黎梓華

摘 要：利用三軸試驗(yàn)機(jī)對(duì)鋼纖維再生混凝土完成單軸壓縮與常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，在單軸壓縮與三軸壓縮試驗(yàn)情況下。在一樣的圍壓之下，鋼纖維摻量增多，試件所能夠承受的主壓應(yīng)力及軸向應(yīng)變也會(huì)隨之增大，并且圍壓下的應(yīng)力應(yīng)變曲線的趨勢(shì)大致相同；同樣摻入量的鋼纖維再生混凝土，所能夠承受的主壓應(yīng)力以及軸向應(yīng)力會(huì)歲圍壓的增加而得到相應(yīng)的增加；15MPa的圍壓情況下，其峰值應(yīng)力大概是單軸壓縮情況下的峰值應(yīng)力的3.08到4.13倍；在同樣的圍壓情況下，百分之二的鋼纖維摻入量的峰值應(yīng)力大概是普通的再生混凝土的1.15到1.54倍；15MPa圍壓的情況下，鋼纖維再生混凝土的峰值應(yīng)變比在單軸壓縮情況下的峰值應(yīng)變?cè)龃蟠蠹s5.98到6.76倍。

關(guān)鍵詞：鋼纖維 三軸壓縮 試驗(yàn)

1.引言

隨著改革開放的深入進(jìn)行以及新時(shí)代的來(lái)臨，國(guó)內(nèi)城鎮(zhèn)化建設(shè)也得到了巨大的發(fā)展。建筑領(lǐng)域的飛速發(fā)展，不僅帶來(lái)了便利和經(jīng)濟(jì)效益，也帶來(lái)了建筑廢料的污染問(wèn)題。再生混凝土的研發(fā)為建筑領(lǐng)域?qū)е碌奈廴締?wèn)題以及人們對(duì)河砂、山石等資源的過(guò)度使用提供了新的解決思路。鋼纖維再生混凝土對(duì)于廢棄的建筑廢料的處理有著良好的作用，又可以克服再生混凝土抗拉強(qiáng)度小，容易開裂等缺陷，有著非常好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，因此要對(duì)進(jìn)行更加深入的力學(xué)性能探討，以便更好地將該類混凝土廣泛的應(yīng)用于建筑工程之中。本文針對(duì)鋼纖維再生混凝土常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)進(jìn)行了較為深入的研究，希望對(duì)于其在工程中的廣泛應(yīng)用有所幫助。

2.試驗(yàn)概況

2.1試驗(yàn)所需的材料與試件準(zhǔn)備

2.1.1原材料的準(zhǔn)備

選用P.O 42.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥作為試驗(yàn)所需的膠凝材料，將人工破碎的 原強(qiáng)度是C30的廢料混凝土以及天然碎石作為粗骨料，兩種類型的粗骨料都是3到10毫米的粒徑，連續(xù)級(jí)配；將經(jīng)過(guò)河砂曬干、篩選的河砂作為細(xì)骨料，其最大粒徑不大于3毫米，含泥量不超過(guò)百分之二；鋼纖維取10到15毫米的長(zhǎng)度，密度為8.2千克每立方米，其抗拉強(qiáng)度要不小于560MPa。

2.1.2配合比和試件的準(zhǔn)備

將人工破碎的廢棄混凝土以百分之五十的取代率代替天然碎石，分別取0，0.5%，1.0%，1.5%以及2.0%的鋼纖維摻入量，砂率去百分之十五，水灰比為0.42.。

進(jìn)行圓柱體試件的制作，試件為直徑50毫米，高度為100毫米的圓柱體，試驗(yàn)所需試件的高度以及截面的誤差不能大于3毫米，試件兩端面不平行度誤差不應(yīng)大于0.25度。利用鋼模具套筒進(jìn)行試件的制作，在成型之后的24小時(shí)進(jìn)行脫模，然后將試件放在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行28天的養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)結(jié)束后開始試驗(yàn)。

2.2試驗(yàn)設(shè)備以及方法

利用DYS-2500型三軸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行三軸壓縮試驗(yàn)得出所需的力學(xué)性能。

試驗(yàn)方法是在試件上安裝上下壓頭，利用熱縮膠套進(jìn)行密封，在壓頭以及試件接觸的地方利用“O”型圈進(jìn)行密封，進(jìn)行徑向引申計(jì)的防置，插上固定桿，進(jìn)行軸向引申計(jì)的安裝，將試件調(diào)整到中心位置，將保護(hù)蓋蓋上，注油；進(jìn)行圍壓的設(shè)定，給予軸向壓力的施加，控制速率為每秒0.060毫米，做好以上程序，正式進(jìn)行試驗(yàn)。

3.試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1抗壓強(qiáng)度

將在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)了28天的試件取出做抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，結(jié)果如圖1顯示：

3.2試件的破壞形態(tài)

摻加量為1.0%的鋼纖維再生混凝土試件在兩種壓縮試驗(yàn)情況下的破壞形態(tài)。，試驗(yàn)所用試件在兩種壓縮驗(yàn)情況下的破壞形態(tài)存在差異。單軸試驗(yàn)的時(shí)候，也就是0MPa的圍壓情況下，試驗(yàn)所用試件的軸向受壓，而徑向則受拉力作用，當(dāng)試件的軸向應(yīng)力增大時(shí)，其徑向方向也會(huì)向外擴(kuò)展，若是拉應(yīng)變超過(guò)試件的極限抗拉強(qiáng)度，試件就會(huì)開始產(chǎn)生微小的裂縫，裂紋會(huì)隨應(yīng)力的增加而逐漸的向外擴(kuò)展眼神，并且會(huì)有混凝土的剝落現(xiàn)象發(fā)生，最終導(dǎo)致試件產(chǎn)生斜向裂開的貫穿裂縫，導(dǎo)致試件破壞。在圍壓試驗(yàn)（三軸壓縮試驗(yàn)）的情況下，由于圍壓給予試件側(cè)向的束縛以及試件中鋼纖維的作用，使得試驗(yàn)所用試件僅會(huì)沿著徑向的方向向外延伸，并未產(chǎn)生破壞作用，基本上還保有其原來(lái)的完整性，也存在不規(guī)則的裂紋的發(fā)生，但由于裂紋微小沒(méi)有發(fā)生顯著的剝落，除了試件上側(cè)有較為密集的裂紋分布，其他位置并沒(méi)有明顯的裂紋，所以并未有破壞。

3.3應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線

如圖2所示，圍壓試驗(yàn)情況下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線與0MPa圍壓情況下事件的應(yīng)力之間存在差異。鋼纖維的作用和圍壓的施加，使得事件的應(yīng)力應(yīng)變曲線走向平緩并且豐滿，不存在顯著的峰值點(diǎn)，表明鋼纖維以及圍壓的作用使得試件的形變和裂縫的延展有著良好的控制作用。在圍壓相同的情況下，鋼纖維的摻加量的提高，試驗(yàn)所用試件的主壓應(yīng)力和軸向應(yīng)變都會(huì)增加。并且主壓應(yīng)力與軸向應(yīng)變的曲線曲線基本相同。一樣的鋼纖維摻加量的情況下，試件所受的圍壓值的增加，試件所受的主壓應(yīng)力極限值得到提高，并且軸向應(yīng)變也會(huì)增大。施加圍壓的情況下，試件的破壞持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，在5MPa以及10MPa的圍壓值下，試驗(yàn)試件應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線呈現(xiàn)下降的走勢(shì)；15MPa的圍壓值，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線呈現(xiàn)平穩(wěn)的發(fā)展趨勢(shì)，在之后不會(huì)再發(fā)生下降現(xiàn)象，在峰值點(diǎn)之后呈現(xiàn)平穩(wěn)趨勢(shì)。

3.4圍壓和峰值的關(guān)系

圍壓和峰值有著線性增長(zhǎng)的趨勢(shì)。試件所受圍壓的增加，其相應(yīng)的主壓應(yīng)力也會(huì)增大；圍壓由0增大至15MPa的時(shí)候，試件的峰值應(yīng)力基本上呈現(xiàn)等比增大的趨勢(shì)；15MPa的圍壓值下，試件的應(yīng)力峰值是0MPa圍壓情況下的3.08到4.13倍左右；在各個(gè)數(shù)值的圍壓作用下的峰值分布能夠知道，鋼纖維的摻入能夠有效的增加試件的峰值應(yīng)力。

4.結(jié)束語(yǔ)

施加圍壓的情況下，試件的破壞持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，在5 M P a以及10MPa的圍壓下，試驗(yàn)試件應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線呈現(xiàn)下降的走勢(shì)；15MPa的圍壓值，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線呈現(xiàn)平穩(wěn)的發(fā)展趨勢(shì)，不再發(fā)生下降，在峰值點(diǎn)之后呈現(xiàn)水平趨勢(shì)。鋼纖維的摻入能夠有效的增加試件的峰值應(yīng)力；在一樣的圍壓條件下，2.0%的鋼纖維摻入量，該試件的峰值應(yīng)力大約為普通的再生混凝土的1.15到1.54倍。

參考文獻(xiàn)：

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