再生材料生态混凝土应力-应变关系试验研究.pdf
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1、第 4 0卷第 4期 2 0 1 3年 4月 建筑技术开发 Bu i l d i n g Te c hn i q u e De v e l o p me nt Vo 1 40。 No 4 Ap r 2 01 3 再 生材料 生态混凝 土应 力 一应 变 关 系试验 研 究 陈树建 翟爱 良 王纯合 季 昌 良 赵爱华 ( 山 东农 业 大学水 利土木 工程 学 院 , 山东泰 安2 7 1 0 1 8 ) 摘要 以废 弃砖 骨料 和废弃混凝土骨料混合使用替代 天然 骨料制备 混凝土 , 即为再 生材料 生态混凝 土。试验研 究 再生砖瓦骨料和再 生混凝土骨料 在不 同替代率条件 下再生材料 生
2、态混凝 土应 力 一应变关 系的变化 规律 , 提 出再生材料生态混凝土应力 一 应 变曲线 宜采用两段式表达 。 关键词 再生材料生态混凝土 ; 替代率 ; 应 力 一 应变关 系 中图分类号】 T U 5 0 2 6 文献标志码 A 文章编 号】 1 0 0 1 - 5 2 3 X( 2 0 1 3 ) 0 4 0 0 3 6 0 4 A b s t r a c t Ke y wo r d s S TRES S S TRAI N RELATI oNS HI P oF RECYCLED M ATERI ALS ECOLOGI CAL CONCRETE C h e n S h u j i a
3、n Z h a i A i - l i a n g Wa n g Ch u n - - h e J i Ch a n g - l i a n g Z h a o Ai - h u a Pr e p a ring c o n c r e t e b y u s i n g mi x e d o f wa s t e b r i c k a g g r e g a t e a n d wa s t e c o nc r e t e a g g r e g a t e i n s t e a d o f na t u r a l a g g r e g a t e, whi c h i s c a
4、l l e d r e c y c l e d ma t e r i a l s e c o l o g i c a l c o n c r e t eTh e e x p e rime n t a l s t u dy o n s t r e s s s t r a i n r e l a t i o n s h i p o f t h e r e c y c l e d ma t e ria l s e c o l o g i c a l c o nc r e t e o f t h e di ffe r e n t r e pl a c e me n t r a t i o, wh i
5、c h s u mma r i z e d t he s t r e s ss t r a i n r e l a t i o ns h i p a pp r o p r i a t e l y u s e s t wo s t a g e s e xp r e s s i o n r e c y c l e d ma t e r i a l s e c o l o g i c a l c o n c r e t e; r e pl a c e me n t r a t i o; s t r e s ss t r a i n r e l a t i o ns h i p 1 概 述 我 国城乡
6、建筑物主要采用混合结构及框架结 构 , 楼 板 、 梁柱 等构 件 一般 为 钢 筋 混凝 土 , 而墙 体 大 部分 为砖砌 体 , 因 而建 筑 物 拆 除会 产 生 大 量 的废 弃 砖和废弃混凝土, 如将废弃砖瓦和废弃混凝土再生 利 用 , 以再 生砖瓦 骨料 和再 生混凝 土骨 料混 合使用 , 替 代天 然骨 料制 备混凝 土 , 这种混 凝 土质量 轻 , 应 用 范 围广 , 一 方面可 以解 决大 量砖 瓦废弃 物 、 混 凝土 废 弃 物处 理 困难 和 由此 引发 的对环 境 的负面影 响 等问 题 , 同时 又节省 了大量 的垃 圾清 运费 用和 处理 费用 , 另一
7、方 面可 以减少 对 天 然砂 石 的开 采 , 保 护 生 态环 境 , 促 进 社会 的协 调 、 可 持续 发 展 。 因此 称 为 “ 再 生 材料 生态 混凝 土 ” 。 目前 关 于普通 混凝 土和 再生混 凝 土的应 力 一应 变全曲线的研究都取得较高的成绩 , 而应用再生 收稿 日期 : 2 0 1 3一 O 1 1 5 作者 简介: 陈树建 ( 1 9 8 8 - ) , 男 , 山东新泰人 , 山东农业大学研究生, 研 究方 向: 工程结构鉴定与加固改造。 3 6 砖瓦 和再 生混凝 土作 为骨 料研 究其应 力 一应变 关 系 的研 究鲜 有文 献报告 。 本 文通过 试
8、验研 究再 生砖 瓦骨 料 和再生 混凝 土 骨 料各 替代率 下 的应力 一应变 关 系和不 同替 代率 对 应力 一应变关系的影响程度并应用 o r i g i n 8对各应 力 一应变关 系进 行 拟合 , 提 出适 合 再 生 材 料 生态 混 凝 土的应 力 一应变 关 系方 程 , 为再 生 材 料 生 态 混凝 土 的应用 提供 一些依 据 。 2材料 组成及 试验 设计 2 1 材 料组 成 试 件制 作所 选用 的材 料均 为 山东 省常 用工 程建 设材料 , 水 泥选 用泰 安 鲁 润 水 泥制 造 有 限 公 司 生产 的 P 0 3 2 5级 复 合 硅 酸 盐 水
9、泥 ; 混 凝 土 拌 和用 水 为 自来 水公 司 自来水 ; 砂 子为 中粗砂 ; 粗 骨料 完全 由 再生砖瓦骨料和再生混凝土骨料替代。 试验选用建筑工地 临时用房拆 除后 的废弃砖 瓦, 经人工破碎 、 筛分 、 清洗 , 筛分 的粒径值分别为 51 0 m m、 1 01 6 m m、 1 6 2 0 m m 的骨 料 , 用 水 冲 洗 的主要 目的是 去 除表面 附着 的尘 土及杂 质 。借鉴 第 4期 陈树 建, 等 : 再 生材料 生态混凝土应力 一应 变关 系试验研 究 第 4 O卷 从 图 3可看 出 1 ) 再生材料生态混凝土的轴心抗压强度值 比普 通混 凝 土降低 1
10、 5 3 0 ; 2 ) 第 二组 试验 单位体 积 粗 骨料 中 5 0 的再 生 砖 瓦骨料 、 5 0 的再生混凝土骨料 , 轴心抗压强度达到 最 高 ; 3 ) 三 组试验 的上 升段 和下 降段趋 势基本 一致 ; 4 ) 再 生材料 生态 混 凝 土 的应 力应 变 关 系 图 与普 通混凝土相似, 也是分 为上升段和下降段 , 但上升段 较 普通 混凝 土斜率 小 , 下 降段 较普 通混凝 土斜 率大 。 3 2试 验数 据拟 合 取 =8 6 o , Y= f o , 以 o f o 和 8 8 0为坐标 的 归一 化应 力 一应变 曲线见 图 4 、 图 5 、 图 6 。
11、 由图 4图 6可见 , 各应 力 一应 变 曲线 的上 升段 和 下 降段有 明 显 区别 , 采 用 过 镇 海 教 授 等 提 出 的 适合普通混凝土的方程利用软件 O r i g i n 8进行拟合 : 当 0 1 时 , Y =口 +( 3 2 ) +( 82 ) 当 1时 , Y= b ( 一1 ) + 参 数 。为 无 量 纲 曲 线 初 始 切 线 的 斜 率 , 反 映 混 凝 土 的初 始 弹 性 模 量 ; b的大 小 与 无 量 纲下 降 段 曲线 下 的 面 积 有 关 。将 试 验 所 得 数 据 , 利 用 最 小 二 乘 法 进 行 拟 合 , 得 到各 棱 柱
12、 体 试 件 的 参 数 n和 b 值 见 表 3 。 表 3参 数 a和 b 普通混凝 土 第一组 第二组 第三组 参数 。 相 2 2 0 6 4 3 4 0 3 2 5 6 1 0 3 9 5 3 关系数 R 0 9 9 0 9 9 7 2 0 9 9 6 7 0 9 9 1 2 参数 6 相 4 1 0 8 4 8 6 4 7 8 3 O 4 1 O 8 0 9 9 关 系数 0 9 7 4 5 0 9 8 5 l 0 9 8 5 4 各 组再 生材 料生 态 混 凝 土实 测 应 力 一应变 曲线 与拟 合 曲线 的对 比见 图 4 、 图 5 、 图 6 。 38 0 0 0 2
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