网站首页  词典首页

请输入您要查询的论文:

 

标题 再生混凝土抗弯疲劳性能试验研究
范文

    李竞钎

    

    

    

    摘要:本试验用再生石替代混凝土中天然粗骨料制成再生混凝土。再生粗骨料替代率对再生混凝土的各项性能有着不可忽视的影响。为了充分了解其性能,本文中对不同替代率的再生混凝土进行弯疲劳试验,得出数据分析其抗弯疲劳性能,并最后得到p′-S-N的疲劳方程。

    Abstract: In this experiment, recycled stone was used to replace natural coarse aggregate in concrete to make recycled concrete. The replacement rate of recycled coarse aggregate has a non-negligible effect on the performance of recycled concrete. In order to fully understand its performance, this paper conducted bending fatigue tests on recycled concrete with different replacement rates, and obtained data to analyze its bending fatigue performance, and finally obtained the fatigue equation p′-S-N.

    關键词:再生混凝土;抗弯疲劳试验;威布尔分布;疲劳方程

    Key words: recycled concrete;bending fatigue test;Weibull distribution;fatigue equation

    中图分类号:TU528? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文献标识码:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章编号:1006-4311(2020)10-0137-02

    0? 引言

    据统计2015年我国总计产生约15t建筑垃圾,且每年还以16%的速度递增[1],利用率却只有约为5%。使用再生混凝土可有效解决此问题,实现资源的循环利用。再生骨料替换天然骨料会使得混凝土性能降低,也有很多学者对再生混凝土进行了研究,例如Zhi-you ZHANG[2]发现相对于普通混凝土,再生混凝土的抗压强度下降了20%,张双燕[3]进行了再生骨料替换率对抗拉强度的影响研究。可见关于再生混凝土疲劳性能相关研究较少。

    1? 试验材料

    1.1 原材料

    水泥:P.C32.5复合硅酸盐水泥。粗骨料:天然再生粗骨料粒径5~31.5m。细骨料:普通天然河砂细度模数2.65,粒径<5mm;机制砂细度模数3.1,粒径<5mm。粉煤灰:I级粉煤灰。矿粉:S95矿粉。外加剂:聚羧酸减水剂,减水率为25%,含气量4.6%。

    1.2 配合比

    C30混凝土配合比为基础,具体如表1。

    2? 弯曲疲劳试验

    2.1 试件设计

    试样为标准的150mm×150mm×550mm试样。已得到抗折强度见表2。疲劳试验采用MTS电液伺服试验系统。应变数据采集采用东华动静态应变测试系统。同时采用动态应变仪对疲劳试验的应变数据进行采集,采集频率为100Hz。

    2.2 试验结果

    疲劳寿命结果见表2。试件的疲劳寿命有较大的离散性,原因是加载应力水平对混凝土寿命的影响较大,再生混凝土内部分布不均匀。在应力水平较高时,试件疲劳寿命随着替代率的增加而减少,原因为再生骨料自身存在空隙较多,在较高应力水平下裂缝发展的更加迅速,破坏更快发生;当应力水较低时,试件疲劳寿命随着替代率的增加而增加,原因为再生骨料内部的空隙吸收了疲劳破坏的一定能量,从而提高了再生混凝土试件的疲劳寿命。而再生混凝土在相同应力水平所受到的应力较普通混凝土较低,疲劳寿命会有所增加。

    3? 疲劳概率分析

    疲劳寿命结果呈现巨大的离散型。因为威布尔分布立理论可以在疲劳寿命分布较大条件下使用,故选择威布尔分布为理论基础研究分析再生混凝土的疲劳寿命数据,威布尔分布公式推导参考已发表论文[4-5]。

    表3中相关系数均大于0.9,说明了疲劳寿命能满足双对数疲劳方程的线性要求。限于篇幅,本文仅给出存活率为0.5时的疲劳方程,供相关实际工程应用参考。

    失效概率为0.5时,得出疲劳方程如下:

    通过以上计算,得到替代率与极限强度的关系图如图1。

    从图1看出,再生骨料替换率和再生混凝土的疲劳强度呈正比,替换率100%时最大。再生骨料内部存在一定量裂纹导致强度降低,在同应力水平下实际应力比普通混凝土要低,与之前所做研究结果显示一致[6],分析原因为在加载的过程中再生骨料吸收了一部分能量,使得再生混凝土的总体疲劳强度得到了加强。

    5? 结论

    ①试件的疲劳寿命都在200万次之内,有着明显离散型。

    ②对试验试件的疲劳寿命进行了威布尔概率分布检测,对各疲劳寿命数据进行线性回归后线性相关系数都大于0.9,符合威布尔分布规律。

    ③研究各配比下的疲劳方程,混凝土的疲劳寿命很好的满足了双对数疲劳方程的线性要求。

    ④相对于普通混凝土,再生混凝土更加适用于路桥等重复荷载较多的工程。

    参考文献:

    [1]刘坚,吴城斌.再生混凝土发展现状及性能研究[J].混凝土,2018(06):148-150.

    [2]Zhi-you ZHANG. Experimental Study on the Cubic Compressive Strength of Recycled Sand Concrete[A].2016:4.

    [3]张双艳,马啸.再生骨料取代率对混凝土性能的影响[J].混凝土世界,2019(05):66-70.

    [4]朱海堂,王宝庭,楼志辉,等.钢纤维再生混凝土断裂韧度试验研究[A].中国土木工程学会混凝土及预应力混凝土分会纤维混凝土委员会:中国土木工程学会,2008:5.

随便看

 

科学优质学术资源、百科知识分享平台,免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。

 

Copyright © 2004-2023 puapp.net All Rights Reserved
更新时间:2025/2/5 23:43:59