以鋼化玻璃為骨料的再生混凝土梁受彎試驗(yàn)研究

1、以鋼化玻璃為骨料的再生混凝土梁受彎試驗(yàn)研究    摘要：鋼管混凝土結(jié)構(gòu)作為一種新型組合結(jié)構(gòu)，由于其能夠更有效地發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，且施工方便，降低工程造價(jià)，近年越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于工程實(shí)踐中。本文概括了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，并對(duì)其發(fā)展應(yīng)用進(jìn)行了分析。 摘要： 骨料的性能對(duì)混凝土的強(qiáng)度起著重要作用，而再生骨料的一些缺陷使得再生混凝土的強(qiáng)度問(wèn)題尤其突出。鋼化玻璃強(qiáng)度高，而且很多玻璃幕墻外裝得建筑在使用一定年限后玻璃需要更換，為鋼化玻璃骨料提供了來(lái)源。本文以鋼化玻璃為骨料，制作了兩根鋼筋再生混凝土小梁，同時(shí)，制作相同尺寸的一根鋼筋混凝土梁做對(duì)比

2、，研究鋼化玻璃再生混凝土受彎性能。 Abstract: The property of aggregate is very important to the stress of concret, however, the lack of some rebone-aggregate make the stress of rebone concret more evident. The tempering glass has high stress, and some tempering glass needed to be changed after used for many years, s

3、o it supply a good resource. This paper use tempering glass as aggregate, make two steel reforce rebone-concret beams, at the same time, make a same-size steel reforce concret beam for comparing to research the bending property of tempering glass rebone-concret beams. 中圖分類(lèi)號(hào)：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 1.引言 按照

4、傳統(tǒng)定義，將廢棄混凝土塊經(jīng)破碎、分級(jí)并按一定的比例混合后形成的骨料稱(chēng)為再生骨料或再生混凝土骨料。利用再生骨料作為部分或全部骨料配制的混凝土稱(chēng)為再生骨料混凝土，簡(jiǎn)稱(chēng)再生混凝土1。由于骨料本身組分的不同，受力后存在一些微裂縫，導(dǎo)致骨料疲勞強(qiáng)度較低，因此，如果再生骨料不進(jìn)行改進(jìn)，其只可用來(lái)配置中低強(qiáng)度的混凝土。 目前，國(guó)外對(duì)于再生混凝土材料的物理和力學(xué)性能以及再生混凝土結(jié)構(gòu)性能的研究已經(jīng)取得了一定的成果，并且在德國(guó)以及日本已經(jīng)用再生混凝土建造建筑結(jié)構(gòu)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)的專(zhuān)家學(xué)者對(duì)再生混凝土的材料性能進(jìn)行了大量的研究并取得了成果。但是，對(duì)以鋼化玻璃為骨料的再生混凝土研究還很少見(jiàn)。文中通過(guò)兩根再生混凝土梁的

5、試驗(yàn)，分析研究了以鋼化玻璃為骨料的再生混凝土構(gòu)件的的破壞機(jī)制、承載能力、變形性能。研究結(jié)果對(duì)于再生混凝土結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。 2.試驗(yàn)設(shè)計(jì) 2.1參數(shù)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)共設(shè)計(jì)3個(gè)鋼筋混凝土梁，其中梁1，梁2骨料采用鋼化玻璃做骨料的再生混凝土。梁3為普通的鋼筋混凝土梁。下表為試驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)： 表1 試驗(yàn)參數(shù) 2.2試件設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)的鋼筋混凝土梁 圖1 試件配筋圖 2.3材料性能 澆筑混凝土?xí)r制作6個(gè)再生混凝土立方體試塊留作材性試驗(yàn)，立方體實(shí)測(cè)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度(取6個(gè)試塊的平均值)為28.1 MPa。取3個(gè)普通混凝土試塊立方體實(shí)測(cè)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度(取6個(gè)試塊的平均值)為30.1 MPa

6、?？v筋實(shí)測(cè)屈服強(qiáng)度為455.27 MPa，極限強(qiáng)度為541.75 MPa，箍筋實(shí)測(cè)屈服強(qiáng)度為298.09 MPa，極限強(qiáng)度為375.16 MPa。 3試驗(yàn)裝置 將試件安放在試驗(yàn)臺(tái)上，在試件上架設(shè)2000kN液壓千斤頂，千斤頂下端為分配梁，施加的集中荷載通過(guò)分配梁傳遞給試件。在試件的跨中及三等分點(diǎn)架設(shè)位移計(jì)測(cè)量試件撓度，在鉸支座上端架兩個(gè)位移計(jì)測(cè)量支座沉降。分級(jí)加載，每級(jí)荷載為預(yù)估荷載的10%，每級(jí)荷載持載兩分鐘。實(shí)驗(yàn)室通過(guò)UCOM70A采集試件變形，以及應(yīng)變片的數(shù)據(jù)，記錄混凝土裂縫。直至試件最后破壞。 圖2 試件加載原理圖 4 破壞形態(tài) 加載初期，試件處于彈性階段，彎矩較小，試件無(wú)裂縫出現(xiàn)。隨

7、著荷載的增加，再生混凝土梁受拉區(qū)開(kāi)裂，有鋼化玻璃掉落。隨著彎矩矩的增大，斜裂縫迅速發(fā)展，貫穿上下表面，同時(shí)斜裂縫數(shù)量不斷增加?；炷灵_(kāi)裂后，試件的變形增長(zhǎng)明顯加快，試件全長(zhǎng)形成均勻分布的受拉破壞裂縫，裂縫的數(shù)量不再增加，裂縫寬度急劇增大。最后，由于出現(xiàn)寬度較大的直裂縫，主裂縫間混凝土壓碎，導(dǎo)致試件受彎破壞。 5 試驗(yàn)曲線 本實(shí)驗(yàn)得到試件的彎矩?fù)隙惹€，鋼化玻璃再生混凝土梁從加載到破壞經(jīng)歷了彈性階段、開(kāi)裂階段、屈服階段和破壞階段。三 摘要：鋼管混凝土結(jié)構(gòu)作為一種新型組合結(jié)構(gòu)，由于其能夠更有效地發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，且施工方便，降低工程造價(jià)，近年越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于工程實(shí)踐中。本文概括了鋼

8、管混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，并對(duì)其發(fā)展應(yīng)用進(jìn)行了分析。 摘要： 骨料的性能對(duì)混凝土的強(qiáng)度起著重要作用，而再生骨料的一些缺陷使得再生混凝土的強(qiáng)度問(wèn)題尤其突出。鋼化玻璃強(qiáng)度高，而且很多玻璃幕墻外裝得建筑在使用一定年限后玻璃需要更換，為鋼化玻璃骨料提供了來(lái)源。本文以鋼化玻璃為骨料，制作了兩根鋼筋再生混凝土小梁，同時(shí)，制作相同尺寸的一根鋼筋混凝土梁做對(duì)比，研究鋼化玻璃再生混凝土受彎性能。 Abstract: The property of aggregate is very important to the stress of concret, however, the lack of some reb

9、one-aggregate make the stress of rebone concret more evident. The tempering glass has high stress, and some tempering glass needed to be changed after used for many years, so it supply a good resource. This paper use tempering glass as aggregate, make two steel reforce rebone-concret beams, at the s

10、ame time, make a same-size steel reforce concret beam for comparing to research the bending property of tempering glass rebone-concret beams. 中圖分類(lèi)號(hào)：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 1.引言 按照傳統(tǒng)定義，將廢棄混凝土塊經(jīng)破碎、分級(jí)并按一定的比例混合后形成的骨料稱(chēng)為再生骨料或再生混凝土骨料。利用再生骨料作為部分或全部骨料配制的混凝土稱(chēng)為再生骨料混凝土，簡(jiǎn)稱(chēng)再生混凝土1。由于骨料本身組分的不同，受力后存在一些微裂縫，導(dǎo)致骨料疲勞強(qiáng)度較低，因此，如果

11、再生骨料不進(jìn)行改進(jìn)，其只可用來(lái)配置中低強(qiáng)度的混凝土。 目前，國(guó)外對(duì)于再生混凝土材料的物理和力學(xué)性能以及再生混凝土結(jié)構(gòu)性能的研究已經(jīng)取得了一定的成果，并且在德國(guó)以及日本已經(jīng)用再生混凝土建造建筑結(jié)構(gòu)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)的專(zhuān)家學(xué)者對(duì)再生混凝土的材料性能進(jìn)行了大量的研究并取得了成果。但是，對(duì)以鋼化玻璃為骨料的再生混凝土研究還很少見(jiàn)。文中通過(guò)兩根再生混凝土梁的試驗(yàn)，分析研究了以鋼化玻璃為骨料的再生混凝土構(gòu)件的的破壞機(jī)制、承載能力、變形性能。研究結(jié)果對(duì)于再生混凝土結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。 2.試驗(yàn)設(shè)計(jì) 2.1參數(shù)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)共設(shè)計(jì)3個(gè)鋼筋混凝土梁，其中梁1，梁2骨料采用鋼化玻璃做骨料的再生混凝土。梁3為

12、普通的鋼筋混凝土梁。下表為試驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)： 表1 試驗(yàn)參數(shù) 2.2試件設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)的鋼筋混凝土梁 圖1 試件配筋圖 2.3材料性能 澆筑混凝土?xí)r制作6個(gè)再生混凝土立方體試塊留作材性試驗(yàn)，立方體實(shí)測(cè)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度(取6個(gè)試塊的平均值)為28.1 MPa。取3個(gè)普通混凝土試塊立方體實(shí)測(cè)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度(取6個(gè)試塊的平均值)為30.1 MPa。縱筋實(shí)測(cè)屈服強(qiáng)度為455.27 MPa，極限強(qiáng)度為541.75 MPa，箍筋實(shí)測(cè)屈服強(qiáng)度為298.09 MPa，極限強(qiáng)度為375.16 MPa。 3試驗(yàn)裝置 將試件安放在試驗(yàn)臺(tái)上，在試件上架設(shè)2000kN液壓千斤頂，千斤頂下端為分配梁，施加的集中荷載通

13、過(guò)分配梁傳遞給試件。在試件的跨中及三等分點(diǎn)架設(shè)位移計(jì)測(cè)量試件撓度，在鉸支座上端架兩個(gè)位移計(jì)測(cè)量支座沉降。分級(jí)加載，每級(jí)荷載為預(yù)估荷載的10%，每級(jí)荷載持載兩分鐘。實(shí)驗(yàn)室通過(guò)UCOM70A采集試件變形，以及應(yīng)變片的數(shù)據(jù)，記錄混凝土裂縫。直至試件最后破壞。 圖2 試件加載原理圖 4 破壞形態(tài) 加載初期，試件處于彈性階段，彎矩較小，試件無(wú)裂縫出現(xiàn)。隨著荷載的增加，再生混凝土梁受拉區(qū)開(kāi)裂，有鋼化玻璃掉落。隨著彎矩矩的增大，斜裂縫迅速發(fā)展，貫穿上下表面，同時(shí)斜裂縫數(shù)量不斷增加。混凝土開(kāi)裂后，試件的變形增長(zhǎng)明顯加快，試件全長(zhǎng)形成均勻分布的受拉破壞裂縫，裂縫的數(shù)量不再增加，裂縫寬度急劇增大。最后，由于出現(xiàn)寬度較大的直裂縫，主裂縫間混凝土壓碎，導(dǎo)致試件受彎破壞。 5 試驗(yàn)曲線 本實(shí)驗(yàn)得到試件的彎矩?fù)隙惹€，鋼化玻璃再生混凝土梁從加載到破壞經(jīng)歷了彈性階段、開(kāi)裂階段、屈服階段和破壞階段。三 試件初始剛度幾乎一致，在加載后期，三個(gè)試件都表現(xiàn)了一定的延性，而普通鋼筋混土梁承載力略高于再生鋼化玻璃骨料鋼筋混凝土梁。 圖3. 試件的彎矩-撓度曲線 4結(jié)論 (1) 剛換玻璃再生混凝土純彎試件的破壞過(guò)程與普通混凝土構(gòu)件類(lèi)似，經(jīng)過(guò)彈性、開(kāi)裂、屈服、破壞4個(gè)階段。 (2) 破壞時(shí)鋼化玻璃與混凝土之間沒(méi)有剝離，說(shuō)明鋼化玻璃再生混凝土在結(jié)構(gòu)上比較可靠。可以再實(shí)踐中推廣。 (3) 本試驗(yàn)僅做了兩個(gè)鋼化玻璃再生