再生混凝土动态力学性能研究进展

李显辉 于晓东

（山西建筑职业技术学院，山西 太原 030006）

1 钢管混凝土组合结构动态力学性能研究背景

再生混凝土材料作为新型环保材料，逐步在建筑结构中大量应用，而地震、海啸、台风、汽车撞击、轮船撞击等动荷载撞击建筑物事件时常发生，再生混凝土材料受动荷载作用后，材料自身的动态性能尤为重要，必须加强对其动态力学性能的研究，目前主要研究方法是利用霍普金森杆进行加载，测试不同应变率下不同取代率再生混凝土材料的动态力学性能。

2 钢管混凝土组合结构动态力学性能研究现状

国内陈肇元[1]首次进行了再生混凝土的动态抗拉和抗压力学性能的研究，研究发现，再生混凝土在动力性能下，抗压抗拉强度增加，抗裂荷载值增大。滕骁[2]利用75 mm 分离式霍普金森拉杆，对取代率为0%、25%、50%、75%、100%共5 组再生混凝土试块，进行动态直接拉伸实验，试验研究再生混凝土的动态力学性能及破坏形态。研究结果表明：应变率增加会增加再生混凝土的抗拉强度，且试件的破坏形态与应变率有关，此试验研究为再生混凝土的工程应用提供了理论依据。李文贵[3]对经过1%～2%的纳米CaCO3或SiO2改造的再生混凝土试件进行霍普金森压杆试验研究。研究不同掺量、不同纳米颗粒对再生混凝土高应变率下的动态强度变化、冲击韧性、动态增长因子、峰值应变等性能的影响。研究结果表明：动态荷载下纳米改造再生混凝土比未添加该颗粒的再生混凝土具有更高的强度，但当纳米颗粒含量从1%增加至2%时，再生混凝土受冲击强度均降低。纳米CaCO3能更好的提高再生混凝土的变形能力和冲击韧性。崔云璇[4]利用再生混凝土圆骨料模型，对再生混凝土动态力学性能应变率敏感性的问题进行研究，研究了应变率变化范围在(10-5/s-10-2/s) 下,再生混凝土试件的应力—应变的变化规律。研究结果发现：随试件应变率的增加，其峰值应力、弹性模量E 逐渐增大，基面力元法可以模拟再生混凝土的宏观动态力学和微观力学性能。Jian zhuang Xiao[5]对不同再生粗骨料替代率的再生骨料混凝土(RAC) 在准静态和高应变率荷载作用下的抗压性能进行了试验研究。在应变速率为10～5/s 的准静态试验中，首先采用了刚性框架伺服液压机进行应变率从101/s 到102/s 的冲击试验，然后使用了74 毫米直径霍普金森压力棒(SHPB) 设施。研究了应变速率对破坏形态、抗压强度、初始弹性模量和峰值应变的影响。结果表明，随着应变速率的增大，混凝土的抗压强度和初始弹性模量均增大，峰值应变与应变速率的关系不明显。Mohammad[6]通过对劈裂霍普金森压力杆(SHPB) 的试验研究，对不同加筋与不加筋混凝土以及不同加、不加纤维的超高压混凝土的性能进行了综合评述。所研究的测试参数包括基体成分、温度条件、试样尺寸、纤维材料和加载速率。结果表明，超高性能纤维混凝土(UHPFRC) 是抗冲击结构中最理想的材料。

3 钢管混凝土组合结构动态力学性能研究进展及展望

通过大量文献研究发现，再生混凝土的动态力学性能与再生混凝土强度、粗骨料取代率等因素有关，与普通混凝土材料相比，再生混凝土材料的动态力学性能与之相似（强度一致），在低、中强度混凝土应用中，再生混凝土材料可以替代普通混凝土材料进行应用。