稻草泥胚混凝土力学性能研究

李泽良 征珍 王建杰 费扬

【摘 要】本文通过考虑水灰比、骨料颗粒级配等因素，试验制备了9组混凝土砌块，对稻草泥胚混凝土的力学性能差异进行对比，通过实验和数据分析研究了稻草泥胚混凝土砌块的力学性能，并且从抗压强度，抗拉强度对稻草泥胚混凝土的力学性能进行测定，以期找到最佳配合比。

【关键词】稻草泥胚；混凝土；力学性能

中图分类号： TU528.572 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）24-0066-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.24.032

【Abstract】In this paper， nine groups of concrete blocks were prepared by considering water cement ratio， aggregate particle gradation and other factors， and the mechanical properties of rice straw mud-embryo concrete were compared. The mechanical properties of rice straw mud-embryo concrete blocks were studied by experiment and data analysis， and the effects of compressive strength and tensile strength on rice straw mud-embryo concrete were studied. The mechanical properties of the condensate were determined in order to find the best mixture ratio.

【Key words】Straw mud embryo；Concrete；Mechanical properties

0 引言

稻草泥胚混凝土是一种绿色环保的建筑材料，解决了废弃农作物处理困难、天然骨料供应紧缺和环境污染等难题，具有显著的社会、经济效益。稻草泥胚混凝土还具有一定的孔隙率，具有透气、透水作用和缓解地表径流和城市热岛效应等性能，其性能具有再生混凝土和透水混凝土的双层优点。目前只有少数学者对稻草泥胚混凝土进行研究。稻草泥胚混凝土的研究，对工程实践具有十分重要的意义。而强度特性是决定稻草泥胚混凝土砌块工程应用和安全性的关键因素。本文在再生混凝土的研究基础上，将稻草清洗、切割，燃烧等一系列处理，按一定的比例掺入混凝土混合成稻草泥胚，替代部分水泥配置一种新型的稻草泥胚混凝土。并且从抗压性能，抗拉性能对稻草泥胚混凝土的力学性能进行测定，进而规范化的提出稻草泥胚混凝土的适用领域及适用范围。

1 天然骨料和再生粗骨料物理性能分析

本次试验所用天然骨料是建筑市场上常用的2号石子，再生骨料为废弃混凝土破碎、清理、筛分而得。取50%的天然骨料和50%再生骨料配制成混合骨料。将三种骨料进行级配试验研究，级配曲线如图1所示。[1]

单位体积再生粗骨料的用量通常情况下可以用粗骨料的堆积密度乘以折减系数（取0.98）来获得，根据骨料堆积密度和孔隙率的不同，单位体积再生骨料的用量分别为（孔隙率15%、20%、25%）：

2 稻草泥胚混凝土配合比设计

再生混凝土配合比设计有基于抗压强度的配合比设计和基于耐久性的配合比設计方法，本次实验所配置的稻草泥胚混凝土主要考虑的性能有耐久性能和力学性能，因此采取了两种相结合的方法来确定稻草泥胚混凝土的配合比。不同孔隙率的稻草泥胚混凝土水泥用量见表2。

3 稻草泥胚混凝土力学性能

本实验采用150*150*150mm的标准试块在标准条件下养护28天后进行抗压测试，仪器为万能试验机YAD-2000KN型号压力机对再生混凝土试块进行压力测试，试验装置如图2所示，试件抗压强度测试结果如表3所示。

普通混凝土抗压试验破坏形态一般呈现沙漏型破坏，即在单向的轴向压应力作用下，混凝土试块的侧向压应力增大，首先从侧棱开始出现破坏，最后呈现沙漏型破坏结果。但根据上图试件的试验效果可知，稻草泥胚混凝土试件在单向压力荷载作用下，试块内部结构产生的压应力呈四周均匀扩散状态，加上再生粗骨料所附着的大量的稻草砂浆本身存在的空隙较多，产生了集中应力。因此稻草泥胚混凝土不会出现沙漏型的破坏状态，而是直至结构失去承载力时始终保持着外观的基本完整。

由表3数据得出：随着稻草掺量的逐渐增加，试块的抗压强度数值呈现下降趋势，主要是由于孔隙率的增大，粘结骨料的水泥浆的粘结面相应减小，结构的整体强度发生降低。在单一孔隙率下，不同水灰比其抗压强度也成线性变化趋势，另外，试验数据还显示水灰比越小其试块的抗压强度也就越强。

本实验依照立方体劈拉试验的标准，对稻草泥胚混凝土试件进行了标准劈拉试验，试验装置及试件破坏如图3所示，试件抗压强度测试结果如表4所示。

由图3和表4中所示数据可知，稻草泥胚混凝土的抗拉强度特征与普通混凝土存在较大差异，其抗拉强度的变化受再生粗骨料本身特性的影响较小，孔隙率及水灰比的变化也对抗拉强度的影响也较小。

稻草泥胚混凝土抗拉受力应力—应变曲线关系如下图4所示。

从图4中可以看出：本次试件的应力应变曲线基本呈现出线性态势；但随着应力的增加，后期塑性变形的发展变化加快，直线的斜率变小明显。与普通混凝土不同的是再生透水混凝土应力—应变曲线并没有出现水平段，而是曲线在达到峰值应力后出现了明显的下降趋势，试件破坏并且很快失去抗拉能力。

4 结语

本次实验通过对所配制的稻草泥胚混凝土进行抗压、抗拉试验，得出了稻草泥胚混凝土在力学性能上的相关结果，主要分析如下：

（1）随着稻草掺量的增加，试块的整体抗压强度逐渐下降，并且在相同的孔隙率下，不同水灰比其抗压强度也成线性变化趋势，水灰比越小其试块的抗压强度也就越强。

（2）相比原生骨料混凝土，稻草泥胚混凝土的抗拉性能较差，在抵抗拉力的过程中，再生粗骨料本身的性状并没有对抗拉性能产生过大影响，孔隙率及水灰比的变化也对抗拉强度的影响也较小。

【参考文献】

[1]王武祥，谢尧生，夏桂清.再生混凝土的性能与应用[J].中国建材科技.1994（04）.

[2]吴贤国，郭劲松，李惠强，杜婷.建筑废料的再生利用研究[J].建材技术与应用.2004（01）.

[3]孙跃东，肖建庄.再生混凝土骨料[J].混凝土.2004（06）.