废弃纤维再生混凝土的本构关系

来源 :沈阳建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiu_yue9
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近年来有大量的废弃混凝土和废弃纤维产生,充斥着城市的垃圾场,其主要采用堆放和填埋等方式处理,不仅占用土地资源,还给环境造成了污染。通过研究可知,纤维增强混凝土是在普通混凝土中掺入了乱向分布的短纤维所形成的一种新型的材料,它可以显著地改善了混凝土的抗拉性能、抗弯性能、抗冲击性能及抗疲劳性能,具有较好的延性及控制裂缝的能力。基于此,将废旧地毯作为再生混凝土的增强纤维,以期在改善再生混凝土力学性能的同时,达到节约资源、保护环境的目的。   本文通过对20个废弃纤维再生混凝土棱柱体试块与刚性元件组合,测定了废弃纤维再生混凝土应力-应变全曲线,分析了不同水灰比、再生骨料掺入量、废弃纤维体积掺量、废弃纤维长度对废弃纤维再生混凝土轴心抗压强度及峰值应变的影响,并分析了废弃纤维再生混凝土应力-应变全曲线的特点,通过回归参数,得到了废弃纤维再生混凝土的本构模型,同时通过同期制作的立方体试块,得到废弃纤维再生混凝土棱柱体试块与立方体试块强度之间的关系。通过对30个废弃纤维再生混凝土棱柱体试块进行弹性模量及泊松比试验,得到了不同水灰比、再生骨料掺入量、废弃纤维体积掺量、废弃纤维长度对废弃纤维再生混凝土弹性模量及泊松比的影响。通过对20个废弃纤维再生混凝土棱柱体试块进行损伤试验,分析了废弃纤维再生混凝土单轴压缩破坏过程中的损伤的发生、发展,并得到了废弃纤维再生混凝土单轴受压破坏的损伤模型。   通过试验结果分析得到:废弃纤维可以明显提高再生混凝土的轴心抗压强度。废弃纤维再生混凝土的峰值应变随着水灰比、废弃纤维长度、废弃纤维体积掺量和再生骨料掺量的增加而增大;峰值应力随着水灰比和再生骨料掺入量的增加而减小。当废弃纤维长度为19mm、体积掺量为0.16%时,轴心抗压强度相对于普通再生混凝土的提高幅度最大。废弃纤维再生混凝土的应力-应变曲线分为上升段和下降段,通过拟合相关参数,提出了应力-应变仝曲线方程宜采用分段有理分式表达,拟合结果与试验数据较吻合。废弃纤维再生混凝土的弹性模量随再生骨料取代率的和水灰比的增加呈下降趋势,随废弃纤维长度和废弃纤维体积掺量的增加呈上升趋势。废弃纤维再生混凝土的泊松比与普通混凝土泊松比相差不大,其值在0.220~0.286之间。随着水灰比越大、再生骨料掺入量越多、废弃纤维长度越长,废弃纤维再生混凝土的损伤变量增加的越快,而随着废弃纤维体积掺量的增多,废弃纤维再生混凝土的损伤变量增加的越慢。通过拟合相关参数,得到了废弃纤维再生混凝土单轴受压损伤模型,拟合结果与试验数据较吻合。
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