受约束再生混凝土本构关系地研究现状.pdfVIP

14．P47一E0240 文章编号：CSTAM20 受约束再生混凝土本构关系的研究现状 +方主明，刘锋 (广东工业大学土木与交通工程学院，广州510006) 摘要：随着绿色环保和集约型发展方式等话题热度的提升，再生混凝土的合理利用也越来越受到人们的关注。 现阶段人们对再生混凝土的轴压性能和普通约束混凝土的本构关系研究较多，本文对前人对这两方面的研究进展 进行了总结，描述了受约束再生混凝土本构关系的研究发展过程，同时也介绍了现阶段国内外学者对该研究方向 的研究动态。研究方法包括实验、理论推导、有限元分析等，本文对目前的研究现状进行了总结，并指出了局限 性和做出了展望。 关键词：再生混凝土；钢管再生混凝土；FRP再生混凝土：力学性能；本构关系； 1 引言 近年来，随着我国经济的高速发展和城市化的迅速推进，土建行业进入高速运作的状态。一方面，新 建筑的建设需要混凝土，另一方面，工程的改扩建面临拆除旧建筑产生建筑垃圾。而我国由于规划设计不 够长远而拆除的，和存在建设质量问题而拆除产生的废弃混凝土，在建筑垃圾中所占比重最大…。随着绿 色环保和集约型发展方式等话题热度的提升，各国都在开发和研究可再生资源，以达到集约型发展的目标 和保护环境。废弃混凝土块经过破碎、清洗、分级后，按一定的级配和比例混合形成再生骨料，部分或全 部替代天然粗细骨料配置而成的新混凝土称为再生骨料混凝土，简称再生混凝土。 再生混凝土是一种绿色材料，符合可持续发展的战略要求。早在二战结束后，许多国家面临着战后存 在大量建筑废弃垃圾的问题，其中科技较发达的国家如前苏联、德国等，就在20世纪50年代相继对再生 混凝土展开了技术研列2|。随后日本、英国、德国、荷兰、美国等以试验研究为基础，颁布了相应的指南 或技术规程pJ。紧接着于1990年，丹麦政府颁布法规修正案，允许在适宜环境下可使用再生骨料于某些 特定结构。再生骨料利用的相关研究已经成为很多国家的前沿课题。我国的研究人员也已经对再生混凝土 骨料和再生混凝土的力学性能进行了深入的研究14J。 由于再生骨料的微裂缝及缺陷较多，所以其吸水率相对天然骨料来说要大，压碎指标也较大。用再生 骨料配制成的混凝土相对普通混凝土来说，其水灰比较大(因为吸水率大)、流动性较差、孔隙较多、表观 密度较小、收缩和徐变较大、弹性模量和强度较低等。其力学性能总体来说较普通混凝土较差，且技术上 缺乏较成熟的再生混凝土和再生骨料技术标准或规程，因此还只能在一些次要结构或非承重结构中应用， 如路基回填等。不过再生混凝土也有比普通混凝土更小的比重和导热系数，以及脆性较低【5】。 为了提高再生混凝土的刚度、极限荷载等力学性能，让其在工程上能有更为广泛的应用，学者们相继 采用各种材料来约束再生混凝土，如用钢管、CFRP、GFRP等材料外包约束住内部的再生混凝土。利用 钢管对再生混凝土进行套箍，使得核心混凝土处于三向受压状态，大大提高了其抗压强度和变形能力，同 时利用内填再生混凝土增强了钢管壁的稳定性。而利用CFRP对再生混凝土进行包裹，能大大限制在轴压 过程当中再生混凝土的横向变形，提高其刚度和变形能力等力学性能。而受约束再生混凝土的本构关系也 是力学性能的一个较重要的研究内容，现在国内外学者对这方面的研究较少，为了提高人类对此类高性能 且环境友好的构件的认识，做到又绿色环保又能得到安全的百年工程，本课题的研究显得尤为重要。 基金项目：国家自然科学基金资助项目 作者简介：·方主明(1989—09)，男，广东人，硕士研究生，主要从事钢管再生混凝土的本构关系研究(E．mail：316181216@qq．com)： 刘锋(1965—05)，男，江苏人，教授，博士，广东工业大学力学研究所所长，主要从事计算结构力学的教学与科研工作。 ·III-417· 2研究现状 现阶段学者对受约束再生混凝土的本构关系研究较少，主要集中在受约束普通混凝土的力学性能f其 中也有研究到本构关系，即核心混凝土三轴受压应力．应变关系1，再生混凝土单轴受压的力学性能，以及 受约束再生混凝土的力学。I生iI(不包括本构关系)，本文归纳总结了学者已经做了的关于上面三个主要研究 方向的科研进展，给受约束再生混凝土的本构关系研究提供一定的借鉴。同时本文也总结了直接针对本研 究方向的前人成果，各专题如下： 2