不同强度海水珊瑚骨料混凝土断裂性能对比研究

韩宇栋, 王振波, 刘伟康, 岳清瑞, 丁小平

(1.中冶建筑研究总院有限公司, 北京 100088; 2.中国矿业大学(北京) 力学与建筑工程学院,北京 100083; 3.北京科技大学 土木与资源工程学院, 北京 100083)

近年来,就地取用存量巨大的海水和珊瑚礁砂石等海洋地域性原材料,制备海水珊瑚骨料混凝土(SCAC),已逐渐展现其成本控制、缩短工期的优势[1-2].早期的SCAC多为中低强度的C15～C30[1-4],而随着混凝土强度要求的不断提高,复掺矿物掺和料、珊瑚骨料改性等方法逐渐被应用于提升SCAC的强度[5-6].本课题组在前期研究中通过复掺固盐剂获得了强度超50MPa的SCAC[7],并将就地取材率(海水、珊瑚骨料质量占混凝土总质量的比例)成功控制在70%以上.

强度不断提高的SCAC面临更严重的开裂问题,裂缝一旦出现,外部环境的有害物质将侵入材料内部,威胁其结构耐久性[1,8-9].因此,SCAC的断裂性能对于认识结构裂损机制至关重要[10-13].张贤舜等[10]开展了C30珊瑚混凝土在不同养护条件下的断裂参数研究,结果表明珊瑚混凝土的脆性较大且延性较差;Xu等[11]测试了50MPa强度等级碱激发珊瑚混凝土的断裂性能,发现所有试件均为骨料贯穿破坏.另外,混凝土断裂性能与其强度等级、骨料体积含量等因素高度相关[14-15].

本文对不同强度等级的SCAC开展了抗压、劈裂拉伸以及预切口梁三点弯曲试验,得到了SCAC荷载-裂纹口张开宽度关系以及断裂能、特征长度等断裂参数,研究了强度等级对SCAC力学性能及断裂参数的影响.

1 试验

1.1 原材料与配合比

水泥为唐山……