废弃纤维再生混凝土损伤分析

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发布时间：2021-09-11

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废弃纤维再生混凝土损伤分析
周静海伯，张晚来他，刘丹
(1．沈阳建筑大学a．建筑节能研究院；b．土木工程学院，辽宁沈阳1 10168；2．鞍山热能研究院有限公司，辽宁鞍山1 14004)
摘要：为了研究废弃纤维再生混凝土受压破坏的损伤问题，对3O块100 mmxl00 mmx300 min非标准试件进行了棱柱体试块
单轴受压损伤试验。通过测定废弃纤维再生混凝土单轴受压试件横向振动时的基频振动频率以及数据采集系统采集到的荷载与
应变值，绘制出损伤变量与应变曲线、损伤变量与荷载曲线，通过拟合曲线，建立了废弃纤维再生混凝土单轴受压损伤模型。试验
结果表明：废弃纤维再生混凝土在应变增加的同时，损伤变量也随之增加；废弃纤维再生混凝土随着应变的增长，水灰比越大、再
生骨料掺人量越多、纤维越长，废弃纤维再生混凝土的损伤增加的越快。
关键词：废弃纤维再生混凝土；损伤变量与应变曲线；损伤变量与荷载曲线；损伤模型
中图分类号： TU528．572 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2014)04—0040—04
Damage analysis of waste fiber recycled concrete
ZHOUJinghaila ZHANG Wanlai ．L／U Dan
(1a．DepartmentofScience andTechnology；b．SchoolofCivil Engineering，Shenyang JianzhuUniversity，Shenyang 110168，China；
2．Anshan ResearchInstituteofThermo—energy，Anshan 114004，China)
Abstract： In order to investigate the damage problem of waste fiber recycled concrete compression failure，this experiment use 30 non—
standard test specimen which size is 100 mmxlO0 mmx300 mm do the damage test under uniaxial compression．By measur ing the basic vi—
bration frequency，load an d strain value ofwaste fiber recycled concrete un der uniaxial compression when the specimens transverse vibra—
tion carl draw the dam age variable and strain curve and damage variable and the load curve．By fitting some related parameters，set up the
damage model of waste fiber recycled concrete under uniaxial compressive．Results show that the dam age variable decreases with the in—
crease ofwaste fiber recycled concrete strain；the damage ofwaste fiber recycled concrete increases faster with the increase ofthe water ce—
merit ratio，the waste fiber volume parameter，the waste fiber length，an d the incorporation ofrecycled aggregate．
Key w ords： waste fiber recycled concrete；damage variable an d strain curve；dam age variable an d the load curve；damage model
0 引言
再生混凝土作为绿色混凝土材料在土木工程建设中
有着广泛的应用前景[1-2]。其强度发展、收缩、徐变等性能都
与普通混凝土有一定的差异翻。为改善再生混凝土较差的
性能，本试验将再生混凝土与纺织废地毯再生丙纶纤维结
合，形成废弃纤维再生混凝土，这样不仅可以实现回收利
用，保护天然资源，又能降低废弃物对环境的影响。更能显
著地改善再生混凝土的抗拉性能、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。
为了研究废弃纤维再生混凝土受力破坏过程中裂缝
的形成、发展，损伤的演化及其破坏规律，故研究废弃纤维
再生混凝土的损伤是非常有必要的。损伤是指在制作加工
过程中、外荷载和环境作用下，材料的细观结构发生变化，
引起微裂纹、微孑L洞的扩展和汇合，以至材料的宏观力学
性能发生改变，最终形成宏观开裂或材料破坏的过程[5】。王
春来和徐必根等研究单轴受压状态下钢纤维混凝土的复
杂损伤行为，根据Weibull统计分布理论和等效应变假定
原理，推导出了钢纤维混凝土的损伤本构模型[ ；薛明琛将
Loland模型和Marzars模型整合修正后用于纤维混凝土的
损伤模型中，并导出了拉伸情况下的本构关系全曲线方程[ ；
齐锋和党改红等还根据钢纤维混凝土的劈拉试验提出了
指数型的钢纤维混凝土劈拉损伤演化方程[81。基于国内外
对钢纤维?昆凝土的损伤模型研究方法，本文提出了废弃纤
维再生混凝土单轴受压的损伤模型。
1 试验概况
1．1 测定轴心受压损伤的试验方法
对于一定的物体，都存在一个固有振动频率，固有振
动频率决定了物体的强度，故废弃纤维再生混凝土轴心
受压损伤试验中应用动弹仪来测试试件在受压过程中的
横向振动的基频振动频率。本试验选用天津市港源试验仪