方钢管再生骨料混凝土短柱力学性能试验研究

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再生骨料混凝土为减少对自然资源的消耗和减轻建筑垃圾对环境的影响提供了有效的途径,但是由于再生骨料混凝土的力学性能相对于普通混凝土有所下降且变异性增加,因此再生骨料混凝土目前大多只用于道路等非结构体系中。本文从组合结构的角度,考虑将再生骨料混凝土灌入到方钢管中形成方钢管再生骨料混凝土,构件发挥了钢管和再生骨料混凝土各自的力学优势,为建筑垃圾的资源化利用提供了重要途径。  本文选择废弃烧结砖和废弃混凝土作为再生骨料,研究再生骨料的物理力学性能,对再生骨料混凝土进行配合比设计,确定适合再生骨料配合比计算的理论公式;对再生骨料混凝土的力学性能进行试验研究,采用声发射技术对再生骨料混凝土的破坏过程进行监测,了解试块内部裂缝发展变化情况;本文共设计方钢管再生骨料混凝土短柱24根,其中轴心受压12根,偏心受压12根,研究了含钢率、偏心距、再生骨料取代率、不同骨料种类4个因素对方钢管再生骨料混凝土短柱力学性能的影响,根据试验结果选择适用于方钢管再生骨料混凝土承载力计算的规程。  研究结果表明:(1)随着再生骨料取代率的增加,再生骨料混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量等力学性能呈现下降的趋势,当再生砖骨料取代率超过30%时,混凝土强度降低明显;(2)轴压试件其核心再生混凝土为剪切破坏,破坏时截面出现斜向鼓曲环,偏压试件破坏形态为弯曲破坏;(3)随着再生骨料取代率增加,刚度降低,极限承载力下降;含钢率增加,刚度增大,极限承载力提高明显;偏心距增大,刚度下降较快,极限承载力降低,跨中侧向位移增加;(4)偏心受压试件跨中横截面应变分布基本符合平截面假定,偏心距对中和轴的位置影响较大,中和轴的位置可以通过试件所受荷载计算确定;(5)试件具有良好的延性,再生砖骨料取代天然骨料时的延性要整体优于再生砖骨料取代再生混凝土骨料的情况,含钢率和偏心距越大时,延性越好;(6)规范DBJ13-51-2003和规范GB50936-2014其理论计算值与实验值较吻合,适合试件的轴心受压和偏心受压计算。
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