循环荷载作用下再生混凝土力学性能分析

雷敏 闫铭 李媛媛 张京辉 刘玺华 杨蓉

摘  要：通过对10%、20%、30%三种再生骨料掺量的再生混凝土分别进行4MPa、8MPa的循环加载次数为10次的力学试验。试验结果表明：循环荷载情况下再生混凝土的弹性模量、抗压强度及峰值应变均随着再生骨料添加量的增高而降低，随着循环荷载的增大而降低。

关键词：再生混凝土;循环荷载;力学性能

前言

利用废弃混凝土充当混凝土骨料，生产新的混凝土，既节省了处理建筑垃圾的费用，又保护了环境，节约了资源，具有重大经济效益和绿色环保意义。目前，关于再生混凝土试验研究多集中在再生骨料替代率及抗压、劈裂等方面的研究，很少学者对循环加载情况下的再生混凝土的力学性能进行分析。因此，本文进行了在不同循环荷载作用下不同再生骨料替代率的再生混凝土的力学性能的试验，分析了循环荷载作用下不同再生骨料替代率的再生混凝土的力学性能变化规律，为道桥及房建上再生混凝土的推广应用提供了一定依据[1]。

1实验准备

本次试验采用150mm*150mm*150mm的标准立方体试件，水泥为32.5R普通硅酸盐水泥;砂为普通人工砂;再生混凝土骨料采用实验室废弃的C30普通混凝土试块，经过试验仪器和人工破碎加工而成;试验用水为干净的普通自来水。混凝土共分4组，编号为C-X-Y，其中X表示再生骨料替代率，本试验取0、10%、20%、30%等四种替代率;Y表示循环荷载，本试验取0MPa、4MPa、8MPa三种循环荷载;循环荷载次数选择10次。将浇筑24小时的混凝土试件脱模，放入混凝土标准养护箱养护28天。

2 循环荷载下再生混凝土强度特性及变形特性

2.1 弹性模量

本文取峰值应力35%-45%时的割线模量作为混凝土弹性模量标定值。完成再生骨料替代率分别为0、10%、20%、30%时，循环荷载为0、4MPa、8MPa情况下的混凝土抗压强度试验。测得混凝土弹性模量如表1所示。

从试验结果分析，随着再生粗骨料替代率的增加，混凝土的弹性模量逐渐减小。再生混凝土的弹性模量随着循环荷载的增加逐渐减小，近似线性降低趋势。随着再生骨料替代率的增加，再生混凝土的弹性模量降低的幅度更大。

2.2 峰值应力

测得再生混凝土的峰值应力，见表2。

从表2可以看出，随着循环荷载的增加，再生混凝土的峰值应力逐渐减小，减小趋势近似线性关系。随着再生骨料替代率的增加，再生混凝土的峰值应力也逐渐减小;随着再生骨料替代率的增加，峰值应力随着循环荷载的增加而减小的更多。再生骨料替代率对再生混凝土的峰值应力降低速度比循环荷载对再生混凝土降低速度快，说明再生混凝土峰值应力对再生骨料替代率比循环荷载较敏感。

2.3峰值应变

实验测得再生混凝土的峰值应变，见表3。

从表3可以看出，随着循环荷载的增加，再生混凝土的峰值应变逐渐减小，呈线性降低趋势;随着再生骨料替代率的增加，再生混凝土的峰值应变也逐渐减小;随着再生骨料替代率的增加，峰值应变随着循环荷载的增加而减小的更快，说明再生混凝土峰值应变也对再生骨料替代率更敏感。

3.试验结论及展望

试验结果表明：循环荷载作用下，再生混凝土的弹性模量、抗压强度及峰值应变均随着再生骨料添加量的增高而降低。再生骨料替代率越高，再生混凝土循环荷载作用下的力学性能越差。再生骨料替代率对再生混凝土的力学性能的影响较循环荷载影响大。对再生混凝土疲劳强度设计时，应考虑再生骨料替代率对再生混凝土力学性能的强度的影响[2]。

参考文献

[1]  管昌生.循环荷载作用下再生混凝土力学特性试验研究[D]，武汉理工大学，2006.

[2]  闫春岭，史永涛，丁成伟.循环荷载下再生混凝土疲劳试验[J]. 水泥工程，2018（6）.

支持项目：1.2019年陕西省大学生创新创业训练计划项目（S201913123008）循环荷载作用下再生混凝土力學性能研究;2.陕西省教育厅2019年度专项科学研究计划项目（19JK0098）西咸新区建筑垃圾处理及回收利用研究。