機(jī)制砂再生混凝土微觀結(jié)構(gòu)及二軸應(yīng)力狀態(tài)下受壓力學(xué)性能研究.pdf

1、由于天然砂具有短期內(nèi)不可再生的性質(zhì)，混凝土用砂尋求可替代資源是不可避免的趨勢(shì)，機(jī)制砂也就成為最佳的選擇。另一方面，日益增多的廢棄混凝土也將成為城市的一大公害。將機(jī)制砂與再生粗骨料有機(jī)結(jié)合在一起配制成機(jī)制砂再生混凝土不僅能解決天然資源的匱乏問(wèn)題，對(duì)環(huán)境保護(hù)也起到積極的作用，符合可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)理念。本文總共制作了190個(gè)不同石粉含量(0％、5％、10％、15％)和不同再生粗骨料取代率(0％、33％、66％、100％)的C35標(biāo)準(zhǔn)立方體混凝

2、土試塊，分別對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)、劈裂抗拉強(qiáng)度、單軸及二軸受壓應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)性能進(jìn)行研究。主要研究工作如下:
　　一、對(duì)不同石粉含量以及不同再生粗骨料取代率的機(jī)制砂再生混凝土進(jìn)行劈裂抗拉試驗(yàn)。結(jié)果表明機(jī)制砂再生混凝土最優(yōu)石粉含量為10％;低石粉含量(0％、5％)的情況下，再生粗骨料取代率為100％時(shí)，機(jī)制砂混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度最低，而高石粉含量(10％、15％)的機(jī)制砂再生混凝土及天然砂再生混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度在再生粗骨料取代率為66％時(shí)最

3、低。
　　二、通過(guò)掃描電鏡對(duì)機(jī)制砂再生混凝土微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。分析結(jié)果表明石粉可以促進(jìn)水泥水化反應(yīng)，而且石粉含量的多少影響水化產(chǎn)物的數(shù)量以及晶體形態(tài)。當(dāng)石粉含量為10％時(shí)，混凝土達(dá)到最佳堆積密實(shí)狀態(tài)，水化產(chǎn)物能很好的填充混凝土內(nèi)部孔洞，骨料砂漿緊密粘結(jié)，因此力學(xué)性能最好。同時(shí)石粉具有填充的作用，使砂漿更加密實(shí)。對(duì)界面過(guò)渡區(qū)進(jìn)行對(duì)比分析，機(jī)制砂再生混凝土三個(gè)界面過(guò)渡區(qū)強(qiáng)度大小排序?yàn)榕f骨料與舊砂漿界面過(guò)渡區(qū)＞新舊砂漿界面過(guò)渡區(qū)＞新骨料

4、新砂漿界面過(guò)渡區(qū)。
　　三、對(duì)機(jī)制砂再生混凝土進(jìn)行單軸及雙軸受壓力學(xué)性能試驗(yàn)，觀測(cè)分析了其破壞過(guò)程以及破壞形態(tài)。單軸壓狀態(tài)下的混凝土破壞形態(tài)為柱狀破壞，雙軸壓狀態(tài)下的破壞形態(tài)基本為層片狀劈裂破壞，只是由于應(yīng)變比的不同及采用的骨料不同導(dǎo)致破壞時(shí)裂縫的傾斜角度以及層片狀破壞的細(xì)密程度有所差異。
　　四、二軸受壓應(yīng)力狀態(tài)下的機(jī)制砂再生混凝土強(qiáng)度整體上比單軸應(yīng)力狀態(tài)下抗壓強(qiáng)度高，但是提高倍數(shù)略有差別，提高值在1.051～2.142倍

5、之間。二軸壓應(yīng)力狀態(tài)下最大強(qiáng)度與采用的骨料類型與應(yīng)變比有關(guān)，采用天然砂作為細(xì)骨料的混凝土，其最大值均出現(xiàn)在應(yīng)變比為0.5，而對(duì)于機(jī)制砂普通混凝土與不含石粉機(jī)制砂再生混凝土二軸壓應(yīng)力狀態(tài)下的最大強(qiáng)度出現(xiàn)在應(yīng)變比為0.25，含石粉機(jī)制砂再生混凝土二軸壓應(yīng)力狀態(tài)下在應(yīng)變比1.0時(shí)出現(xiàn)最大強(qiáng)度。石粉對(duì)機(jī)制砂再生混凝土二軸壓強(qiáng)度也有提高作用，但是提高效應(yīng)不是很明顯。機(jī)制砂再生混凝土主軸峰值應(yīng)變隨著應(yīng)變比的增大整體呈先增大后減小的趨勢(shì)，水平軸峰值應(yīng)

6、變整體上隨著應(yīng)變比的增大而增大。
　　五、二軸壓應(yīng)力狀態(tài)下各混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€都包含四部分，分別為:混凝土內(nèi)部被壓實(shí)階段、線性上升段、裂縫開展階段、下降段。各階段所占比例以及破壞劇烈程度與石粉含量、骨料類型有關(guān)。在最佳石粉含量范圍內(nèi)石粉含量越少，再生粗骨料取代率越多，機(jī)制砂再生混凝土呈脆性破壞越嚴(yán)重。
　　六、根據(jù)實(shí)測(cè)應(yīng)力-應(yīng)變曲線特點(diǎn)建立了機(jī)制砂再生混凝土二軸受壓應(yīng)力狀態(tài)下主軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€表達(dá)，其結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)