不同岩性的机制砂混凝土本构关系及力学性能

为研究机制砂混凝土在单轴应力状态下的力学性能,分别以广西地区石灰岩、卵石、玄武岩3种岩性机制砂为细骨料,以混凝土强度等级为变化参数,设计并制作了24个150 mm×150 mm×300 mm标准棱柱体混凝土试件和24个150 mm×150 mm×150 mm标准立方体混凝土试件,以河砂混凝土为对比试件,进行了单轴抗压试验,获得了试件在单轴受压下的抗压强度和应力-应变全过程曲线,通过拟合得到了适用于机制砂混凝土的单轴受压本构方程。基于试验数据,提出了机制砂混凝土的弹性模量计算公式。结果表明:不同岩性的机制砂混凝土破坏形态大致相同;机制砂混凝土应力-应变曲线变化趋势与河砂混凝土相似,在曲线的上升段,机制砂混凝土与河砂混凝土基本重合,但在下降段,机制砂混凝土脆性较大,曲线比较陡峭;基于Sargin模型拟合得到的机制砂混凝土应力-应变全曲线与试验全曲线吻合较好;机制砂混凝土的力学性能与不同岩性细骨料的物理特性有关,随着细度模数的增大或石粉含量的增多,机制砂混凝土试件峰值应力与峰值应变呈现出先增大后减小的趋势;当水灰比在0.3~0.4之间时,建议机制砂混凝土换算系数取为0.77;卵石机制砂混凝土弹性模量均高于石灰岩和玄武岩机制砂混凝土。

不同颗粒级配下机制砂混凝土性能研究

将广西某高速公路卵石机制砂为研究对象,对5种不同颗粒级配机制砂分别开展了抗压强度试验、轴心抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验以及弹性模量试验,并与天然砂混凝土进行对比。结果表明:不同颗粒级配下机制砂混凝土工作性能和力学性能数值随着机制砂颗粒由细到粗先变大后变小,当机制砂颗粒级配曲线位于II区砂中值和上限之间,细度模数为2.90左右时,机制砂混凝土力学性能数值达到峰值,且最大值高于天然砂混凝土17.8%;建议卵石机制砂混凝土换算系数取为0.73;弹性模量理论值的平均值比弹性模量实测值的平均值小15.54%。

机制砂混凝土应力-应变试验研究

为研究机制砂混凝土单轴应力状态下的力学性能,通过对0%、4%、8%、12%、16%、20%(质量分数)六种石粉含量,C20、C30和C40三类强度等级的机制砂混凝土棱柱体试件进行单轴抗压试验,并与河砂混凝土进行对比,获得了其在单轴受压下的应力-应变全曲线,拟合得到了适用于机制砂混凝土单轴受压的本构方程,结果表明:机制砂混凝土应力-应变曲线变化趋势和河砂混凝土基本相似,在曲线的上升段,机制砂混凝土与河砂混凝土基本重合,但在曲线下降段,机制砂混凝土比较陡峭;随着石粉含量的增加,机制砂混凝土试件的峰值应力和峰值应变都呈现出先增加后减小的趋势,当石粉质量分数为8%时,三种不同强度等级的机制砂混凝土峰值应变均达到最大;机制砂混凝土峰值应力和弹性模量均随着混凝土设计强度等级的提高而增大;基于Sargin模型拟合得到的机制砂混凝土应力-应变全曲线与试验全曲线吻合性较好。