应力应变关系研究：基本情况、曲线分析及比较

混凝土的压应力-应变关系是混凝土非线性分析中最基本的本构关系，硅酸盐水泥混凝土的应力-应变关系可通过技术规范中的关系式进行推算。1973年，Popovics［22］建立了硅酸盐水泥混凝土的应力-应变关系，如式（8-9）～（8-11）所示。

式中　σ——应力（MPa）；

ε——应变；

σ0和ε0——极限应力（MPa）和极限应变；

n——常数。(www.xing528.com)

目前，对碱矿渣混凝土的应力-应变关系的研究相对较少。Thomas等［19］将不同养护温度下（22℃和50℃）的碱矿渣混凝土（激发剂为硅酸钠溶液+NaOH）和硅酸盐水泥混凝土（PPC）的应力-应变关系进行了对比研究，结果如图8-11（a）所示。碱矿渣混凝土的应力-应变曲线上升段和普通硅酸盐水泥混凝土相似，且对应于极限应力的应变值也比较接近，但碱矿渣混凝土应力-应变曲线的下降段下降得更为快速，即峰后行为完全不同；当超过极限应力时，普通硅酸盐水泥混凝土应变逐渐降低，而碱矿渣混凝土呈现脆性断裂，脆性的增加是由于碱矿渣混凝土中有大量微观裂缝存在的缘故。

图8-11　碱激发矿渣混凝土的应力-应变曲线图

Yang等［13］研究了Ca（OH）2激发矿渣混凝土的应力-应变关系。为了方便比较，将Yang等［13］应力-应变曲线和Thomas等［19］的试验结果绘于图8-11（b）。可见，两种混凝土应力-应变曲线的上升段相似，但下降段明显不同；Ca（OH）2激发矿渣混凝土的应力-应变曲线变化平缓，其延性比硅酸钠激发的碱矿渣混凝土的好，即原材料不同，特别是所用的激发剂不同，对碱矿渣混凝土的应力-应变关系影响较大。另外，Yang等［13］的研究结果也表明，在相同的抗压强度下碱激发矿渣混凝土比普通硅酸盐水泥混凝土具有更好的延展性。

可见，碱矿渣混凝土的应力-应变关系和碱激发的类型有关，同时混凝土的原材料、配合比以及水化产物也对其有较大的影响，这方面的研究仍需进一步的研究。