再生混凝土轴心抗压强度试验研究.pdf
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1、2 0 1 1 年 第 9期 (总 第 2 6 3 期 ) Nu mb e r 9i n2 0 1 1 ( T o t a l No 2 6 3 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 T HEORE TI CAL RES EARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 1 0 9 0 0 2 再生混凝土轴心抗压强度试验研究 陈宗平 ,薛建阳 。 ,余兴国 z ,柯晓军 ( 1 福州大学 土木工程博士后流动站,福建 福州 3 5 0 1 0 8 ;2 广西大学 土木建筑工程学院,广西 南宁 5 3 0 0 0
2、4 3 西安建筑科技大学 土木工程学院 ,陕西 西安 7 1 0 0 5 5 ) 摘要: 利用服役 5 O 年后的废旧混凝土电杆作为再生粗骨料原料, 配制了 l 1 种不同粗骨料替代率的再生混凝土, 替代率从 0 - 1 0 0 变 化, 级差 1 0 , 一共 3 3 个棱柱体试块。 在电液伺服试验机上加载试验, 观察了其破坏过程和破坏形态, 并获取了其荷载一 位移全过程曲线。 在试验基础上, 对各种骨料替代率再生混凝土的荷载一 位移全过程曲线进行分析, 研究并提出了其本构方程。 结果表明: 再生骨料混凝土 与天然骨料混凝土相比, 随着骨料替代率的增加, 再生混凝土棱柱体抗压强度略有提高,
3、应力应变曲线具有相似的形状, 在上升阶段, 再生 混凝土与天然混凝土的应力应变曲线变化不大, 但在下降段再生混凝土更为陡峭。 关键词: 再生混凝土;骨料替代率,轴心抗压强度; 应力一 应变关系;本构方程 中图分类号 : T U5 2 8 叭 文献标志码 : A 文章编号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 0 9 0 0 0 4 0 4 Exp er i men t al r e se a r c h on t he ax i al c ompr e s s i o n s t r eng t h of r e c y c l e d c oa r s e a ggr e
4、 ga t e C Onc r e t e C HE NZ o n g -p i n g 1 , 2 XU EJ i a n - y a n g , Y UXin g - g u o 2 , K EXi a o -j u n ( 1 Ci v i l E n g i n e e r i n g P o s t - d o c t o r a l Re s e a r c h S t a t i o n , F u z h o uU n i v e r s i t y , F u z h o u 3 5 0 1 0 8 , Ch i n a ; 2 Co l l e g eo f Ci v i
5、l En g i n e e rin g a n dAr c hi t e c t u r e , Gua n g x i Uni v e r s i t y, Na n n i n g 5 3 0 0 0 4, Ch i n a ; 3 S c h o o l o f Civi l En g i n e e r i n g, Xi a l l Un i v e r s i t yo f Ar c hi t e c t u r e a n dt e c h n ol o g y, Xi a n 7 1 00 5 5 ,C h in a ) Ab s t r a c t : I n o r d
6、e r t o s tua y t h e me c h a n i c a l b e h a v i o r o f r e c y c l e da g g r e g a t e c o n c r e t e ( RA C) , 3 3 R ACp r i s ms s p e c i me n s ( 1 5 0 mmx 1 5 0 mmx 3 0 0 mm) we r em i x e d, wh i c hh a v e1 1 k i n d s o f d i f f e r e n t r e c y c l e dc o a r s ea g gr e g a t e s
7、 r e pl a c e m e n t pe r c e n t a g eRAC s p e c i m e n s , e v e r yk i n dha s 3 s p e c i me ns An dt h e r e pl a c e me n t p e r c e n t a g e s r e c y c l e d c o a r s e a g gre g a t e f r o m 0 t o 1 0 0 , t h e i n c r e me n t i s 1 0 Th e r e c y c l e d c o ars e a g gre g a t e s
8、 c ome f r o m wa s t e e l e c t ric p o l e c o n c r e t e( p r o d u c e di n1 9 5 8 ) T h e f a i l u r e p a a e ms a n dl o a d i n g d i s p l a c e me n t c u r v e c a n b e o b t a i n e d u s i n g a n e l e c t r o h y d r a u l i c s e r v o t e s t ma c h i n e Ba s e d o n t h e e x
9、pe r i me n t a l r e s u l t s , t h e s tre s s s t r a in rel ati o n s h i p c u r v e o f d i ffe r e n t r e c y c l e d c o a r s e a g gre g a t e s r e p l a c e me nt p e r c e nta g e RAC s pe c im e n s ar e a n a l y z e d, a n d t h e s tre s s s tra i n r e l ati o n c a l c ul a t i
10、o n f o r mul a i s o b t a i n e d Re s e arc h r e s u l t s s h o w t h a t wi t h the r e c y c l e d c o ar s e a g gr e g a t e s r e p l a c e me n t p e r c e n t a g e i n c r e a s i n g , t h e a x i a l c o mp r e s s i o n s tr e n g t h o f R AC h a v e s l i 曲t l y e n h a n c e me n
11、t s ; a n d the s h a p e o f s tr e s s s t rai n r e l a t i o n s h i p C u r v e i s s imi l ar b e t we e n R AC a n d n o r ma l a g gre g a t e c o n c r e t e ( N AC) , l it t l e c h a n g e i n a s c e n d i n g p h a s e , b u t , i n d e s c e n d in g , R ACi s mo r e p r e c i p i t o
12、u s d e c l i n e t h a n NAC K e y wo r d s : r e c y c l e d a g gre g a t e c o n c r e t e( R AC) ; r e p l a c e me n t p e r c e n t a g e ; a x i a l c o mp r e s s i o n s t r e n g t h ; s t r e s s - s tr a i n r e l a t i o n s h i p: c o n s t i tut i v e e q u a t i o n 0 引言 将废旧混凝土经破碎,
13、然后部分或全部代替天然骨料形成 的混凝土 , 称再生混凝i( 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 , 简 称 R AC) 。 再生混凝土具有节约资源、 保护环境等优点, 符合可 持续发展战略。 对再生混凝土的研究和利用已经成为国内外的 研究热点问题口 - 6 1 。 近年来 , 各国学者对再生混凝土的各种力学 性能进行了的研究 , 并取得了一些重要成果, 但针对再生粗骨 料来源于服役期满( 达到设计使用年限) 的废旧混凝土的再生 混凝土力学性能研究很少。 众所周知, 混凝土结构达到了设计使 用年限后 , 结
14、构的可靠性会降低, 必然要拆除, 将产生大量的废 旧混凝土, 如何对这些废旧混凝土进行科学处理和再次利用已 经成为一个重要的研究课题。 本研究以服役期满的废旧混凝土 为再生粗骨料来源, 进行再生混凝土的轴心受压试验研究, 测试 其应力 一 应变全过程曲线, 分析不同骨料替代率对轴心抗压强度 的影响, 并研究确定其应力一 应变本构方程, 研究结果可为再生 混凝土结构的进一步深入研究和推广应用提供参考和依据。 1 试 验 概 况 1 1 试验材 料 水泥采用海螺牌 P O 3 2 5 R级水泥, 砂采用普通天然黄砂, 拌合水为自来水, 天然粗骨料为连续级配的碎石, 最大粒径为 2 0 mm。 再生
15、粗骨料来源于南方电网 1 9 5 8 年生产并且已经服役 5 0年的废弃混凝土电杆 , 经破碎和筛分而成 , 该废弃混凝土电 杆的原来设计强度为 C 3 0 , 并且在破碎前对该批混凝土电杆进 行回弹试验 , 废弃混凝土的实测强度为 3 1 MP a m, 再生粗骨料 的最大粒径为 2 0 rai n , 并且在试验前 , 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。 收稿 日期 :2 0 1 1 - 0 3 1 7 基金项目:国家自 然科学基金( 5 0 9 0 8 0 5 7 ) ; 广西科学基金项目( 桂科青0 8 3 2 0 0 4 ) 45 40 35 日 3 0 盏
16、2 5 -R 2 O 1 5 l 0 5 0 l 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 应 变 1 0 ( a ) 4 5 4 0 3 5 矗3 O 2 5 2 0 1 5 1 0 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 应变 1 0 ( d ) 4 5 4 0 3 5 日3 0 25 2 0 1 5 1 0 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 应变 1 0 ( g ) 日 山 窆 、 长 馏 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 应变 1 0 ( b ) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 应 变 1 0 ( e ) 4 5 4 0 35
17、甜3 0 山 2 5 2 0 l 5 l O 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 应 变 1 0 ( h ) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 应 变 1 0 0 ) 4 5 40 3 5 日 3 0 25 较 2 0 l 5 l 0 5 O 45 4 0 35 日3 O 25 2 0 1 5 l 0 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 应变 1 0 。 ( C ) 4 5 4 0 3 5 日 3 0 山 25 2 0 15 1 0 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 i 0 应变 1 0 ( f ) 4 5 4 0 3 5 日 3 0 2
18、 5 2 0 1 5 1 0 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 应变 1 0 ( i ) 图 3 试件 的应力一 应变曲线 2 4 无 量纲再 生混凝 土的应 力一 应 变全过 程 曲线 根据试验实测的应力应变曲线, 在每一组试块中, 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 詹 。 表示( 其中 s 。 为峰值应变) , 纵坐标用 O O 表示( 其中 。 为 峰值应变) 。 l 1 组试块数据分别取 R A C 0 2 , R A C 一 1 0 2 , R A C 一 2 0 2 , RAC- 3 0 - 2, RAC- 4 0 - 2, RA
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