含烧结砖骨料预制再生混凝土叠合梁抗弯性能试验研究

设计了C35和C45混凝土叠合梁各4根,其中预制部分采用含烧结砖骨料再生混凝土,后浇部分采用普通混凝土,预制部分含烧结砖再生骨料取代率分别为0%、33.3%、66.7%和100%,并进行了预制再生混凝土叠合梁抗弯试验,以研究不同混凝土强度等级、再生骨料取代率对混凝土叠合梁抗弯性能的影响。试验结果表明:预制部分再生骨料的取代率与梁的刚度并未有明显关联;预制部分再生骨料取代率并不会明显改变混凝土梁的延性,极限状态没有明显区别;预制再生混凝土叠合梁的抗弯承载力、刚度与规范值接近,实际工程中可以在混凝土叠合梁的预制部分采用较高取代率的再生混凝土;在适用性方面,预制部分再生骨料取代率的提高会加剧裂缝宽度的发展。     

再生混凝土梁抗弯性能非线性有限元分析

采用有限元软件ANSYS对再生混凝土梁的抗弯性能进行非线性有限元分析。针对不同的再生粗骨料取代率和纵向受拉钢筋配筋率,在其余试件参数完全相同的情况下,研究再生混凝土梁正截面的抗弯性能。分析结果表明再生混凝土梁与普通混凝土梁的变形和裂缝开展情况基本相同,但抗弯刚度和延性存在差异。随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土梁的抗弯刚度有下降的趋势,但延性有所提高。另外,随着纵向钢筋配筋率的增大,梁的抗弯承载力不断提高,但变形能力逐步下降。最后,再生混凝土梁的抗弯过程与普通混凝土梁基本相同,平截面假定仍然成立。     

再生混凝土梁抗弯承载力公式研究

统计了国内外72根普通和再生混凝土梁受弯试验数据,分析了影响再生混凝土梁抗弯承载力的因素,并结合规范GB 50010—2010建立了再生混凝土梁抗弯承载力计算公式模型。再生混凝土梁抗弯承载力比普通混凝土梁略低,并随着再生混凝土骨料取代率的增大而略有降低。工程设计中,要控制再生混凝土骨料取代率50%以内,建议取再生混凝土梁抗弯折减系数为0.90。     

再生混凝土梁抗弯承载力试验研究

对5根除再生粗骨料取代率不同外、其余包括配筋率及混凝土抗压强度均相同的再生混凝土简支梁进行了抗弯承载力试验,通过研究分析了再生混凝土受弯构件正截面受力情况及破坏模式。试验结果经过对比发现,再生混凝土梁跨中正截面在受力过程中仍具有与普通混凝土梁相似的弹性、开裂、屈服和极限阶段,其抗弯机理基本相同;相同条件下,再生混凝土梁的极限承载力随着再生混凝土再生骨料的取代率的增加逐渐减弱,并且再生混凝土梁后期变形能力好,具有较好的延性。     

再生粗骨料混凝土材料与梁抗剪性能研究

通过再生粗骨料混凝土一系列试验,研究了再生粗骨料混凝土的材料特性和梁的抗剪性能,主要包括再生粗骨料混凝土的配合比、抗压强度、弹性模量和再生混凝土简支梁的抗剪性能等。结果表明：相对于普通混凝土,随着再生粗骨料取代率的增加,再生粗骨料混凝土具有强度和弹性模量降低等特点；再生粗骨料混凝土梁斜截面在受力过程中,梁的变形和斜裂缝开展情况与普通混凝土梁基本相似,但随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土梁的抗剪承载能力也有下降的趋势。     

钢筋再生粗骨料混凝土简支梁的受弯性能试验研究

为了研究再生粗骨料混凝土受弯构件的的抗弯机理和受弯性能,通过对6根不同再生骨料取代率(0%、50%、70%和100%)和不同配筋率(0.68%、0.89%和1.13%)的再生粗骨料混凝土梁受弯对比试验,分析了再生粗骨料混凝土受弯构件的正截面受力、构件变形性能和破坏特征。试验结果表明:再生粗骨料混凝土梁的正截面应变服从平截面假定,在相同的条件下与普通混凝土梁相比,再生混凝土梁的破坏形态、开裂弯矩和极限承载力基本相同,而再生粗混凝土梁的变形较普通混凝土梁大。     

再生粗骨料混凝土梁正截面受弯性能研究

参照普通混凝土配合比设计方法配制再生粗骨料混凝土,采用相同尺寸和配筋率制作了6根再生混凝土简支梁和2根普通混凝土简支梁,进行静力加载试验.结果再生粗骨科取代率为30％时,再生混凝土梁的极限弯矩最大.用普通混凝土公式计算再生混凝土梁的开裂弯矩时,当再生粗骨料取代率大于50％时,建议修正系数取0.7;用普通混凝土公式计算再生混凝土梁正截面的极限承载力时,计算结果与试验结果符合较好.     

再生粗骨料混凝土梁抗弯性能试验研究

通过对3根相同配筋率、相同混凝土抗压强度、不同再生粗骨料取代率的再生混凝土简支梁的抗弯试验,探讨了再生混凝土受弯构件正截面受力变形性能和破坏特征。试验结果表明:再生混凝土梁正截面在受力过程中,仍具有弹性、开裂、屈服和极限4个明显特征;正截面平均应变服从平截面假定;相同条件下,再生混凝土梁的开裂弯矩和极限抗弯承载能力接近于普通混凝土受弯构件,抗弯刚度小于普通混凝土受弯构件。最后,本文根据现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)提出的普通混凝土梁的计算公式,验算了再生混凝土梁的开裂弯矩、极限弯矩、挠度和最大裂缝宽度。初步验算结果表明,除极限弯矩计算公式外,普通混凝土梁的开裂弯矩、挠度和最大裂缝宽度计算公式均不再适用于再生混凝土梁。     

清水再生混凝土梁的裂缝和破坏形态分析

通过四点弯曲的加载方法,对6根不同再生粗骨料和粉煤灰取代率的清水再生混凝土梁进行了试验研究,分析了不同取代率对梁的裂缝和破坏形态的影响。结果表明,以再生粗骨料取代部分天然粗骨料,对梁的抗拉性能具有降低作用;而以粉煤灰取代部分水泥,对梁的抗拉性能具有提高作用;当再生骨料取代率为40%、粉煤灰取代率为30%时,清水混凝土梁相比普通混凝土梁,其极限承载力仅降低2. 38%,为最佳取代率。     

再生混凝土梁抗弯承载力计算适用性研究

通过对3组15个不同再生粗骨料取代率、配筋率的梁在集中荷载作用下进行抗弯性能试验研究,分析再生骨料取代率对再生混凝土梁满足平截面假定、挠度变形、裂缝宽度以及极限承载力等方面的影响,同时对现行GB 50010—2002《混凝土结构设计规范》中混凝土正截面极限承载力计算公式计算再生混凝土梁极限承载力的适用性进行探讨。研究结果表明:在同级荷载作用下,再生混凝土梁较天然混凝土梁裂缝开展快、裂缝最大宽度大、抗弯刚度降低快;在逐级加载过程中无论再生粗骨料取代率大小,再生混凝土梁正截面混凝土应变变化仍满足平截面假定要求;按现行规范公式计算再生混凝土梁的极限承载力是可行的,但缺少相应的再生骨料取代率影响因子,针对此问题提出建议公式与调整系数,并通过数据分析证明其满足基本要求。     

再生混凝土梁与普通混凝土梁的受力性能等效方法研究

为实现再生混凝土梁与普通混凝土梁的受力性能等效,以普通混凝土梁在整个服役期间的受力性能作为等效转换目标,建立了一种适用于公路桥梁规范的受力性能等效方法。针对以弯曲破坏为主的钢筋混凝土梁,从承载能力极限状态的弯矩、正常使用极限状态的挠度和最大裂缝宽度以及耐久性四个方面建立受力性能等效方程,将再生混凝土梁等效转换为具有相同受力性能的普通混凝土梁,并结合试验梁进行了实例等效说明。研究表明：正常使用极限状态中的最大裂缝宽度条件能够自动满足等效要求;当普通混凝土梁横截面高度和环境条件保持不变时,再生混凝土梁的横截面高度随着再生混凝土与普通混凝土氯离子扩散系数之比的增大而增大;相同氯离子扩散系数之比下,再生混凝土梁与普通混凝土梁的横截面高度之比随着普通混凝土梁横截面高度的增大而减小,随着环境条件的逐渐恶化而增大;对于再生粗骨料取代率分别为50%、100%的再生混凝土梁,等效后其横截面高度仅比对应普通混凝土梁增加了约10%;建立的等效后再生混凝土梁的横截面高度和再生混凝土与普通混凝土的平均抗压强度之比的关系式,可以简化等效计算过程。建立的受力性能等效方法可为再生混凝土梁的工程应用提供一定参考。     

再生混凝土无腹筋梁抗剪性能试验研究

通过13根再生混凝土梁与普通混凝土梁的对比试验,对再生粗骨料取代率、剪跨比等因素对再生混凝土梁斜截面受力和变形性能的影响进行探讨。试验结果表明:再生混凝土梁比普通混凝土梁变形和斜裂缝宽度稍大;随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土梁的抗剪承载力略有下降的趋势;随着剪跨比的增加,抗剪承载力减小。根据13根再生混凝土梁的剪切破坏结果,依据极限平衡理论,提出再生混凝土梁受剪承载力的计算公式。     

考虑钢筋锈蚀的纳米SiO2强化再生骨料混凝土梁受力性能研究

采用纳米强化再生骨料表面的措施来改善再生骨料性能,分别考虑强化液中纳米SiO₂掺量、再生粗骨料取代率的影响,设计制作了1根普通混凝土基准梁和8根再生骨料混凝土矩形截面梁,采用内置近距离小阴极的方法对梁内受力钢筋进行通电非均匀加速锈蚀,待受拉主筋锈蚀到一定程度后进行四点受弯加载,对加载过程中的裂缝开展情况、荷载-挠度曲线以及极限承载力进行了记录及分析。考虑钢筋锈蚀率及再生骨料取代率等因素的影响,对锈胀开裂之后的再生骨料混凝土梁的承载力计算公式进行了修正,得出了可用于设计的受弯承载力计算公式。结果表明:相同锈蚀程度下,强化再生骨料混凝土梁的抗弯承载力比天然骨料混凝土有所降低,其中25%再生骨料取代率时承载性能退化较多,抗弯承载力下降19.3%; 混凝土裂缝开展趋势较为一致,最大裂缝宽度随钢筋锈蚀程度增加而增大,随纳米SiO₂掺量增加先减小后增大; 近距离小阴极通电可实现混凝土内钢筋的加速非均匀锈蚀; 所提出的方法及获得的结论有助于推动再生骨料混凝土在沿海等不利环境中的应用。     

钢筋再生混凝土柱受压承载力试验研究

为了研究钢筋再生混凝土柱的受压性能,设计6个试件进行轴心受压和偏心受压加载试验,考虑再生粗骨料取代率、相对偏心距、配箍率三个变化参数。通过试验观察试件受力破坏过程及形态,获取截面应力分布、变形和极限承载力等重要参数;并分析各变化参数对再生混凝土柱承载性能的影响规律。结果表明:钢筋再生混凝土柱受力破坏过程及形态与普通钢筋混凝土柱相似,均表现为混凝土的压碎;偏心距对试件的极限承载力影响明显,随着相对偏心距的增大,试件的极限承载力逐渐减小,而再生粗骨料取代率对其承载力的影响不显著;采用普通钢筋混凝土的强度计算方法计算钢筋再生混凝土柱轴心受压强度时,试验值比计算值小,偏于不安全,而计算偏心受压强度时,试验值比计算值大。     

预应力再生混凝土叠合梁受弯性能试验研究

为研究无黏结预应力再生混凝土叠合梁构件的受弯性能,以再生混凝土在叠合梁中的位置、叠合层高度、构件的配筋率为参数,对1根预应力普通混凝土整浇梁、1根预应力再生混凝土整浇梁和6根预应力再生混凝土叠合梁构件进行弯曲加载试验,分析了试验梁构件的受力过程和破坏形态,探讨了各参数对试验梁构件极限承载力的影响.基于试验数据,对承载力...     

再生粗骨料钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究

对5根再生粗骨料钢筋混凝土梁及1根普通钢筋混凝土梁的弯曲疲劳性能进行了试验研究,比较了再生粗骨料钢筋混凝土梁与普通钢筋混凝土梁的开裂荷载、疲劳破坏特征、疲劳寿命、疲劳荷载作用下的跨中挠度、裂缝宽度等,研究结果可为再生粗骨料钢筋混凝土梁的设计和应用提供参考。     

再生混凝土梁长期加载与卸载后受弯性能试验研究

为了研究再生混凝土梁长期受弯性能,针对3个不同再生粗骨料取代率(0%、50%和100%)的再生混凝土梁进行了3045d的长期加载以及长期荷载卸载后的受弯性能试验,并将再生混凝土梁在不同阶段的裂缝及变形发展规律与普通混凝土梁进行了对比分析。结果表明：与普通混凝土梁相比,再生混凝土梁裂缝分布具有间距较大、次生裂缝数量较多的特点;再生混凝土梁长期变形具有后延性,在长期荷载卸载后表现出更多的变形恢复特征;卸载后受弯试验过程中,再生混凝土梁钢筋屈服荷载和极限荷载值与普通混凝土梁相比均降低;提出了长期荷载移除后再生混凝土梁二次加载受弯承载力计算公式,建议实际工程的二次受弯承载力折减系数取值为0.85。     

再生骨料混凝土梁受弯性能试验研究

以再生骨料替代率和混凝土强度为试验参数,对6根再生混凝土适筋梁受弯性能进行了试验研究。探讨了再生混凝土梁与普通混凝土在破坏形态等方面的异同,并重点分析了不同再生骨料替代率和混凝土强度等级对再生混凝土梁平截面假定适用性、承载能力、抗裂性能等方面的影响。研究表明:钢筋再生混凝土梁极限承载力没有降低,且能够满足现行规范的要求,但其开裂荷载理论计算值比实测值大,不利于工程应用,建议对再生混凝土梁开裂荷载理论计算值除以1.3进行调整。     

再生混凝土T形截面叠合梁受弯性能试验研究

通过对5根相同断面,相同配筋率,翼缘采用再生粗骨料取代率依次为0%、30%、50%、70%及100%的再生混凝土,腹板采用普通混凝土制备的T形截面叠合梁的弯曲试验,研究了各梁的受弯性能、变形特征及极限破坏形态等。结果表明:再生混凝土T形截面叠合梁的受弯性能和极限破坏形态与普通混凝土T形截面叠合梁类似;梁正截面的平截面假定依然适用;现行GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》依然适用于再生混凝土T形截面叠合梁极限承载力的计算。