久 性 能等方 面 与普通 混 凝土 有所 不 同 各 国学 者 对 此 进 行 了 大 量 研 究 ， 也 取 得 了 一 定 成 果 1 - 6 _ ， 但 尚不够深入 ， 对 于服役期满 ( 5 0 a ) 建筑垃 圾资源化再生利用的再生混凝 土相关性能 、 再生混 凝 土 的应力 一 应 变本构 方 程 、 长 龄期 再 生混 凝 土 的 弹 性模 量 、 泊 松 比等相 关研 究 资料很 少 在本 构 关 系方 面 ， B a i r a g i 等 曾进 行 过相 关 研 究 ， 指 出不 同再 生 粗 骨料 取代 率 的 再 生混 凝 土本 构 关 系具 有 相 似 性 ， 但 下 降段 有所 不 同 ； 并 通 过 试 验 获取 了不 同再 生 粗 骨料 取 代率 下再 生混 凝 土 的应 力一 应 变 曲线 ， 但 未 给 出其数学表 达式 国内学者 如 肖建庄等L 9 。 做 了大 量的相关研究 ， 也取得了一定成果 ， 但关于时间对再 生混凝土力学性能影响的研究甚少 基于上述分析 ， 本文以服役 5 0 a后 的废弃混凝土为再 生粗骨料来 源 ， 设计 了 2 2组( 6 6个) 标准棱柱体试件( 1 5 0 mm 1 5 0 mm3 0 0 mm) 以及 1 1 组 ( 3 3 ) 尺 寸为 1 5 0 mm 1 5 0 mm5 5 0 mm 的棱 柱 体 试 件 ， 以再 生 粗 骨 料 取 代率为研究变量 ， 通过试验揭示其 内在特性 ， 并获取 各强 度 参 数 ， 建 立 应 力一 应变 本 构 方程 ， 以期 为 再 生 混凝土的深入研究和工程应用提供参考 1 试验概况 1 1试 验材 料 水 泥采用 3 2 5 R海 螺牌 普 通 硅 酸盐 水 泥 ， 砂 采 用天然河砂 ， 拌和水为城市 自来水 ， 天然粗骨料为连 续级配的碎石 ， 最大粒径为 2 0 mm 再生粗骨料来源 于南方电网已服役 5 0 a的废弃混凝土电杆 ， 经破碎 和筛分而成 ， 该 废弃 混凝 土 电杆 的原 设计 强度 为 C 3 0 ， 在破碎前对该批混凝土电杆进行 回弹试验 ， 其 实测 强 度 为 3 1 MP a ； 再 生 粗 骨 料 的最 大 粒 径 为 2 0 mm， 试验 前 对 再 生 粗 骨 料 和 天然 骨 料 采 用 同 一 筛 网筛分 ， 均为连续级配 1 2试 件设计 本文 设计 了 2批 标 准棱 柱体 试 件 ( 其 中第 1批 用于标准龄期试验 ， 第 2批用于长龄期试验) 以及 1 批 尺 寸为 1 5 0 mm1 5 0 mm5 5 0 mm 棱柱 体试 件 ， 再生骨料取代率( 质量分数 ， 文 中涉及 的取代率、 砂 率 、 水胶比等除特别注明外均为质量分数或质量 比) 为 0 1 0 0 ( 中间级差为 1 O ) 的再生混凝土 ， 每 种取代率下的试件为 3个 ， 共 9 9个试件 混凝土 的 强度配制 ， 以取代率 0 为基准 ， 试配强度为 C 3 o ， 水 胶 比为 4 1 ， 细骨料砂率为 3 2 同类试件中， 不 同 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 陈宗平 ， 等 ： 再生混凝土基本力学性能试验及应力一 应变 本构关 系 4 5 4 0 3 5 矗3 O 2 l 0 O ( a ) 0 ( c ) 2 0 ( e ) 4 0 ( g ) 6 0 ( i ) 8 0 ( j ) 9 0 4 5 4 O 3 5 3 0 2 l 0 0 ( d ) 3 0 2 4 6 8 1 0 1 0 ( k ) 1 0 0 图 5 不 同再生 粗骨料取代率下标准龄期试件 的应力一 应 变曲线 过 程 特性 根据各组试件的应力一 应 变曲线可得到各 自的 峰值应力和峰值应变 ， 为了便于分析比较， 每组取代 率下数据都取 3 个试件的平均值 ， 具体数值见表 1 表 1 不同再生粗骨料取代率下标 准龄期试件 的峰值应 力和峰值应变 T a b l e 1 Pe a k s t r e s s a n d p e a k s t r a i n o f s p e c i me n s wi t h d i f f e r e n t r e c y c l e d c o a r s e a g g r e g a t e r e pl a c e me n t r a t e a t s t a n da r d a g e 由表 1可见： 随着再生粗骨料取代率的增加 ， 再 生混凝土 的棱柱体抗 压强度 与天然骨料 混凝土相 比， 总体上有略微增大之势 ； 只有在取代率 为 2 O 和 5 O 时 ， 再 生 混 凝 土 强 度 略 低 于 天 然 骨 料 混 凝 土 出 现这 种情 况与 再生 粗骨 料 的 内部 机理 有 关 ， 由 于再 生 粗骨 料 表 面含 有 一 定 数 量 的水 泥基 ， 以及 在 破碎过程中引起 的内部微裂缝 ， 同时与天然骨料相 比， 其抗压强度降低但 吸水率增大 本次试验所有试 件的含水量相同， 在搅拌的过程中， 由于再生粗骨料 的吸水性较大 ， 随着其取代率 的增加 ， 各试件相应吸 收的水分也较多， 且该吸水过程较为迅速 ， 在混凝土 硬化之前就吸收水分 ， 这相当于降低 了试 件的实际 水胶比( 尽管名义水胶 比相同) 而实际水胶 比的降 低 会导 致混 凝土 强 度 增 大 ( 这 已经 被 以往 大量 混 凝 土试验 所证 实 ) ， 从 这个 角 度 看 ， 随着 再 生 粗 骨料 取 代 率 的增加 ， 再 生混凝 土 的强度 会有 所提 高 但再 生 混凝土的强度也会受再生粗骨料表面粘附的水泥基 影响， 粘附在骨料表面的水泥基除 了吸取部分拌和 用水外 ， 还会影响到新拌水泥胶凝体与骨料之间的 黏结性能 ， 具有降低两者之间黏结强度的不利影响， 同时粗 骨料 在 破 碎 过程 中 的细 微 裂缝 除 了 吸水 外 ， 在受力时还会扩展 ， 引起混凝土强度的降低 从 内部 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 8 建筑材料学报 第 1 6卷 黏结力和裂缝扩展的角度看 ， 随着再生骨料取代率 的增 加 ， 混 凝 土 的强 度 应 降低 综 合 两 方 面分 析 ， 对 于用水量不变 的各取代率下 的再生混凝土 ， 有利和 不利因素具有相互抵消的作用 ， 当有利 因素大于不 利因素时， 强度会表现为增大 ， 当有利因素抵消不 了 不利因素时 ， 表现为强度降低 从本次试验结果看 ， 两者作用相当， 总体强度变化不大 试 件达 到峰值应 力 时对应 的 峰值应 变呈 现先 减 小 后增 大 的变 化规 律 ， 当再 生 粗 骨料 取 代率 为 1 O 和 2 O 时 ， 再生混凝土的峰值应变稍低于天然骨料 混凝 土 这也 跟粗 骨 料 表 面 粘 附 的水 泥 基 和 内部 裂 缝有关 ， 粘附的水泥基实际上增加 了凝固后再生混 凝土的胶凝体含量 ， 而随着胶凝体含量的增加， 试件 的峰值 应变会 有 所 增 大 ( 这 也 被 大量 试 验 所证 实 ) ， 因此 ， 随着取代率的增大 ， 峰值应变会有所增大 ； 但 再生粗骨料本身存在的内部裂缝 ， 在受力时扩展 ， 加 速 了混凝土的破坏 ， 导致其峰值应变降低 这两个方 面在再 生混凝 土 的受 力 变形 过 程 中同 时作 用 ， 并 互 相抵消 ， 当不利因素大于有利因素时， 表现为峰值应 变降低 ， 当有利因素大于不利因素时， 则表现为峰值 应变增大 从本次试验看 ， 在 取代率 2 O 以前不利 因素占优， 而 3 O 以后则是有利因素 占优， 总体看 来 ， 有利 大于 不利 对不同骨料取代率再生混凝土的峰值应力和峰 值应变分别与天然骨料混凝土 ( 即 R AC 0 ) 的峰值 应力、 峰值应变作 比较 ， 图 6给出了各种骨料取代率 再生混凝土与天然骨料混凝土的峰值应力和峰值应 变 比值 的变化 关 系 由图 6可见 ： 骨料取 代率 对再 生 混凝土与天然混凝土峰值应力 比值影响不大 ， 大致 在 1 0 9 6 范围内波动 ； 对峰值 应变 的影响较峰值应力 大， 其波动范围在 2 0 之 内； 在取代率超过 2 0 以 后 ， 峰值应力和峰值应变的 比值 随着骨料取代率 的 增加呈现近似平行的变化关系 ， 但峰值应变比值的 波动范围比峰值应力略大 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 O 9 O l O 0 w ( r e c y c l e d c o a r s e a g g r e g a t e ) 图 6 再生混凝土与天然混凝土的峰值 比与取代率 的变化 Fi g 6 Re l a t i o n s h i p b e t we e n r a t i o o f RAC S p e a k s t r e s s ( s t r a i n )t o NAC S p e a k v a l u e a n d r e p l a c e me n t r a t e 2 1 3 无 量 纲 化 再 生 混 凝 土 的应 力 一 应 变 全 过 程 曲线 根据试验实测的应力一 应变曲线， 在每一组试件 中， 抽取一个能够捕捉到下降段数据的曲线进行无 量纲化分析 ， 横坐标用 e s 表示( 其 中 为峰值应 变) ， 纵坐标用 a a 表示 ( 其 中 为峰值应 力) 1 1 组 试 件 的 数 据 分 别 取 R AC - 0 2 ， RA C 一 1 O 一 2 ， R AC 一 2 O 一 2， RAC一 3 O 一 2， RAC- 4 0 2， RAC- 5 0 1， RAC一 6 O 一 3， RAC一 7 0 2 ， RAC 8 0 3 ， RAC 一 9 O 一 1 ， RAC一 1 0 0 2对 应 数值 无 量 纲应 力一 应 变 曲线 如 图 7所 示 由图 7可 见 ： 不同骨料取代率再生混凝土在峰值应力 以前的 上 升段变 化不 大 ， 各 曲线基 本重 合 ， 但 过峰 值后 的下 降段 ， 曲线 的离 散性 较大 ， 并且 随着 骨料取 代率 的增 加 ， 呈 现 越 来 越 陡 峭 的 趋 势 与 天 然 骨 料 混 凝 土 ( R AC 一 0 ) 相 比 ， 再生 混凝 土的变 化过 程相 似 ， 均 经历 了从弹性 、 弹塑性、 峰值点、 下降、 下降段拐点到残余 段的发展历程 ， 在峰值点后 的下降段 ， 再生混凝土 曲 线 明显 比天然 混 凝 土 的 陡峭 ， 由此 说 明 再生 粗 骨 料 存在较大的损伤缺陷， 其内微裂缝 的发展较之天然 骨料的混凝土快 ， 脆性性质更加显著 0 0 5 1 0 l _ 5 2 0 2 5 3 0 e e 图 7 试件无量纲化的应力一 应变曲线 Fi g 7 No nd i me n s i on a l i z a t i o na l s t r e s s s t r ai n c ur ve s 2 1 4 再生混 凝 土 的本 构方 程 基 于图 7所示 的无 量纲化 应力一 应 变 曲线 ， 可看 出再生混凝土应力一 应变全曲线与普通混凝土在整 体 形状上 相 似 ， 因此 可 采 用普 通 混 凝 土单 轴 受 压 本 构方程的形式( 见式( 2 ) ) 进行拟合 ， 拟合结果如 图 8 所 示 f + ( 3 2 a ) x 。 + ( 口一 2 ) z 。 0 z 1 I x F b ( x1 ) +z z l ( 2) 式 中： a ， b分别为控制上升段和下降段的方程参数 由图 8可见 ， 当 口 一1 4时 ， 上升段拟合 曲线和 试验曲线基本重合； 当 b 一5 1 0时 ， 下降段拟合 曲 1 1 0 O o 拿 【 o d _ u 甫。 A 0 。 一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 i 期 陈宗平 ， 等 ： 再生 混凝 土基本力学性能试验及应力一 应变本构关 系 2 9 线和试验曲线基本接近 ， 并且当 6 1 0时， 拟合 曲线 与试验曲线的均值基本重合 ， 故建议对再生混凝土 可采用式 ( 2 ) 的表达形式进行计算 ， 其方程的控制参 数 可取 ： 口 一I 4 ， 6 一1 0 0 0 5 1 0 1 5 20 25 t i e c 图 8 拟合 的应力一 应 变曲线与试验 曲线 Fi g 8 Fi t t e d s t r es s - s t r ai n c ur ve s an d t e s t c u r v e s 2 2长龄 期棱 柱体 抗压 强度 2 2 1试件 破 坏特 征 为 了研究时间效应对再生 混凝 土的影响 ， 第 2 批标 准棱 柱体 试件 静 置 2 a后 进 行试 验 加 载初 期 ， 试件按规定的加 载制度处于弹性受 力阶段 ， 此 时 应 力较 小 ， 没有 出 现 可 见 的宏 观 裂 缝 随着 荷 载 继续加大 ， 当超过峰值应 力后 ， 出现第 1条可见裂 纹 ， 该裂纹短 而细 ， 且平 行 于受力 方 向 当荷 载进 一 步加大后 ， 不断 出现 肉眼可见的细微裂纹 ， 随着 荷载急剧下降 ， 裂纹迅速贯通 整个试件 ， 从而使其 发 生破 坏 2 2 2试 验结 果 长龄 期单 轴 受 压 试 验 结 果 见 表 2 ， 表 中每 组 取 代 率下 的数 据取 其 3个 试 件 的平 均值 ， 棱 柱体 抗 压 强度 厂 ， 。 取峰值应力 对 比表 1 ， 2中棱柱体抗 压强度可知 ： 在各取代 率下的再生混凝 土 ， 经历过 2 a养护静置 的试件棱 柱体抗压强度均高于标准龄期试件， 其值 提高幅度 为 6 -3 3 ， 平均提高 1 6 8 由此说明随着时间 的推移 ， 内部水泥胶体 的水化程度不断深入， 再生混 凝 土 的强度将 有 所提 高 2 3抗折 强度 2 3 1 抗折 试 验结果 及抗 折强 度 通 过试验 实 测 ， 获 取 了各 组 不 同骨 料 取 代 率再 生混凝土试件 ( 非标准棱柱体 ) 折断时的荷载 ， 并按 表 2 长龄期试件棱柱体抗压强度与标准龄期试 件棱柱体强度的对比 Ta b l e 2 Co mp a r i s o n b e t we e n p r i s m c o mp r e s s i v e s t r e n g t h a t l o n g - a g e a n d t h e s t r e n g t h a t s t a n d a r d a g e I t e m RAC- 0 RAC一 1 0 RAC一 2 0 RAC一 3 0 RAC一 4 0 RAC- 5 0 RAC一 6 0 RAC- 7 0 RAC一 8 0 RAC- 9 0 RAC- 1 0 0 ， c m MP a 4 6 6 7 4 4 2 7 5 0 5 7 4 6 6 7 4 6 7 1 4 6 1 5 4 3 6 0 4 9 7 6 4 6 0 3 4 6 8 6 5 0 6 7 l厂 c ， d MP a 3 9 3 3 4 1 3 5 3 8 0 3 3 9 7 5 4 2 0 6 3 6 7 7 4 1 3 0 3 9 3 2 4 1 0 6 4 3 8 3 4 1 6 3 _厂 c 2 d 1 1 9 1 0 7 1 3 3 1 1 7 1 1 1 1 2 6 1 0 6 1 2 7 1 1 2 1 0 7 1 2 2 式 ( 3 ) 计算再生混凝土的抗折强度 -厂 I f t m： = = F I ( 3 ) 式 中： F为试件的破坏荷载 ； b ， h， z 分别为试件的截 面 宽 度 、 高 度 和长 度 本 次 试 验 中 b 一1 5 0 mm， h 一 1 5 0 ml T l ， z 一4 5 0 IT l m 表 3为 试 验 实测 和按 式 ( 3 ) 计 算得到 的 不 同骨 料取 代 率 下再 生 混凝 土 的抗 折 强度 经抗折试验后 ， 对每个折成两段的试件进行立 方体抗压试验 ， 实测得到不同骨料取代率试件的立 方体抗压强度 如表 3所示 ， 其值取各取代率下 3 个 试 件 的平 均 值 表 3 非标 准棱柱体试件 的抗 折强度值 和立 方体抗压 强度值 Ta b l e 3 Fl e x u r a l s t r e n g t h o f n o n - s t a n d a r d p r i s m s p e c i me n s a n d c u b e c o mpr e s s i v e s t r e ng t h RA( 二 - 0 RAc_ 1 0 RAC - 2 0 RAC 一 3 0 RAC- 4 0 RAC 一 5 0 RAC一 6 0 RAC一 7 0 RAC一 8 0 RAC- 9 0 RAC - 1 0 0 由表 3 可见 ： 设计强度为 C 3 0再生混凝土的实测 抗折强度在 5 1 6 0 MP a之间， 其均值为 5 6 5 MP a 与天然骨料混凝土相 比， 不 同骨料取代率再生混凝 土的抗折强度 总体变化不大 ， 但随着取代率 的增加 ， 再生混凝土的抗折强度呈现先增 大后减小的趋势 当取代率为 5 O ， 8 0 和 9 0 时 ， 再生混凝土的抗 折强度低于天然骨料混凝 土， 其 中抗折强度最小的 是取代率为 5 0 的再生混凝 土， 低 于天然骨料混凝 l O 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1 1 O 0 O O O O O 0 O m 如 m m m 瑚 加 m m 瑚 m 瑚 m “ 加 瑚 u 一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 0 建筑材料学报 第 1 6卷 土 6 9 1 ； 抗折强度最大的是取代率为 4 O 的再生 混凝土， 高出天然骨料混凝土 1 0 5 5 由表 3还可看出 ： 试配的再生混凝土实测 立方 体强度能达到 4 5 MP a ， 不同骨料取代率 的抗压强度 均值 为 4 6 5 MP a 取 代率 为 2 0 ， 5 0 和 7 O 的再 生混 凝土抗 压 强度 都 低 于 天 然骨 料 混 凝 土 ， 强 度最 低 的 为 取 代 率 5 0 的 再 生 混 凝 土 ( R AC 一 5 0 ) ， 比 R AC 一 0低 4 1 9 ； 最 大 的 是 取 代 率 为 6 O 的再 生 混凝土 ， 高于天然骨料混凝土 8 6 2 3 2 再 生 混凝 土抗 折 强度 与 立 方体 抗 压 强 度 的 换算 将表 3同批试件实测的抗折强度和立方体抗压 强度进行 比较 ， 得到抗折强度 和立方体抗压强度之 间的关系： 再生混凝土的抗折强度与立方体抗压强 度的比值在 0 1 2左右变化 ， 其关系式如下： f 一0 1 2 f ( 4 ) 2 3 3 再生混凝 土棱柱体抗 压强度与立方体抗压 强 度 的换 算 对 同批 次再 生混凝 土试 件 的棱 柱体 抗压 强 度与 立方体抗压强度实测值进行比较 ， 可得到棱柱体和 立方体抗压强度之间的关系 ， 具体数据见表 4 由表 4可见 ： 各取代率下 ， 再生混凝土的棱柱体和立方体 抗压 强度 之 比在 0 8 7左 右 波动 ， 波动 范 围不 大 ， 均 值 为 0 8 7 ， 变 异 系数为 0 0 3 因此有 ： f c ， 2 8 d 一 0 8 7 f ( 5 ) 表 4再生混凝 土棱柱体抗压强度与立方体抗压 强度对 比情况 Ta b l e 4 Co n t r a s t b e t we e n p r i s m c o mp r e s s i v e s t r e n g t h a n d c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f t h e c u b e I t e m RAC一 0 RAC一 1 0 RAC一 2 0 RAC一 3 O RAC一 4 0 RAC- 5 0 RAC一 6 0 RAC 一 7 0 RAC一 8 0 RAC一 9 0 RAC 1 0 0 f 8 d MP a 3 9 3 3 4 1 3 5 3 8 O 3 3 9 7 5 4 2 O 6 3 6 7 7 4 1 3 3 9 3 2 4 1 0 6 4 3 8 3 4 1 6 3 f o MP a 4 5 3 0 4 6 5 0 4 4 7 O 4 7 2 O 4 6 8 0 4 3 4 O 4 9 2 0 4 4 6 O 4 8 4 O 4 7 4 O 4 8 4 0 l厂 c ， 2 8 d ， c 0 8 7 0 8 9 0 8 5 0 8 4 0 9 0 0 8 5 0 8 4 0 8 8 0 8 5 0 9 2 0 8 6