鋼纖維再生混凝土梁抗彎性能試驗研究.pdf

1、近年來,伴隨著我國城市快速發(fā)展,建筑的“新陳代謝”過程對資源和環(huán)境所造成的壓力也日益顯現(xiàn)。目前我國已成為建筑材料消費大國,鋼材、水泥和砂石的產(chǎn)量和消費量均居世界第一,這不僅消耗量大量資源能源,對環(huán)境也造成了嚴(yán)重的破壞;而廢舊建筑物拆除以及地震等自然災(zāi)害所產(chǎn)生的建筑垃圾堆積如山,愈演愈烈的垃圾“圍”城嚴(yán)重威脅著城市的發(fā)展。因此,發(fā)展對建筑垃圾的資源化利用是我國城市建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的重要方向。
　　由于其材料的缺陷,以廢棄混凝土為原料拌

2、制的再生混凝土,其強(qiáng)度和抗裂性、耐久性等指標(biāo)均低于普通混凝土,這一缺陷致使其在實際工程中難以大規(guī)模推廣應(yīng)用。大量的研究以及工程實踐發(fā)現(xiàn),摻入鋼纖維的混凝土具有良好的抗裂性能,應(yīng)用到再生混凝土中,鋼纖維的摻入可以有效彌補再生材料的缺陷對混凝土強(qiáng)度和抗裂性能所造成的削弱,這一設(shè)想的實現(xiàn)將推動再生混凝土在建筑工程中的廣泛應(yīng)用并提高對建筑廢棄物的回收利用率。
　　為此,本文通過在4根鋼纖維再生混凝土梁的縱向鋼筋及混凝土表面布置應(yīng)變片,測試

3、受彎狀態(tài)下鋼筋和混凝土的應(yīng)變值,研究其破壞形態(tài)及變形特征;通過變換受拉鋼筋配筋率和再生骨料取代率,對影響構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)的因素進(jìn)行計算分析,根據(jù)本次試驗數(shù)據(jù),結(jié)合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010)和《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS38:2004),討論適用于這種新型材料的受彎承載力、裂縫寬度和抗彎剛度的計算方法。
　　對試驗現(xiàn)象和試驗數(shù)據(jù)分析后,得出的主要結(jié)論有:
　　(1)鋼纖維再

4、生混凝土梁在受彎狀態(tài)下,其破壞特征與普通混凝土梁基本相同,變形規(guī)律基本符合平截面假定。
　　(2)試驗中四根構(gòu)件除 L4外均為適筋破壞,當(dāng)鋼纖維體積率和再生骨料取代率一定時,構(gòu)件的正截面抗彎承載力隨配筋率的增大而增大。
　　(3)再生骨料對梁正截面承載力的削弱與其取代率有關(guān),當(dāng)鋼纖維體積率和縱向配筋率相同,且再生骨料取代率不超過50％時,梁正截面承載力與再生骨料取代率滿足,并且據(jù)此提出了適用于鋼纖維再生混凝土梁的正截面抗彎承

5、載力計算方法。
　　(4)根據(jù)試驗測得的數(shù)據(jù),結(jié)合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010)和《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS38:2004),建立鋼纖維再生混凝土梁的裂縫寬度計算方法。
　　(5)隨著再生骨料取代率的增加,梁的撓度呈增長趨勢,抗彎剛度呈降低趨勢且滿足如下關(guān)系式:12103.4215(0.065)B,而鋼纖維再生混凝土與普通混凝土彈性模量的比值則與再生骨料取代率的關(guān)系,據(jù)此提出了適用的抗彎剛度計算