[发明专利]碳化后再生粗骨料混凝土本构关系曲线计算方法

说明书

本发明提供的碳化后再生粗骨料混凝土本构关系曲线计算方法，通过考虑碳化和再生粗骨料含量双重因素对再生粗骨料混凝土单轴受压本构关系曲线的影响，经过计算可以准确的预测不同粗骨料含量下碳化后的再生粗骨料混凝土单轴受压本构关系曲线。计算模型合理；预测结果准确；实用性强。

技术领域

本发明涉及再生粗骨料混凝土评估技术领域，具体涉及一种碳化后再生粗骨料混凝土本构关系曲线计算方法。

背景技术

再生混凝土作为一种新型环保的建筑材料，正在逐步应用于建筑工程中，同时再生混凝土具有较好的社会、环境效益，已经引起了人们广泛的重视。在此背景下，再生混凝土技术逐渐引起了人们的注意。再生混凝土，是指对废弃混凝土进行回收利用，让其作为再生混凝土骨料，来取代天然骨料而生产制成的混凝土。很明显，再生混凝土这门技术的研究和应用不仅可以利用大量的废弃混凝土，还会因为由废弃混凝土制成的再生骨料对天然骨料的替代，使建筑业减轻对自然资源的过度消耗。

混凝土结构自浇筑成型开始其材料就受到多方面的危害，主要有碳化危害，冻融危害，盐腐蚀危害和碱集料反应危害，简称“四害”，其中碳化危害是造成混凝土结构耐久性劣化最主要的因素。混凝土的碳化所造成实际工程结构耐久性劣化，究其原因是因为混凝土碳化破坏了混凝土内部钢筋表面的钝化膜从而引起钢筋的锈蚀，并且混凝土的碳化改变了其原来的力学及变形性能，使得混凝土结构遭到严重破坏，降低了其使用年限，这将造成巨大的直接或间接的经济损失。

随着再生混凝土技术的越来越成熟和再生骨料的工业化大规模生产，以再生混凝土作为材料的建筑也越来越多。开展再生混凝土碳化后力学性能试验研究，既可以深入了解再生混凝土碳化后的力学及变形性能，又可以使我们在新建再生混凝土建筑结构耐久性设计和既有再生混凝土建筑结构耐久性评定上提供有力的理论依据。然而混凝土在轴心受压时的应力-应变全曲线,反映了混凝土的最基本力学特性。

在本构关系方面，有国外学者Bairagi等曾进行过有关研究，指出不同再生粗骨料取代率下的再生混凝土的应力应变关系曲线具有相似的上升段，但下降段有所不同；并且还通过试验得到了多种再生粗骨料取代率下再生混凝土的本构关系曲线，但是遗憾的是并未给出再生混凝土本构关系数学模型。González-Fonteboa Belén等研究发现再生混凝土的峰值和极限应变随再生粗骨料掺量的增加而增大。当再生粗骨料混凝土的再生粗骨料取代率为100％时，极限和峰值应变都降低了很多，分别达到了22.0％和20.5％。Bhikshma V等通过建立回归模型，绘制拟合曲线，并与实验得到的不同取代率下的再生混凝土的应力应变曲线做了对比，发现拟合度很高。I B等绘制了在再生粗骨料取代率分别为0、30、50、70和100％下的再生混凝土的全应力-应变关系曲线。研究还发现，当普通混凝土与再生混凝土的抗压强度相同时，普通混凝土的弹性模量要比再生混凝土高30％。DhanavathGopal等试验并绘制了在再生粗骨料取代率分别为0、20、40、60、80和100％下的混凝土本构关系曲线，并分析得出结论：再生混凝土的峰值应变随再生粗骨料取代率的增加而增加，且比普通混凝土高得多；并且随着再生粗骨料取代率的增加，再生混凝土的峰值应力是呈降低趋势的。Rühl M等通过试验获得了不同再生骨料取代率再生混凝士的应力-应变全曲线，他们发现随着再生骨料的增加，再生混凝土的峰值应变增加，当粗骨料全部采用再生骨料时，峰值应变较普通混凝土增加约20％。