再生混凝土断裂性能的试验研究及分析

随着国民经济的快速发展,基础建设的日益增加,废弃混凝土的处理愈来愈引起人们的关注。而再生混凝土技术的产生和发展,为混凝土工程找到了一条可持续发展的新途径,已经成为工程材料和结构发展的一个崭新的方向,是各国科学家研究的新热点。 由于再生混凝土材料的复杂性,而人们又迫切想深入了解再生混凝土的断裂机理,因而再生混凝土断裂特性的研究具有重要的现实意义和工程价值。鉴于此,本文对于再生混凝土的断裂性能,主要进行了以下几个方面的试验研究和理论分析: 1、采用尺寸为515mm×100mm×100mm的三点弯曲梁试件,研究了再生混凝土断裂韧度的主要影响因素。试验结果表明:预处理方法能有效地改善再生混凝土中骨料与水泥石之间的粘结性能,其断裂韧度平均提高20%左右;再生混凝土断裂韧度随着粒径的增加而提高,但提高的幅度逐渐减小,粒径为25mm的断裂韧度与粒径20mm时的断裂韧度仅相差0.303%,可以认为两者相当;再生混凝土断裂韧度随龄期的增加而提高,提高的幅度与天然骨料混凝土基本一致,其趋势在增加;与天然骨料混凝土一样,再生混凝土的断裂韧度随着水灰比减小而增加;再生混凝土的断裂韧度低于天然骨料混凝土的,大约为其断裂韧度(75～97)%,而选用粒径为20mm,采用水泥浆掺加适量粉煤灰的预处理技术配制的再生混凝土,龄期为90天时的断裂韧度与天然骨料混凝土的相当。 2、通过对影响断裂韧度的主要因素进行显著性分析,可知各因素对断裂韧度影响的显著性大小依次为养护龄期、粗骨料预处理方式、水灰比及粗骨料最大粒径等。根据此显著性分析结果,建立了再生混凝土断裂韧度多因素计算公式。 3、通过增加试验机刚度,利用电脑自动数据采集系统,测得了再生混凝土荷载～跨中挠度全曲线,荷载～裂缝口端部张开位移曲线以及荷载～裂缝口尖端张开位移曲线。通过这些曲线,得到了再生混凝土的断裂能、临界裂缝端部开口位移(CMODc)和临界裂缝尖端开口位移(CTODc)。 4、研究了再生骨料的预处理方式、养护龄期、粗骨料最大粒径以及水灰比等对再生混凝土断裂能的影响,探讨了再生混凝土和天然骨料混凝土断裂性能的不同特性。试验结果显示:预处理方法使再生混凝土断裂能平均提高10%左右;断裂能随粒径增大而提高,但提高的幅度逐渐减小,粒径为25mm时的断裂能与粒径为20mm时的断裂能仅相差2.58%,可以认为两者相当;再生混凝土断裂能随龄期的增加而提高,提高的幅度与天然骨料混凝土基本一致,但其趋势在减小;再生混凝土的断裂能随着水灰比减小而增加,与天然骨料混凝土的规律一致;再生混凝土的断裂能稍低于天然骨料混凝土的,降低了大约10%左右,而选用粒径为20mm,采用水泥浆掺加适量粉煤灰的预处理技术配制的再生混凝土,龄期为90天时的断裂能与天然骨料混凝土的相当。 5、通过对再生混凝土断裂能影响因素进行定量的显著性分析,可知这些影响因素显著性大小依次为:水灰比、养护龄期、粗骨料最大粒径及粗骨料预处理方式。由此建