冲击荷载作用下的再生混合集料相互作用与破碎机制探讨

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随着我国社会经济的开展和城市化的深入推动,产生了大量的建筑垃圾,依据相关部门统计,我国每年产出35亿吨以上的建筑垃圾。露天堆放或者填埋是当前处理建筑垃圾的主要方法,简单的处置方法不但会造成环境污染、扬尘、占用土地,并且还造成了极大的资源浪费,按我国目前的建筑结构总体来说,砖混结构占比最高,因此废弃混凝土和废弃粘土砖是建筑垃圾中占比最多的两种固废,怎样对建筑垃圾中的废弃混凝土和废弃粘土砖进行充分利用是急需解决的问题。已有研究表明,由建筑垃圾制作的再生混合集料可以用作路基或路面基层材料,同时,也可用做碎石桩填料,再生混合材料用作上述材料时,在振动击实或冲击击实过程中,都需要研究混合集料的破碎和相互作用,但现有研究中对再生混凝土和再生粘土砖的混合集料冲击破碎特性公开资料较少,再生混凝土和再生粘土砖集料的物理和力学性能差异迥异。混合集料的冲击破碎过程中废弃混凝土和粘土砖的互相作用关系目前难以确定。本文以山西太原某高校旧建筑拆除后产生的建筑垃圾为研究对象,选择处理后的19mm-26.5mm粒径的再生混凝土和再生粘土砖按不同质量混合,然后进行冲击破碎试验。研究了冲击能量的变化、混合比对再生混合集料破碎特性的影响,引入分形维数和相对破碎率对破碎特性进行了表征,取得了下列成果:(1)探讨了冲击荷载作用下再生混合集料分形维数变化的规律。粘土砖掺量与分形维数呈正相关性。(2)集料在冲击破碎后,在4.75mm-9.5mm粒级出现峰值。(3)探讨了相对破碎率与分形维数的关系。分形维数和相对破碎率呈正相关,论述了分形维数作为冲击破碎量化指标的合理性。(4)探讨了冲击能级对相对破碎率、体积应变、分形维数等的影响,冲击能级越大,相对破碎率、体应变、分形维数也越大,累计能量达到9.92kJ后,相对破碎率、体应变、分形维数的增长变缓。
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