再生混凝土徐变性能及试验方法研究★

薛 勇 郝永池

(河北工业职业技术学院，河北 石家庄 050091)

0 引言

在配制过程中掺加了质量百分比不低于30%再生骨料的混凝土称为再生混凝土[1]。再生混凝土构件在长期受荷下，徐变是显著的。再生混凝土徐变可能导致构件的徐变破坏，引起工程事故。加强对再生混凝土徐变性能试验方法的研究，改善再生混凝土的耐久性能，是再生混凝土研究的重点之一。

1 再生混凝土徐变的概念

再生混凝土在持续荷载的作用下，随着时间延长而产生的变形称作再生混凝土徐变。其显著特点是变形与时间有关，所以徐变也称作时间变形。

再生混凝土相对于普通混凝土，由于再生骨料的组成、再生骨料置换率等方面存在着较大的变数，再生混凝土徐变也存在较大的变异性能，再生混凝土的徐变性能在很大程度上决定了再生混凝土结构或构件的未来质量。

2 再生混凝土徐变性能和检测指标

再生混凝土构件作为一种弹塑性材料，在长期荷载作用下产生徐变是不可避免的。再生混凝土徐变受再生骨料弹性模量和置换率、水灰比、湿度等因素的影响。

2.1 再生混凝土徐变的组成

再生混凝土徐变由两部分组成。其中有相当一部分徐变是不可逆的，称作不可恢复徐变。而有一部分徐变是随着时间逐渐恢复的，称作可恢复徐变。可恢复徐变为弹性变形，不可恢复徐变多为黏性流动。再生混凝土试件在受载后，这两部分徐变的发展速度并不相同。可恢复徐变在加荷后两个月内趋于稳定，而不可恢复徐变则在相当长的时间内仍然继续增长。

试验表明，在再生混凝土发生徐变的同时若有干缩伴随，则再生混凝土徐变量相应增大。相对湿度低，再生混凝土收缩就大，徐变也相应变大，这种由于干燥过程而增加的这部分徐变称为干缩徐变。如果在加荷之前试件与周围环境已达到湿度平衡，使再生混凝土不再有干缩发生，则环境湿度对徐变就几乎没有影响，这种不受干缩影响的徐变称基本徐变。一般实际工程中的再生混凝土徐变由基本徐变和干缩徐变两部分组成，但这种区分在实践中常常被忽视，也就是忽视了干缩对徐变的影响。

2.2 再生混凝土徐变与收缩的关系

再生混凝土徐变和收缩有许多相似和相关之处。它们应变—时间曲线非常相似，应变具有相同的数量级；两者都包含着很大比例的不可逆应变；和收缩一样，徐变主要反映了水泥石的一种特性，骨料和再生骨料在其中起着抑制收缩、抑制徐变的作用；有干缩发生时，再生混凝土徐变值将增大等等。

2.3 再生混凝土徐变的优缺点

再生混凝土的徐变会影响建筑结构或构件的受力性能。如钢筋混凝土构件的应力集中因徐变得到缓和；混凝土构件支座沉陷产生的应力，也因徐变会变得松弛；对大体积混凝土徐变能减轻由于温度变形引起的破坏。这些对再生混凝土结构是有利的。但徐变使再生混凝土结构变形增大对结构不利的方面也不可忽视，如使受弯构件挠度增大，使长柱附加偏心距增大，引起导致预应力构件的预应力损失等。

2.4 再生混凝土徐变的检测指标

再生混凝土徐变试验用于测定再生混凝土试件在长期恒定轴向压力下的变形性能，其检测指标主要有徐变应变、徐变度和徐变系数。

1)徐变应变。

混凝土因徐变引起变形的程度称为徐变应变。徐变应变指相对于构件长度的单位徐变量。

2)徐变度。

徐变度是指再生混凝土在单位应力下产生的徐变变形量。

3)徐变系数。

徐变系数为徐变应变与瞬时弹性应变之比。

3 再生混凝土徐变的试验方法

再生混凝土徐变试验根据检测指标，采集相应的试样进行试验。具体试验方法如下。

3.1 再生混凝土的徐变试件

再生混凝土的徐变试验可采用棱柱体试件，试件的数量宜为3个，其中每个加载龄期的每组徐变试件不少于2个。试验时试件尺寸根据再生骨料的最大粒径按表1选用。

表1 再生混凝土徐变试件尺寸选用表 mm

对于标准环境中进行的徐变试验，试件应在成型后24 h～48 h之间拆模，然后送入标养室养护到7 d龄期。试件养护完成后移入温度为徐变测试室进行徐变试验，直至试验完成。

3.2 再生混凝土徐变的试验仪器

3.2.1再生混凝土徐变仪

再生混凝土采用徐变仪进行徐变试验。徐变仪一般采用弹簧式或液压式。其工作荷载范围为180 kN～500 kN。弹簧式压缩徐变仪如图1所示。

3.2.2再生混凝土徐变加荷装置

再生混凝土徐变加荷装置由千斤顶、测力装置、加荷架等组成。千斤顶一般采用的普通起重千斤顶，其吨位要求不小于试验荷载需要；测力装置可采用普通钢环测力计或荷载传感器等，其测量精度不低于所加荷载的2%；加荷架一般由接长杆和顶板组成，接长杆与弹簧式压缩徐变仪丝杆顶部相连。

3.2.3再生混凝土徐变变形量测装置

再生混凝土徐变变形量测装置包括外装式、内埋式或便携式等不同型式，其测量精度不低于0.001 mm/m。

3.3 再生混凝土徐变的试验步骤

用于检测再生混凝土徐变性能时，试件在养护28 d龄期时开始加荷。再生混凝土徐变性能测定试验步骤如下：

1)将试验设备准备好，加荷装置、测力计和各个仪表安装后进行检查，不得有松动和异常现象，测头和测点在试验前一天粘好。

2)在徐变试件加荷前，先测试试件的抗压强度。

3)试验设备准备好后，将再生混凝土徐变试件安放在徐变仪上。检查测仪表的调零情况，记下初始读数。

4)把试件安放好，通过检测无误后，及时加荷。

5)在试件加荷后的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依次测读试件的变形值。

6)同时量测再生混凝土参比用的收缩试件在同养护条件下的收缩值。

7)对再生混凝土徐变荷载的保持情况进行定期校核，在加荷7 d,28 d,60 d,90 d时各校核一次，使荷载变化不超过2%，否则应予以调整。

3.4 再生混凝土徐变试验结果的处理

再生混凝土徐变试验完成后，接下来要利用测定结果进行检测指标的计算。检测指标包括徐变应变、徐变度和徐变系数等。计算时每组以三个试件试验结果的算术平均值作为该组试件检测指标的测定值。

采用经过标准养护的再生混凝土棱柱体徐变试件，在28 d龄期时经受0.4倍抗压强度恒定荷载持续作用360 d的徐变值，即可测得三年徐变值作为试验终极徐变值。

4 结语

目前，关于再生混凝土的理论研究已经取得了一定的成果，然而在徐变和其试验检测方面，研究力度尚需加强。再生混凝土的徐变性能已经影响到其应用的安全性和耐久性。加强再生混凝土徐变性能和试验检验方法的研究，在使用过程中严格控制再生混凝土的徐变应变和徐变系数，可使再生混凝土得以系统运用，以发挥其最大的工程价值[2]。

参考文献:

[1] DG/TJ 08—2018—2007,再生混凝土应用技术规程[S].

[2] 戴 劲，唐 亮，宋卫民．再生混凝土收缩与徐变性能研究[J].粉煤灰，2013(3):24-27.