再生混凝土徐變性能與試驗方法探究

張 文 龍

(中鐵十二局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，山西 太原 030024)

0 引言

再生混凝土是隨著我國建筑行業(yè)發(fā)展提出來的概念，目的在于響應(yīng)我國的號召以及實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。再生混凝土指的是在拌制混凝土的過程中，采用了不低于30%再生骨料的混凝土。目前，再生混凝土由于經(jīng)濟(jì)性的原因，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我國的建筑行業(yè)中，但是再生混凝土也存在一些技術(shù)難點，其中比較突出的一個就是混凝土在長期受荷載作用下的徐變。再生混凝土的徐變能夠造成再生混凝土構(gòu)件的徐變破壞，嚴(yán)重的時候能夠引起工程事故。因此，需要加強(qiáng)對再生混凝土徐變性能的研究。對再生混凝土徐變進(jìn)行試驗是研究性能的可靠手段，因此如何進(jìn)行試驗以及如何改善再生混凝土的耐久性，是當(dāng)前研究的重點之一。

1 再生混凝土的徐變

混凝土的徐變過程指的是混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件在受到荷載作用下，隨著時間的延長而發(fā)生的變形過程，由于變形是緩慢產(chǎn)生的，所以稱之為徐變。徐變與時間相關(guān)，所以，徐變也被稱為混凝土的時間變形。相對于普通的混凝土而言，再生混凝土在配合比方面，拌和材料方面有著較大的變化，所以，混凝土的徐變性能也存在著很多不確定的因素影響，如何控制混凝土的徐變就變成了控制再生混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵因素，徐變也在一定程度上影響著工程的施工質(zhì)量以及使用時間。

2 再生混凝土的徐變性能與控制指標(biāo)

再生混凝土構(gòu)件有著彈性與塑性兩方面的性能，因此作為一種彈塑性的材料在長期的荷載作用下發(fā)生徐變是難免的。大量的試驗分析證明：混凝土的徐變與再生混凝土材料中骨料的含量，材料的置換率，水灰比以及溫度濕度等因素有著較大的關(guān)系。

1)徐變的因素。

在再生混凝土發(fā)生的徐變中，其實有兩個部分的變化。第一種變化是可逆的，能夠隨著時間的推移逐漸恢復(fù)，這種變化稱為可恢復(fù)徐變，另一種變化是不可逆的，隨著時間的變化不會發(fā)生任何改變。這兩種徐變的區(qū)別就在于第一種變化是彈性變形，而第二種變化多為材料的黏性流動。在再生混凝土構(gòu)件投入使用，承受荷載以后，這兩種徐變變形發(fā)生的時間和發(fā)生的速度也并不相同?？苫謴?fù)的徐變通常在混凝土澆筑后兩個月內(nèi)就趨于穩(wěn)定，不再變化，而不可恢復(fù)的徐變在混凝土齡期的成長過程中不斷增長。

通過試驗可以證明：如果在混凝土的徐變過程中，同時還有材料的表面干縮影響，那么再生混凝土徐變的程度也會增加。如果混凝土澆筑的時候，周邊環(huán)境濕度較低，那么在養(yǎng)護(hù)過程中，混凝土表面的濕度也低，發(fā)生的收縮較大，徐變也大，這種由于干縮而造成的徐變叫做干縮徐變。如果在受力之前，混凝土構(gòu)件表面的濕度與周邊平衡，混凝土表面不存在干縮，那么環(huán)境濕度就不會影響混凝土的徐變過程，這種徐變稱之為基本徐變。一般在實際工程中，這兩種徐變情況都是存在的，只是很多人往往忽視兩者之間的差別，忽略了干縮對于徐變的影響。

2)混凝土徐變與收縮的關(guān)系與檢測指標(biāo)。

再生混凝土的徐變與自身的收縮有著較大的關(guān)系，也有很多相似之處。在觀察過程中發(fā)現(xiàn)，兩種變化的應(yīng)變與時間曲線是非常相似的，應(yīng)變大小也很接近，所以較難區(qū)分。而且徐變與收縮都是屬于不可逆的變化。不過徐變主要是反映水泥的一種特性，其中骨料和再生骨料所起的作用主要是抑制收縮，抑制徐變。所以在干縮發(fā)生的時候，往往再生混凝土的徐變值也會增大。所以用徐變試驗來測定再生混凝土在長期軸向作用下的變形，主要檢測的指標(biāo)有徐變的應(yīng)變、徐變度以及徐變系數(shù)。

3)再生混凝土徐變的優(yōu)點與缺點。

再生混凝土徐變對結(jié)構(gòu)的受力有著一定的影響，適當(dāng)?shù)男熳兡軌蚋淖儤?gòu)件的應(yīng)力集中情況，部分混凝土構(gòu)件在施工后會有一定時間的沉降，也會因為徐變得到緩和；大體積的再生混凝土也能夠因為徐變改善內(nèi)部的應(yīng)力，這些對結(jié)構(gòu)構(gòu)件都是有一定好處的。當(dāng)然徐變也會造成一定的不利影響，比如徐變使得受彎構(gòu)件的撓度進(jìn)一步增加，使得偏心距增加，或者徐變能夠使得預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的應(yīng)力釋放，從而導(dǎo)致混凝土構(gòu)件表面開裂等。

3 再生混凝土徐變的試驗

1)再生混凝土徐變的試件。

做再生混凝土徐變的試驗，需要采用棱柱體試件進(jìn)行，數(shù)量最好為3組，而且每組的徐變試件不應(yīng)少于2個。試驗選擇的試件尺寸可以根據(jù)級配采用的最大骨料粒徑進(jìn)行選擇，如表1所示。

表1 再生混凝土徐變試件

試件應(yīng)當(dāng)養(yǎng)護(hù)1 d～2 d拆模，然后養(yǎng)護(hù)7 d。

2)試驗過程。

試驗采用混凝土徐變儀，最大量程為500 kN，加荷裝置采用千斤頂，徐變應(yīng)力的檢測采用測力裝置如測力計或者荷載傳感器等，測量的精度不低于加荷的2%，另外選擇外置式徐變變形測量裝置，測量精度不低于0.001 mm/m。

測試混凝土徐變性能時，先將試驗設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，對各個檢測裝置進(jìn)行檢查，不得出現(xiàn)松動或者損壞，靈敏度低等情況，測試裝置應(yīng)當(dāng)提前進(jìn)行測試，保證測量的準(zhǔn)確度。用混凝土萬能試驗機(jī)先測量混凝土構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度，然后將另一組混凝土試件安放在徐變儀上，將各個儀表調(diào)零，記下讀數(shù)。試件安放好之后就開始讀數(shù)，并按照規(guī)范的相關(guān)規(guī)定加載。按照規(guī)范規(guī)定在1 d,3 d,7 d,14 d,28 d,45 d,60 d,90 d,120 d,150 d,180 d,270 d和360 d的當(dāng)天讀取混凝土試件的變形值并記錄，同時記錄再生混凝土比較用的收縮試件在同養(yǎng)條件下的收縮值，定期校核混凝土構(gòu)件的徐變情況，校核混凝土的荷載，保證荷載變化幅度不大于2%。

3)試驗結(jié)果。

試驗結(jié)束之后，采用記錄的數(shù)據(jù)對檢測的指標(biāo)進(jìn)行計算，計算再生混凝土的徐變應(yīng)變、徐變度以及徐變系數(shù)，計算的時候采用每組的三個試件的算術(shù)平均值作為該組試件的檢測指標(biāo)測定值，然后采用經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的再生混凝土徐變試件在28 d齡期的時候，在承受0.4倍抗壓強(qiáng)度的情況下受力360 d的徐變值當(dāng)做最終的試驗徐變值。

4 結(jié)語

當(dāng)前我國對于再生混凝土的研究已經(jīng)有了一定的成果，再生混凝土作為一種可持續(xù)發(fā)展的材料，對于經(jīng)濟(jì)有著一定的現(xiàn)實意義。雖然再生混凝土已經(jīng)廣泛應(yīng)用在建筑行業(yè)，但是在對再生混凝土徐變的認(rèn)識方面，以及徐變的試驗檢測方面，施工企業(yè)的相關(guān)研究還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步提高。再生混凝土的徐變對于結(jié)構(gòu)的安全和耐久性都有著較大的影響，只有做好徐變的試驗與檢測，合理控制與利用混凝土的徐變特性，才能夠揚(yáng)長避短，提高再生混凝土的使用價值。