铜矿渣掺合料对混凝土力学性能影响试验研究

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1、2013年第8期混凝土与水泥制品2013No．88月CHINAC0NCRETEANDCEMENTPR0DUCTSAugust铜矿渣掺合料对混凝土力学性能影响试验研究宋军伟。陈俊(江西科技学院，南昌330098)摘要：通过改变铜矿渣的取代水泥量，研究了铜矿渣对混凝土力学性能的影响。结果表明：随着铜矿渣取代率的增加，混凝土的强度略有降低且脆性增加；铜矿渣混凝土的单轴受压应力一应变曲线与普通混凝土相近：采用数值计算模型和损伤模型构造铜渣混凝土的本构关系，回归曲线与实测单轴受压应力一应变曲线的吻合较好．基本能够真实地再现应力一应变曲线，可用于混凝土

2、结构的计算分析关键词：铜矿渣；混凝土；力学性能；单轴受压应力一应变性能Abstract：，nleinfluenceofcopperslagonthemechanicalpropertiesofconcreteisstudiedbychangingthecementcontentreplacedbycopperslag．Theresultsshowthatwithincreasingthecontentofcopperslag．thestrengthofconcretedecreasesalittlewhilethebrittlenessof

3、concreteincreases；theuniaxialcompressivestress—straincunreofconcretewithcopperslagissimilartothatofordinaryconcrete；theconstitutiverelationofconcretewithcopperslagisestablishedusingthenumericalmodelandthedamagemode1．Thefittedregressioncu~esgotbynumericalmodelapproachtothem

4、easureduniaxialcompressivestress—straincurves，andtheycanbeusedtoanalyzetheconstitutiverelationsofconcretestructure．Keywords：Cooperslag；concrete；Mechanicalproperties；uniaxialcompressivestress-strainproperty中图分类号：TU528文献标识码：A文章编号：1000—4637(2013)08—81一O40前言查会在1997年发布了JISA5011

5、—3—1997《混凝我国铜矿渣每年产出150万t以上，目前累计土用矿渣集料．第3部分：铜矿渣集料》作为混凝土达2500多万t【l1。生产lt铜会产生2．2t的铜矿渣[2]，中使用铜矿渣的技术指南。但目前的多数研究是提而大量的炼铜工业副产品水淬铜矿渣(GCS)也会引高铜矿渣混凝土的强度以及改善其力学性能，对铜起环境污染。如何有效、洁净地利用铜矿渣，推动我矿渣混凝土的应力一应变性能研究很少。本试验主国绿色环保建设，值得深入研究。要研究铜矿渣取代量对混凝土强度特性及其应力一目前，学者们对铜矿渣混凝土已经开展了一些应变性能的影响，可为混凝土结构计算

6、提供依据。研究，铜矿渣作为辅助性胶凝材料可以用于混凝土1试验生产[31，含铜矿渣细骨料混凝土与普通混凝土具有1．1原材料相似的物理性能。掺铜矿渣骨料的混凝土试件的抗试验采用的主要原材料有P·042．5普通硅酸压、抗拉强度与普通混凝土几乎相同，有些甚至超盐水泥C和铜矿渣CS，其主要化学成分见表1，主过普通混凝土。同时，含铜矿渣的混凝土试样显示要物理性能指标见表2。出了更好的力学性能和耐久性[4-9]。日本工业标准调1．2试验配比表1水泥和铜矿渣的主要化学成分·％表2水泥和铜矿渣的主要物理性能指标试验设计了C0、C5、C10、C15四个配合比，

7、铜矿渣的取代率依次为0、5％、10％、15％。水胶比W／B，B为胶凝材料用量，即水泥C和铜矿渣CS用量之和为1。具体配合比见表3。2试验结果与分析2．1试验结果基金项目：江西省教育厅科学基金项目(GJJ12648)。按表3配合比成型标准试件，其中，抗压强度一8】一宋军伟，陈俊铜矿渣掺合料对混凝土力学性能影响试验研究表5铜矿渣混凝土抗压、抗折和抗拉强度间的关系ly=ax+(3—2a)x+(a-2)≤1{J：=———————一≥1(1)【b(一1)‘式中，a．b为待定常数。采用式(1)对铜矿渣混凝土的应力一应变曲线本构关系进行求解，本次试验只有

8、峰前的上升段，所以只得出值，见表6，并由此构造应力一应变曲线，将拟合曲线和实测曲线作图，分别见图3一图6。表6铜矿渣混凝土的a似合值芝2．3．2损伤模型损伤力学引入一个连续变量D