塑料再生骨料轻质混凝土疲劳特性宏微观分析与疲劳寿命预测

摘要

将塑料再生骨料替代天然骨料应用于轻质混凝土（CWC）是固废资源化的有效手段。然而，塑料再生骨料对CWC疲劳性能的影响与机理尚不明确。因此，通过四点弯曲疲劳试验研究不同塑料再生骨料粒径、替代率和应力水平下CWC宏观疲劳寿命变化规律，利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪揭示了塑料再生骨料粒径和替代率对CWC疲劳特性的影响机制；最后，建立了同时考虑塑料再生骨料替代率、粒径和应力水平的CWC统一疲劳寿命预测方程。结果表明：CWC疲劳寿命随5～10 mm和10～20 mm塑料再生骨料替代率的提升而增加，以5～10 mm塑料再生骨料更为显著，随着20～30 mm塑料再生骨料替代率的提升而降低，这是由于5～10 mm和10～20 mm塑料再生骨料可增强其与水泥砂浆界面过渡区致密性和水化程度，且其随着塑料再生骨料比表面积的增大而增强。提出的疲劳预测方程可同时表征塑料再生骨料粒径、替代率和应力水平对疲劳寿命的影响，且具有较好预测精度。

关键词

轻质混凝土 / 疲劳 / 塑料再生骨料 / 替代率 / 粒径