钢-聚乙烯醇纤维高强再生混凝土梁抗弯性能研究

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近年来建筑业蓬勃发展,由此产生的建筑垃圾与日俱增,环境污染问题亟待解决,而再生骨料混凝土作为一种新型的绿色环保混凝土,受到世界各国的广泛关注,尤其是再生混凝土构件受力性能成为了工程界的研究热点。以往有关再生混凝土梁的受力性能研究,主要是单掺纤维再生混凝土梁抗弯抗剪性能试验,且涉及的再生混凝土强度较低,有关混掺纤维高强再生混凝土梁受力性能试验研究较少。本文进行了钢-聚乙烯醇纤维高强再生混凝土矩形截面梁抗弯性能试验及理论研究,主要工作如下:1.完成了11组钢-聚乙烯醇纤维高强再生混凝土基本力学性能试验。钢纤维体积掺量分别为0.5%、1.0%和1.5%,长度为37mm;聚乙烯醇纤维体积掺量分别为0.1%、0.2%和0.3%,长度为19mm;混凝土强度等级为C60,再生骨料替代率为0%与100%。测试了纤维再生混凝土坍落度、立方体抗压强度、抗折强度和弹性模量,分析了钢-聚乙烯醇纤维对再生混凝土基本力学性能的影响。2.完成了11根两点对称集中力作用下的纤维高强再生混凝土梁抗弯试验。梁截面尺寸为150mm×300mm×2600mm,配筋率为1.94%。基于试验结果,系统分析了纤维再生混凝土梁裂缝开展情况、荷载-跨中挠度曲线和受拉纵筋荷载-应变曲线。参考《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)相关公式对纤维高强再生混凝土梁的开裂弯矩、正截面抗弯承载力、最大裂缝宽度和跨中挠度进行了计算分析。主要结论如下:1.掺入钢纤维或聚乙烯醇纤维降低了再生混凝土的流动性,但抗折强度和变形能力显著提高。2.掺入钢纤维增强了再生混凝土梁抗弯刚度和延性,同时分担较多的混凝土拉应力,提高了构件的开裂荷载。3.聚乙烯醇纤维显著增强了再生混凝土梁抗裂性能,梁裂缝开展数量与宽度均有不同程度减少,且开裂荷载亦有提高,但聚乙烯醇纤维掺量不宜过多。4.混掺纤维再生混凝土梁抗弯刚度与单掺钢纤维再生混凝土梁接近,抗裂性显著提高。5.引入纤维特征值对再生混凝土梁开裂荷载、极限承载力、裂缝宽度和短期弯曲刚度公式进行了修正,计算值与试验值吻合较好,可为再生混凝土梁的设计提供参考。
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