機制砂再生混凝土微觀結構及二軸應力狀態(tài)下受壓力學性能研究.pdf

1、由于天然砂具有短期內不可再生的性質，混凝土用砂尋求可替代資源是不可避免的趨勢，機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。將機制砂與再生粗骨料有機結合在一起配制成機制砂再生混凝土不僅能解決天然資源的匱乏問題，對環(huán)境保護也起到積極的作用，符合可持續(xù)發(fā)展的科學理念。本文總共制作了190個不同石粉含量(0％、5％、10％、15％)和不同再生粗骨料取代率(0％、33％、66％、100％)的C35標準立方體混凝

2、土試塊，分別對其微觀結構、劈裂抗拉強度、單軸及二軸受壓應力狀態(tài)下的力學性能進行研究。主要研究工作如下:
　　一、對不同石粉含量以及不同再生粗骨料取代率的機制砂再生混凝土進行劈裂抗拉試驗。結果表明機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，機制砂混凝土劈裂抗拉強度最低，而高石粉含量(10％、15％)的機制砂再生混凝土及天然砂再生混凝土劈裂抗拉強度在再生粗骨料取代率為66％時最

3、低。
　　二、通過掃描電鏡對機制砂再生混凝土微觀結構進行研究。分析結果表明石粉可以促進水泥水化反應，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)。當石粉含量為10％時，混凝土達到最佳堆積密實狀態(tài)，水化產(chǎn)物能很好的填充混凝土內部孔洞，骨料砂漿緊密粘結，因此力學性能最好。同時石粉具有填充的作用，使砂漿更加密實。對界面過渡區(qū)進行對比分析，機制砂再生混凝土三個界面過渡區(qū)強度大小排序為舊骨料與舊砂漿界面過渡區(qū)＞新舊砂漿界面過渡區(qū)＞新骨料

4、新砂漿界面過渡區(qū)。
　　三、對機制砂再生混凝土進行單軸及雙軸受壓力學性能試驗，觀測分析了其破壞過程以及破壞形態(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，只是由于應變比的不同及采用的骨料不同導致破壞時裂縫的傾斜角度以及層片狀破壞的細密程度有所差異。
　　四、二軸受壓應力狀態(tài)下的機制砂再生混凝土強度整體上比單軸應力狀態(tài)下抗壓強度高，但是提高倍數(shù)略有差別，提高值在1.051～2.142倍

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

6、變整體上隨著應變比的增大而增大。
　　五、二軸壓應力狀態(tài)下各混凝土的應力-應變全曲線都包含四部分，分別為:混凝土內部被壓實階段、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。在最佳石粉含量范圍內石粉含量越少，再生粗骨料取代率越多，機制砂再生混凝土呈脆性破壞越嚴重。
　　六、根據(jù)實測應力-應變曲線特點建立了機制砂再生混凝土二軸受壓應力狀態(tài)下主軸受壓應力-應變全曲線表達，其結果與試驗數(shù)