磁化水混凝土梁受弯性能试验研究

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钢筋混凝土梁存在结构缺陷的情况在全世界范围内十分常见,解决梁的承载能力不足、变形较大、裂缝过宽等常见问题,对于保证梁工作表现、提升工作寿命有重要意义。目前提升钢筋混凝土梁工作性能的方法普遍存在成本高昂、耗费更多自然资源、操作步骤繁琐等缺点。为了达到成本低廉、工艺简单、节约资源的目的,本研究将磁化水这一绿色技术运用到钢筋混凝土梁受弯试验中。以磁化水代替拌制混凝土所需的自来水,对制作而成的梁进行四点抗弯试验,研究磁化水对于钢筋混凝土梁受弯性能的影响,并对磁化水影响梁弯曲特性的机理进行研究分析。研究发现,磁化水可以改善梁承载能力不足、变形较大、裂缝过宽的现象。磁化水可增大混凝土梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载。当梁的受拉钢筋配筋率为1.03%时,上述三种特征荷载分别提升了10.0%、7.5%、5.9%。当梁的配筋率为1.98%时,磁化水对梁的开裂荷载影响最大,增大了25.0%。同时,磁化水可以降低梁在相同荷载作用下的挠度,并可显著提升梁的抗弯刚度。当梁拉筋配筋率为0.58%、上部荷载为85k N时,磁化水混凝土梁的挠度较普通水混凝土梁降低了36.0%。当梁的配筋率为0.58%、在极限荷载作用下时,磁化水混凝土梁的刚度较普通水混凝土梁提高了51.7%。此外,磁化水的加入可显著降低钢筋混凝土梁的裂缝宽度,并降低梁上裂缝竖向延伸的平均高度。当梁的配筋率为1.98%、外部荷载为150k N时,磁化水混凝土梁的最大裂缝宽度比普通水混凝土梁降低了46.2%。当梁的配筋率为1.98%、在屈服荷载作用下时,磁化水混凝土梁的裂缝平均高度比普通水混凝土梁低23.5%。磁场可导致水的表面张力降低、电导率增大,这些物理性质的改变表明磁化水的活性增大。当磁化水用于拌制混凝土时,引起磁化水混凝土的抗压(20.71%)和抗拉强度(15.27%)增大。磁化水混凝土内部的微孔隙与微裂缝明显减少,磁化水混凝土内部水化结晶产物更多,意味着磁化水混凝土具有更致密的微观结构。基于对试验结果的分析,可知磁化水混凝土基本力学性能和微观结构的改善、磁化水混凝土与钢筋之间协同工作能力的提升共同促使梁弯曲特性的改变。图35幅,表14个,参考文献54篇。
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