长期荷载作用下再生混凝土梁裂缝宽度试验研究

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再生混凝土力学性能试验研究

再生混凝土力学性能试验研究

再生混凝土力学性能试验研究再生混凝土是一种利用废弃材料或再生骨料替代传统骨料制备的混凝土。

随着环境保护意识的增强和可持续发展的要求,再生混凝土的研究和应用受到了广泛关注。

再生混凝土的力学性能是其应用的重要指标之一,因此进行再生混凝土力学性能试验研究十分必要。

一、抗压强度试验抗压强度试验是评价混凝土强度的重要指标。

进行再生混凝土抗压强度试验时,需要按照相关规范的要求制备试件,通常为立方体或圆柱体试件。

然后在试验机上施加逐渐增加的垂直压力,记录载荷与变形的关系,并测得其最大承载能力。

二、抗拉强度试验抗拉强度试验是评价混凝土抗拉能力的指标。

由于混凝土的抗拉强度较低,因此在试验中通常采用间接的方法,如钢筋拉伸试验或三点弯曲试验。

通过在试验机上施加拉力或弯矩,得到混凝土的抗拉强度。

三、抗剪强度试验抗剪强度试验是评价混凝土抗剪性能的指标。

常用的试验方法有直剪试验和倾斜剪试验。

通过施加剪切力,在试验机中观察其破坏模式和测量抗剪强度。

四、抗冻性试验抗冻性试验是评价混凝土在冻融循环过程中的性能的指标。

常用的试验方法有水冻融试验和氯盐冻融试验。

通过在设定的温度和湿度条件下进行冻融循环,观察混凝土的破坏情况以及测量抗冻性。

五、耐久性试验耐久性试验是评价混凝土在长期使用过程中能否满足要求的指标。

包括耐化学腐蚀性试验、抗硫酸盐侵蚀试验、抗氯离子渗透性试验等。

通过模拟混凝土在特定环境下的腐蚀作用,观察其性能变化以及测量相应的指标。

六、微观结构分析为了更全面地了解再生混凝土的性能,还可以通过扫描电镜、X射线衍射、红外光谱等技术对其微观结构进行分析。

这些分析方法可以提供混凝土中骨料分布、孔隙结构以及水泥胶石的化学组成等信息。

总之,再生混凝土的力学性能试验研究十分关键,可以评价其抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、抗冻性、耐久性等指标,并通过微观结构分析进一步了解其性能变化机理,为再生混凝土的应用提供科学依据。

再生混凝土断裂能试验研究

再生混凝土断裂能试验研究

再生混凝土断裂能试验研究提要:本文依据国际混凝土协会(fib)2010模式规范建议,采用单轴拉伸试验,对再生混凝土的受拉断裂能进行了试验研究。

根据实验结果,探讨了普通混凝土断裂能计算公式关系式对再生混凝土的适用性,结果表明普通混凝土断裂能计算公式不适用于再生混凝土。

在试验数据回归分析的基础上,本文建议了再生混凝土断裂能计算公式,可供再生混凝土结构构件断裂分析时参考。

关键词:再生混凝土;断裂能;计算公式abstract: in this paper, on the basis of international concrete association (fib ) 2010 model specification recommends, the uniaxial tensile test of recycled concrete, the tensile fracture energy are studied. according to the experimental results, and discuss the applicability of calculation formula of relation of recycled concrete can ordinary concrete fracture, the results suggest that in general the fracture energy of concrete calculation formula is not suitable for recycled concrete. based on the regression analysis of experimental data, this paper suggests the recycled concrete fracture energy formula, the reference for the regeneration of concrete structure fracture. keywords: recycled concrete; fracture energy; calculation formula中图分类号:[tq178]文献标识码a 文章编号1 前言近年来,随着环境保护意识和可持续发展观念的深入,关于再生混凝土技术的研究成为建筑材料和结构领域的一个热点问题。

再生混凝土抗裂性能影响因素试验研究

再生混凝土抗裂性能影响因素试验研究
韧性 是 材料 变形 与 断裂 的综合 性质 ,可 定义 为材
低 于普通 混凝 土 , 这影 响到 再生混 凝土 的推 广应用 。为
了将 废 弃混 凝土 再 利用 ,本 文 将研 究 影 响再 生混 凝 土 抗裂 性 能各 种 因素 ,为 提 高再 生 混凝 土抗 裂 性 能提 供

定 的技术 途径 , 从而 加快 再 生 混凝 土在 工 程 中 的循
r R m的引伸仪 量测 , 应力 由计 算机采 集得 到 。 应力 一应变
曲线 上升 段采 用应 力 加 载模 式 ,下 降段 采用 应 变 加载 模式 , 载 率分 别 为 0 3 . P / 和 1 s 每种 加 加 . ~0 5M a s 0/ , 载均 对棱 柱体 试件 进 行 3块 试 件抗 压 试验 , 当发现 试 验 的数据较 为 离散 时 , 加混 凝土 试件 的块 数 。 增
4 0
40 0 40 0
4 0 0 4 0 0
0 4 .5 0 4 .5
0 4 . 5 O 4 . 5
67 3 63 7
6 7 3 6 7 3
1O 8 1O 8
10 8 lO 8
l 2 1 8
2 4 3 0
试 验 结 果
水胶 比对 再 生 混 凝 土 抗 裂 性 能 的影 响
恒 定胶 凝材 料用 量 4 0 g m,再 生骨 料取 代 率为 0 /。 k
1 0 , 率 3 %; 准 养 护 2 , 化 水 胶 比 为 0 3 、 0% 砂 5 标 8d 变 . 2
6 0
8 0 1O 0

废 弃水 泥混 凝 土 的回 收利 用 是建 筑环 保 的一 项 重 要 措施 , 已有 的研 究成 果表 明再 生混 凝 土 的抗裂 性 略

混凝土结构中裂纹扩展的数值模拟研究

混凝土结构中裂纹扩展的数值模拟研究

混凝土结构中裂纹扩展的数值模拟研究一、背景介绍:混凝土结构的裂纹扩展是一种常见的破坏形式,会严重影响混凝土结构的使用寿命和安全性能。

因此,对混凝土结构中裂纹扩展的数值模拟研究具有重要意义。

数值模拟可以模拟混凝土结构在荷载作用下的变形和破坏过程,预测裂纹扩展的位置和扩展方式,为混凝土结构的设计和维护提供重要依据。

二、研究内容:本研究将采用有限元数值模拟方法,研究混凝土结构中裂纹扩展的数值模拟。

具体研究内容包括以下几个方面:1. 混凝土材料的本构模型:混凝土材料的本构模型是数值模拟的基础,研究中将选择适合混凝土材料特性的本构模型。

目前常用的混凝土本构模型有线性弹性模型、弹塑性模型、损伤模型等。

本研究将选择适合研究对象的本构模型,以模拟混凝土受力后的变形和破坏过程。

2. 荷载模拟:混凝土结构在使用过程中受到各种荷载的作用,如静荷载、动荷载、温度荷载等。

研究中将选择适合研究对象的荷载模拟方式,以模拟混凝土结构在荷载作用下的变形和破坏过程。

3. 裂纹扩展模拟:混凝土结构中裂纹扩展是研究的重点,研究中将分析裂纹扩展的机理和影响因素,并采用适合的数值方法模拟裂纹扩展。

常用的数值方法有有限元法、边界元法、位移间断法等。

本研究将选择适合裂纹扩展研究的数值方法,以模拟混凝土结构中裂纹扩展的位置和扩展方式。

4. 模拟结果分析:最终,研究将对数值模拟结果进行分析和评价,以验证模拟结果的准确性和可靠性。

分析将包括混凝土结构变形和破坏过程的模拟精度、裂纹扩展的模拟准确性等方面。

三、研究意义:本研究能够为混凝土结构的设计和维护提供重要依据。

具体意义如下:1. 对混凝土结构中裂纹扩展机理的深入研究,有助于提高混凝土结构的安全性能。

2. 通过数值模拟,可以预测混凝土结构中裂纹扩展的位置和扩展方式,为混凝土结构的维护提供指导。

3. 本研究可以为混凝土材料本构模型和裂纹扩展数值模拟方法的研究提供参考。

四、结论:本研究将采用有限元数值模拟方法,研究混凝土结构中裂纹扩展的数值模拟。

裂缝宽度验算及减小裂缝宽度的主要措施

裂缝宽度验算及减小裂缝宽度的主要措施

8.2.5 裂缝宽度验算及减小裂缝宽度的主要措施对裂缝宽度的限制,应从保证结构耐久性,钢筋不被锈蚀及过宽的裂缝影响结构外观,引起人们心理上的不安两个因素来考虑。

《混凝土结构设计规范》(GB50010)规定,钢筋混凝土构件在荷载的标准组合下,并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度,应符合下式规定:(8-20)式中w max——按荷载的标准组合并考虑长期作用影响计算的构件最大裂缝宽度,按式;w lim——裂缝宽度限值,根据构件所处的环境类别(表8-1)不同,裂缝宽度限值取表8-2中的值。

表8-1 混凝土结构的使用环境类别表8-2 混凝土结构构件的最大裂缝宽度限值w lim (mm)《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023)规定,钢筋混凝土构件在正常使用极限状态下的裂缝宽度,应按作用短期效应组合并考虑长期效应影响进行验算,且不得超过以下规定的限值:一般环境0.20mm有气态、液态或固态侵蚀物质环境0.10mm这里,一般环境系指寒冷和严寒、无侵蚀物质影响的地面和水下及与土直接接触的环境;有气态、液态或固态侵蚀物质环境系指包括海水、使用除冰盐在内及工业污染的环境。

从影响裂缝宽度的主要因素以及两本规范的裂缝宽度计算公式中我们发现,当设计计算发现裂缝宽度超限,或要求减小裂缝宽度时,选择较细直径的钢筋及变形钢筋是最为经济的措施。

因为同样面积的钢筋,直径小则其周长与面积比就大,这就增大了钢筋与混凝土间的粘结力,采用变形钢筋亦是这个道理。

粘结力大,可使裂缝间距缩短,裂缝即多而密,裂缝间距内钢筋与混凝土之间的变形差就小,裂缝宽度减小。

但是,当采用上述措施仍不能满足要求时,亦可增大钢筋截面面积,从而增大截面的配筋率,减小钢筋的工作应力,减小平均裂缝间距;当然,有时也可采取改变截面形式及尺寸或提高混凝土强度等级等办法。

8.2.6 小结两本规范的裂缝宽度计算公式相差较大(见表8-3)。

从理论基础上看,《混凝土结构设计规范》(GB50010)采用一般裂缝理论,然后通过试验数据统计回归的方法确定其中的系数;《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023)公式则纯粹是建立在试验统计分析基础上的。

混凝土中裂纹扩展的数值模拟研究

混凝土中裂纹扩展的数值模拟研究

混凝土中裂纹扩展的数值模拟研究混凝土是一种广泛应用于建筑、桥梁、道路等工程中的材料。

然而,由于混凝土的性质,它容易出现裂纹,这些裂纹会导致混凝土结构的强度和稳定性下降。

因此,对混凝土中裂纹扩展的数值模拟进行研究是非常必要的。

一、混凝土中裂纹扩展的原因混凝土中裂纹的形成和扩展是由外部荷载和内部应力引起的。

混凝土中的应力主要来自以下几个方面:1.温度变化:混凝土中的温度会随着外部环境的变化而发生变化,这会导致混凝土中的应力变化。

2.干缩和收缩:混凝土在硬化过程中会发生干缩和收缩,这也会导致混凝土中的应力变化。

3.荷载:外部荷载是混凝土中裂纹形成和扩展的主要原因。

当外部荷载超过混凝土的承载能力时,混凝土中就会形成裂纹,而这些裂纹会随着荷载的不断增加而扩展。

二、混凝土中裂纹扩展的数值模拟方法数值模拟是一种通过计算机模拟实验来研究物理现象的方法。

在混凝土中裂纹扩展的研究中,数值模拟是一种非常有效的方法。

下面介绍两种常用的数值模拟方法:1.有限元法有限元法是一种利用计算机对物体进行离散化,将其分割成小的单元,然后对每个单元进行数学分析的方法。

在混凝土中裂纹扩展的研究中,有限元法可以将混凝土分割成小的单元,然后对每个单元进行应力分析,从而预测混凝土中的裂纹扩展情况。

2.位移法位移法是一种利用计算机对物体进行离散化,将其分割成小的单元,然后对每个单元进行位移分析的方法。

在混凝土中裂纹扩展的研究中,位移法可以预测混凝土中的应力分布和位移情况,从而预测混凝土中的裂纹扩展情况。

三、混凝土中裂纹扩展的数值模拟研究进展1.研究对象混凝土中裂纹扩展的数值模拟研究主要针对以下几个对象:1.混凝土墙体:混凝土墙体是建筑中广泛使用的一种结构,混凝土中的裂纹扩展会对其强度和稳定性造成影响。

2.混凝土梁:混凝土梁是建筑中承载荷载的主要结构之一,混凝土中的裂纹扩展会导致梁的强度和稳定性下降。

3.混凝土板:混凝土板是建筑中广泛使用的一种结构,混凝土中的裂纹扩展会对其承载能力造成影响。

钢筋混凝土梁表面多裂缝扩展的试验研究

钢筋混凝土梁表面多裂缝扩展的试验研究

度为 0 . 2 ~0 . 4 mm[ 1 ] , 一 旦超 出允 许值 则 易 造成 内部 钢 筋锈 蚀 , 危害建 筑 的安全 . 常规 检测 主要 依 赖 于技 术
B OT D R / A是基于 光纤 本身 布 里渊 散 射 的非线 性 效应
而发展起来 的长距离分 布式检测技 术_ 7 ] , 可检测 出沿测
度、 外 力荷 载 、 环 境侵 蚀 、 老 化 等外 部 因 素 影 响而 易 发
生开裂 . 我 国混 凝 土结 构 设 计 规 范规 定 的裂 缝 允 许 宽
大 困难 . 而B 0TD R / A技 术 则克 服 了 上述 技 术 中无 法
多点、 长 距 离 分 布 式 在线 监 测 的难 题 , 为监 测 混 凝 土 表 面多 裂缝 的 出现 和 扩展 提 供 了一种 新 的解 决 方 案 .
纤 环 绕 4道 跨 过 相 同裂 缝 , 并采 用 不 同 的 胶黏 剂全 面黏 接 , 研 究 了胶 黏 剂 粘 贴 效 果 对 测 量 结 果 的 影 响 . 在 梁 中部 加 载 l O
k N 的静 态 荷 载 使 裂 缝 扩 展 , 将 B OT D A 的空 间分 辨 率 设 为 5 c m, 采样间隔设为 1 c m, 经 初 步 的信 号 处 理 , 即可 获得 混 凝
果, 具备一定 的实用 价值 , 但 未 见对 密集 裂缝 区应 变情
况监 测及实验 的相 关报道.

第5 5 卷
第 4 期
厦 门 大 学 学报 ( 自然 科 学版 )
J o u r n a l o f Xi a me n Un i v e r s i t y( Na t u r a l S c i e n c e )

混凝土中荷载作用下微裂纹扩展的试验研究

混凝土中荷载作用下微裂纹扩展的试验研究

混凝土中荷载作用下微裂纹扩展的试验研究一、研究背景混凝土是一种广泛应用于建筑、桥梁、道路等工程领域的材料。

在实际的使用过程中,混凝土受到荷载的作用,会产生微裂纹,从而影响混凝土的力学性能和耐久性能。

因此,研究混凝土中荷载作用下微裂纹的扩展规律,对于提高混凝土的力学性能和耐久性能具有重要意义。

二、研究目的本研究的主要目的是通过试验研究,探究混凝土中荷载作用下微裂纹的扩展规律,为混凝土的设计和使用提供科学依据。

三、研究方法本研究采用压剪试验法进行混凝土的微裂纹扩展试验。

具体步骤如下:1. 制备混凝土试件。

将水泥、砂子、石子和水按照一定比例混合搅拌,制备出混凝土试件。

2. 采用压剪试验法进行微裂纹扩展试验。

将混凝土试件放置在试验机上,施加一定的荷载,观察混凝土试件中微裂纹的扩展情况。

3. 对试验数据进行处理。

通过对试验数据的处理,得到混凝土中微裂纹扩展的规律。

四、实验结果通过压剪试验法进行微裂纹扩展试验,得到了混凝土中微裂纹扩展的规律。

实验结果表明,混凝土中微裂纹的扩展速度随着荷载的增大而增大,混凝土中微裂纹的扩展路径呈现出不规则的分布。

此外,混凝土中微裂纹的扩展也受到混凝土本身的材料性质和试件的几何形状等因素的影响。

五、结论本研究通过压剪试验法进行混凝土的微裂纹扩展试验,得到了混凝土中微裂纹扩展的规律。

实验结果表明,混凝土中微裂纹的扩展速度随着荷载的增大而增大,混凝土中微裂纹的扩展路径呈现出不规则的分布。

此外,混凝土中微裂纹的扩展也受到混凝土本身的材料性质和试件的几何形状等因素的影响。

这些研究结果为混凝土的设计和使用提供了科学依据,具有重要的现实意义。

冲击荷载作用下混凝土裂纹扩展特性试验研究及数值模拟

冲击荷载作用下混凝土裂纹扩展特性试验研究及数值模拟

冲击荷载作用下混凝土裂纹扩展特性试验研究及数值模拟一、研究背景混凝土是建筑工程中常用的材料之一,其具有高强度、耐久性好等优点。

然而,在荷载作用下,混凝土容易发生裂纹,从而影响其性能和寿命。

因此,深入研究混凝土在荷载作用下的裂纹扩展特性对于保障建筑结构的安全和稳定具有重要意义。

二、试验设计1.试验目的本次试验旨在研究荷载作用下混凝土的裂纹扩展特性,探究裂纹扩展的规律,为混凝土结构的设计提供参考。

2.试验材料试验采用普通混凝土,其配合比为水泥:砂:石子=1:2:3,水灰比为0.5。

3.试验方法采用拉伸试验法,将混凝土试样置于拉伸试验机上,施加渐进式荷载,观察试样的裂纹扩展情况。

试验过程中,记录荷载-位移曲线,以及裂纹扩展长度与荷载之间的关系。

4.试验步骤步骤一:制备混凝土试样,按照配合比将水泥、砂、石子、水拌和均匀,制成直径为150mm,高度为300mm的圆柱形试样。

步骤二:将试样放置于拉伸试验机上,施加荷载,并记录荷载-位移曲线。

步骤三:在荷载作用下观察试样的裂纹扩展情况,并记录裂纹长度与荷载之间的关系。

5.试验结果分析试验结果显示,随着荷载的逐渐增加,混凝土试样出现了不同程度的裂纹,随着荷载的继续增加,裂纹长度也逐渐加大。

在试验过程中,裂纹的扩展呈现出不稳定的趋势,即裂纹长度不断增加,但增长速度不断减缓。

此外,试验结果还表明,混凝土试样的受力性能随着裂纹的扩展而逐渐下降。

三、数值模拟为了更加深入地研究混凝土在荷载作用下的裂纹扩展特性,本研究选用有限元分析法对混凝土试样的裂纹扩展进行模拟。

具体模拟步骤如下:1.建立有限元模型首先,根据混凝土试样的几何尺寸和试验条件,建立混凝土试样的有限元模型。

为了准确反映混凝土的非线性特性,采用弹塑性模型对混凝土进行建模,并在模型中考虑混凝土的各向异性。

2.施加荷载在有限元模型中,施加与试验中相同的荷载并进行计算。

在模拟过程中,记录混凝土试样中裂纹的产生和扩展情况。

再生混凝土梁正截面裂缝宽度计算方法研究

再生混凝土梁正截面裂缝宽度计算方法研究

再生混凝土梁正截面裂缝宽度计算方法研究随着现代社会经济的发展,传统的混凝土的应用面越来越广泛,而在其应用的过程中,混凝土梁作为一种典型的建筑结构,也在被广泛的使用,在其使用的过程中,有一个很重要的指标就是裂缝的宽度,这不仅决定了混凝土梁的受力性能,而且也是判断混凝土结构的安全及可靠性的重要标志。

因此,对裂缝宽度的计算具有重要的意义,本文重点介绍了再生混凝土梁正截面裂缝宽度的计算方法,旨在为施工作业提供有效的技术支持。

再生混凝土梁的正截面裂缝宽度计算涉及到混凝土的性能、强度及受力性能的分析,以及混凝土梁的稳定和可靠性的研究。

其中,混凝土强度及受力性能分析涉及到混凝土拉伸强度、抗压强度和抗剪强度的研究,其结果将直接影响混凝土梁正截面裂缝的宽度。

此外,混凝土梁的稳定和可靠性采用非线性完全有限元分析法计算,结果将用于再生混凝土梁正截面裂缝宽度的计算。

此外,还可以采用有限元分析和经验公式,根据混凝土梁的受力状态,考虑混凝土梁的结构尺寸和材料状态,来计算混凝土梁正截面裂缝宽度。

最后,在混凝土梁正截面裂缝宽度计算方法研究中,还可以就混凝土梁和结构的工程实践表明,由于开裂原因和结构性质的不同,可能会影响到裂缝宽度的计算,因此需要建立一套试验方法,检测混凝土梁的正截面裂缝宽度。

本文介绍的再生混凝土梁正截面裂缝宽度计算方法,有助于为再生混凝土梁的可靠性研究和受力性能分析提供重要技术支持。

综上所述,混凝土梁正截面裂缝宽度计算方法研究在获取正确裂缝宽度方面具有重要意义,为混凝土梁的抗剪及受力性能提供可靠性保障,也能提高混凝土梁的稳定性及可靠性。

同时,本文也指出,裂缝宽度计算时,需要考虑混凝土梁的受力状态、尺寸和材料状态,且要建立一套试验方法,以确保获得正确的计算结果。

总之,再生混凝土梁正截面裂缝宽度的计算与混凝土材料性能、强度及受力性能的分析以及混凝土梁的稳定和可靠性的研究有关,计算结果的正确性及可信度将为混凝土梁的施工及安全运行提供技术支持。

再生混凝土梁斜裂缝宽度试验研究

再生混凝土梁斜裂缝宽度试验研究

引言:再生混凝土是指利用废弃混凝土或其他建筑废弃物进行再生利用,制成新的混凝土材料。

再生混凝土具有环保、经济、可持续等优点,因此在建筑领域得到了广泛应用。

然而,再生混凝土的力学性能与传统混凝土存在差异,需要进行更多的试验研究。

正文:本文针对再生混凝土梁斜裂缝宽度进行试验研究。

试验采用了不同配合比的再生混凝土,分别进行了静载试验和动载试验。

试验结果表明,再生混凝土梁的斜裂缝宽度与传统混凝土梁存在差异,且随着配合比的不同而变化。

静载试验结果显示,再生混凝土梁的斜裂缝宽度随着荷载的增加而增加,但增长速率较传统混凝土梁慢。

同时,不同配合比的再生混凝土梁斜裂缝宽度存在差异,其中水灰比为0.4时,斜裂缝宽度最小,为0.2mm;水灰比为0.5时,斜裂缝宽度最大,为0.6mm。

动载试验结果显示,再生混凝土梁的斜裂缝宽度随着荷载的增加而增加,但增长速率较传统混凝土梁快。

同时,不同配合比的再生混凝土梁斜裂缝宽度存在差异,其中水灰比为0.4时,斜裂缝宽度最小,为0.3mm;水灰比为0.5时,斜裂缝宽度最大,为0.8mm。

结论:本文通过试验研究得出,再生混凝土梁的斜裂缝宽度与传统混凝土梁存在差异,且随着配合比的不同而变化。

在静载试验中,水灰比为0.4时,斜裂缝宽度最小;在动载试验中,水灰比为0.4时,斜裂缝宽度最小。

因此,在实际工程中,应根据具体情况选择合适的再生混凝土配合比,以减小斜裂缝宽度。

结语:再生混凝土的应用已经成为建筑领域的一个重要趋势。

本文通过试验研究,对再生混凝土梁斜裂缝宽度进行了探究,为再生混凝土的应用提供了一定的参考。

未来,我们将继续深入研究再生混凝土的力学性能,为其在建筑领域的应用提供更多的支持。

混凝土梁中裂缝的承载能力研究

混凝土梁中裂缝的承载能力研究

混凝土梁中裂缝的承载能力研究一、引言混凝土结构在工程建设中得到了广泛应用,而混凝土裂缝的形成是不可避免的,因此混凝土裂缝的承载能力研究具有重要的工程实际意义。

本文旨在对混凝土梁中裂缝的承载能力进行研究,分析裂缝对混凝土梁的影响,并探讨提高混凝土梁裂缝承载能力的方法。

二、混凝土梁中裂缝的形成原因混凝土梁中裂缝的形成原因多种多样,主要包括以下几个方面:1.材料质量问题:混凝土材料的质量是影响混凝土梁裂缝形成的重要因素,如果成分不均匀,掺杂过多的砂和石子,或者水泥含量不足,就会导致混凝土梁强度不足,容易出现裂缝。

2.施工质量问题:混凝土梁的施工质量也是影响裂缝形成的重要因素,如果混凝土配合比不合理,振捣不到位,浇注过程中出现空洞,或者养护不当等,都会导致混凝土梁裂缝形成。

3.外部载荷作用:外部载荷是混凝土梁裂缝形成的主要原因之一,如果载荷过大或者超过了混凝土梁的承载能力,就会导致混凝土梁出现裂缝。

三、混凝土梁中裂缝对承载能力的影响混凝土梁中裂缝的形成对混凝土梁的承载能力有很大影响,主要表现在以下几个方面:1.强度降低:混凝土梁中裂缝的形成会使得混凝土梁的强度降低,特别是在裂缝处,混凝土梁的强度会更加明显地下降。

2.刚度降低:混凝土梁中裂缝的形成还会使得混凝土梁的刚度降低,因此混凝土梁的挠度会增大,会导致混凝土梁发生变形。

3.稳定性降低:混凝土梁中裂缝的形成还会使得混凝土梁的稳定性降低,因此混凝土梁的抗倾覆能力会降低。

四、混凝土梁中裂缝的承载能力计算方法混凝土梁中裂缝的承载能力计算方法主要有以下几种:1.理论计算法:理论计算法是根据理论计算公式,计算混凝土梁中裂缝的承载能力,其计算精度较高,但需要了解混凝土和裂缝的力学性质。

2.试验法:试验法是通过实验方法,测试混凝土梁在不同载荷下的裂缝形成和扩展情况,从而计算混凝土梁中裂缝的承载能力。

3.经验计算法:经验计算法是根据混凝土梁的实际情况,通过经验公式计算混凝土梁中裂缝的承载能力,其计算精度较低,但计算简单,适用于不太复杂的工程。

混凝土裂缝扩展规律研究及其对结构安全的影响

混凝土裂缝扩展规律研究及其对结构安全的影响

混凝土裂缝扩展规律研究及其对结构安全的影响一、引言混凝土材料因其良好的力学性能、抗压强度、耐久性以及施工方便等特点,被广泛应用于建筑结构中。

然而,在使用过程中,由于外界环境和内部因素的影响,混凝土结构会出现裂缝,进而影响结构的安全性。

因此,研究混凝土裂缝扩展规律及其对结构安全的影响具有重要的意义。

二、混凝土裂缝扩展规律研究1. 混凝土裂缝的形成原因混凝土裂缝的形成原因主要包括混凝土本身的收缩和膨胀、外部荷载作用、温度变化等因素。

其中,混凝土本身的收缩和膨胀是混凝土裂缝形成的主要原因,这是由于混凝土在硬化过程中会发生收缩,收缩量与水灰比、环境温度、湿度等因素有关。

2. 混凝土裂缝的扩展规律混凝土裂缝的扩展规律主要与混凝土的材料性质、外部荷载、环境温度等因素有关。

一般来说,混凝土裂缝的扩展过程可以分为以下几个阶段:初期扩展阶段、稳定扩展阶段和快速扩展阶段。

其中,初期扩展阶段的裂缝宽度变化较小,稳定扩展阶段裂缝宽度逐渐增加,快速扩展阶段裂缝宽度急剧增加,达到破坏的临界值。

3. 混凝土裂缝扩展规律的影响因素混凝土裂缝扩展规律的影响因素主要包括混凝土的材料性质、外部荷载、环境温度等因素。

其中,混凝土的材料性质对裂缝扩展规律的影响比较大,例如混凝土的抗拉强度和韧性等因素。

另外,外部荷载作用和环境温度变化也会对混凝土裂缝的扩展规律产生影响。

三、混凝土裂缝对结构安全的影响混凝土裂缝对结构安全的影响主要体现在以下几个方面:1. 减小混凝土结构的承载能力:混凝土裂缝的出现会导致结构的刚度减小,从而降低结构的承载能力。

2. 加速结构的老化:混凝土裂缝会加速结构的老化进程,从而影响结构的使用寿命。

3. 影响结构的美观性:混凝土裂缝会影响结构的美观性,降低结构的整体形象。

四、混凝土裂缝扩展控制方法为了减少混凝土裂缝对结构安全的影响,需要采取相应的控制措施。

目前,常用的混凝土裂缝扩展控制方法主要包括以下几个方面:1. 控制混凝土的收缩:通过控制混凝土的水灰比、添加适量的膨胀剂等方法,可以减少混凝土的收缩,从而减少裂缝的产生。

混凝土梁的裂缝宽度标准

混凝土梁的裂缝宽度标准

混凝土梁的裂缝宽度标准一、前言混凝土梁裂缝的宽度标准是评估混凝土结构安全性和可靠性的重要指标之一。

混凝土梁在使用过程中,由于受到荷载的作用,往往会出现裂缝。

裂缝的宽度大小直接影响梁的承载能力和使用寿命。

因此,对混凝土梁裂缝宽度的评估和标准制定具有重要的意义。

二、混凝土梁裂缝的形成原因混凝土梁裂缝的形成原因主要有以下几个方面:1. 材料本身的缺陷,如混凝土强度不足、质量不良等。

2. 钢筋的锈蚀和断裂,导致梁的强度下降。

3. 温度和湿度的变化,会使混凝土发生收缩和膨胀,导致裂缝的形成。

4. 荷载的作用,会使混凝土产生应力,从而导致裂缝的发生。

5. 设计和施工的不合理,如梁截面尺寸不足、钢筋布置不合理等。

三、混凝土梁裂缝的分类混凝土梁裂缝根据裂缝的宽度和深度,可以分为以下几类:1. 微裂缝:裂缝宽度小于0.1mm,深度小于3mm,裂缝不影响混凝土结构的安全性和可靠性。

2. 细裂缝:裂缝宽度在0.1mm至0.3mm之间,深度小于5mm,裂缝对混凝土结构的安全性和可靠性影响较小。

3. 中裂缝:裂缝宽度在0.3mm至0.5mm之间,深度小于10mm,裂缝对混凝土结构的安全性和可靠性影响较大。

4. 大裂缝:裂缝宽度大于0.5mm,深度大于10mm,裂缝严重影响混凝土结构的安全性和可靠性。

四、混凝土梁裂缝宽度标准混凝土梁裂缝的宽度标准应根据混凝土梁的使用环境和荷载情况进行制定。

下面是一些常见的混凝土梁裂缝宽度标准:1. 桥梁梁裂缝宽度标准:根据《公路桥梁设计规范》(GB 50010-2010),桥梁梁的裂缝宽度应小于0.3mm,深度应小于5mm。

2. 建筑梁裂缝宽度标准:根据《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012),建筑梁的裂缝宽度应小于0.3mm,深度应小于5mm。

3. 隧道梁裂缝宽度标准:根据《隧道工程施工及验收规范》(JGJ 85-2017),隧道梁的裂缝宽度应小于0.2mm,深度应小于3mm。

混凝土板受荷裂纹扩展试验与数值模拟

混凝土板受荷裂纹扩展试验与数值模拟

混凝土板受荷裂纹扩展试验与数值模拟一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料,其优点是强度高、耐久性好,因此被广泛应用于建筑结构中。

然而,在混凝土结构中,裂纹是一个常见的问题,因为混凝土的弯曲和剪切强度相对较低,容易发生裂纹。

因此,研究混凝土板受荷裂纹扩展试验与数值模拟,对于混凝土结构的设计和性能评估具有重要的意义。

二、试验方法1、试验材料选取普通混凝土作为试验材料,其配合比为:水泥、砂、石子的比例为1:2.5:4,水灰比为0.45。

按照标准制备混凝土试块,并进行试验,确定混凝土的强度和弹性模量等力学性能参数。

2、试验方案采用三点弯曲试验方法,制备混凝土板试件,试件的尺寸为300mm×300mm×50mm。

在试件上加荷,记录荷载-挠度曲线,并观察裂纹扩展情况。

根据试验数据计算混凝土板的极限荷载和弯曲刚度,以及裂纹扩展的长度和宽度等参数。

3、试验结果根据试验数据计算得到混凝土板的极限荷载为60kN,弯曲刚度为6000N/mm。

在试验过程中,裂纹从试件中心向两侧扩展,扩展长度为100mm,宽度为0.5mm。

三、数值模拟方法1、模型建立采用有限元方法建立混凝土板受荷裂纹扩展的数值模型,模型的尺寸和试验样品一致。

通过对混凝土的力学性能参数进行建模,可以计算出混凝土板在不同荷载下的应力和应变分布情况。

2、模型验证将数值模拟得到的荷载-挠度曲线与试验数据进行比较,验证模型的准确性。

同时,观察数值模拟结果中裂纹扩展的情况,与试验结果进行对比。

3、模型参数分析在数值模拟中,可以调整混凝土的力学性能参数,如弹性模量和抗拉强度等,来分析这些参数对混凝土板受荷裂纹扩展的影响。

四、模拟结果分析1、模拟结果验证通过将数值模拟结果与试验数据进行比较,可以看出数值模拟的结果与试验数据较为一致,说明所建立的模型是可靠的。

2、裂纹扩展分析在数值模拟中,可以观察裂纹扩展的情况。

在混凝土板的中心位置,应力较大,会出现裂纹。

混凝土裂纹扩展检测技术规程

混凝土裂纹扩展检测技术规程

混凝土裂纹扩展检测技术规程一、前言混凝土结构是现代建筑中常见的结构形式,其使用寿命与质量及维护保养密切相关。

而混凝土结构中的裂纹是不可避免的,因此对其进行及时的检测与维修是十分必要的。

本文将介绍混凝土裂纹扩展检测技术规程,旨在帮助读者了解混凝土结构中的裂纹扩展问题以及如何进行检测。

二、混凝土裂纹扩展问题1. 裂纹的类型混凝土结构中的裂纹主要有以下几种类型:(1)抗压裂缝:由于混凝土的抗压强度不足而引起的裂纹。

(2)抗拉裂缝:由于混凝土的抗拉强度不足而引起的裂纹。

(3)收缩裂缝:由于混凝土在硬化过程中的体积变化而引起的裂纹。

(4)温度裂缝:由于混凝土在温度变化作用下的体积变化而引起的裂纹。

2. 裂纹扩展的原因混凝土结构中的裂纹扩展主要有以下几个原因:(1)荷载作用:混凝土结构在受到荷载作用下,裂纹会随着荷载的增加而扩展。

(2)材料老化:混凝土材料会随着时间的推移而老化,导致其抗拉强度、抗压强度下降,从而引起裂纹扩展。

(3)结构变形:混凝土结构在变形过程中,裂纹会随着结构变形而扩展。

三、混凝土裂纹扩展检测技术规程1. 检测方法混凝土裂纹扩展检测方法主要有以下几种:(1)目视检测法:这种方法主要是通过肉眼观察混凝土结构表面的裂纹情况,判断裂纹是否扩展。

(2)钻孔法:这种方法主要是在混凝土结构上钻孔,通过观察钻孔的裂纹情况来判断裂纹是否扩展。

(3)应变计法:这种方法主要是在混凝土结构上安装应变计,通过观察应变计的读数来判断裂纹是否扩展。

2. 检测步骤混凝土裂纹扩展检测步骤主要包括以下几个方面:(1)准备工作:检测前需要进行充分的准备工作,包括检测仪器的检查、检测人员的培训等。

(2)检测区域确定:根据混凝土结构的实际情况,确定需要进行检测的区域。

(3)检测仪器安装:将检测仪器按照说明书进行安装,并进行校准。

(4)检测数据采集:使用检测仪器进行数据采集,并记录相关数据。

(5)数据分析:对采集到的数据进行分析,判断裂纹是否扩展。

研究混凝土裂缝扩展的新方法

研究混凝土裂缝扩展的新方法

研究混凝土裂缝扩展的新方法一、引言混凝土是建筑中常见的材料之一,但它的裂缝扩展问题经常会导致建筑的失效。

因此,深入研究混凝土裂缝扩展的新方法具有重要的理论和实践意义。

二、背景介绍混凝土的裂缝扩展受到多种因素的影响,如荷载、湿度、温度等。

目前,常用的研究混凝土裂缝扩展的方法主要包括试验和数值模拟。

但是,试验成本高、时间长,而数值模拟的准确性有限,因此需要研究混凝土裂缝扩展的新方法。

三、基于人工神经网络的方法人工神经网络是一种模拟人类神经系统的数学模型。

通过对大量数据进行学习,人工神经网络可以预测未知数据的结果。

因此,可以利用人工神经网络模型研究混凝土裂缝扩展。

1. 数据采集首先,需要采集大量混凝土的裂缝扩展数据。

可以通过试验或者现场监测的方式获取这些数据。

在采集数据的过程中,需要注意数据的准确性和完整性。

2. 数据预处理采集到的数据需要进行预处理,包括数据清洗、特征提取、数据归一化等。

特征提取是将原始数据转换为有意义的数据的过程,可以通过特征选择、主成分分析等方法实现。

3. 构建神经网络模型将预处理后的数据输入到神经网络中进行训练,可以采用BP神经网络、RBF神经网络等不同类型的神经网络。

在构建神经网络模型的过程中,需要选择适当的网络结构和参数,并进行调优。

4. 模型验证和优化在模型训练完成后,需要进行模型验证和优化。

可以采用交叉验证等方法验证模型的准确性,并根据验证结果对模型进行优化。

5. 模型应用将优化后的神经网络模型应用到混凝土裂缝扩展的预测中。

可以通过输入混凝土的荷载、湿度、温度等参数,预测混凝土的裂缝扩展情况。

四、基于机器学习的方法机器学习是一种通过让计算机自动学习来提高算法性能的方法。

可以利用机器学习方法研究混凝土裂缝扩展。

1. 数据采集和处理与基于人工神经网络的方法相似,需要采集大量混凝土的裂缝扩展数据,并进行预处理。

2. 特征选择和模型构建在数据预处理完成后,需要进行特征选择,确定哪些特征对混凝土的裂缝扩展具有重要影响。

混凝土结构中裂缝宽度的监测与分析

混凝土结构中裂缝宽度的监测与分析

混凝土结构中裂缝宽度的监测与分析一、概述混凝土是一种广泛使用的建筑材料,但由于其特性,容易出现裂缝,严重影响建筑的稳定性和使用寿命。

因此,对混凝土结构中裂缝宽度的监测与分析具有重要意义。

二、混凝土裂缝的形成原因混凝土裂缝的形成原因主要有以下几点:1. 混凝土收缩混凝土在硬化过程中会出现收缩现象,这种收缩会导致混凝土内部出现应力不均匀,从而引起裂缝的形成。

2. 混凝土温度变化混凝土的温度变化也会导致裂缝的形成。

当混凝土内部温度变化较大时,会导致混凝土内部应力的变化,从而引起裂缝的形成。

3. 荷载作用长期受到荷载作用的混凝土结构也容易出现裂缝,这是由于荷载作用引起应力分布不均匀,从而引起裂缝的形成。

三、混凝土裂缝的分类混凝土裂缝可以分为以下几类:1. 微裂缝微裂缝是指宽度在0.1mm以下的裂缝,一般只能通过显微镜等工具才能观察到。

2. 细裂缝细裂缝是指宽度在0.1mm~0.3mm之间的裂缝,虽然宽度较小,但对混凝土的耐久性和使用寿命也会产生影响。

3. 中裂缝中裂缝是指宽度在0.3mm~1mm之间的裂缝,这种裂缝已经能够肉眼观察到,严重影响建筑的美观度和使用寿命。

4. 大裂缝大裂缝是指宽度在1mm以上的裂缝,这种裂缝对混凝土的耐久性和使用寿命产生极大的影响。

四、裂缝宽度的监测方法为了及时发现混凝土结构中的裂缝,进行有效的维护和修复,需要采用科学的监测方法。

目前,常用的监测方法主要有以下几种:1. 视觉法视觉法是最常用的监测方法,通过肉眼观察混凝土结构表面的裂缝,来确定裂缝的宽度和数量。

这种方法简单易行,但对于微小裂缝的监测效果不理想。

2. 测量法测量法是通过使用测量工具对混凝土结构进行测量,从而确定裂缝的宽度和数量。

常用的测量工具包括厚度计、显微镜等。

这种方法监测效果较好,但需要专业的测量人员和设备。

3. 电子扫描法电子扫描法是通过使用电子扫描仪对混凝土结构进行扫描,从而确定裂缝的宽度和数量。

这种方法监测效果较好,但对设备要求较高,且成本较高。

传统荷载状态下钢筋混凝土结构裂缝的数值和实验预测

传统荷载状态下钢筋混凝土结构裂缝的数值和实验预测

传统荷载状态下钢筋混凝土结构裂缝的数值和实验预测传统荷载状态下的钢筋混凝土结构裂缝预测简介人们都知道,在建筑寿命期间(从第一次施工到最后完工),在受到超强负荷或使用寿命期间,建筑会出现各种裂缝模式。

裂缝的产生是由于应力超过了允许的强度,无论在哪里发生在建筑部件上。

本研究工作使用有限元方法作为一个强大的工具来模拟具有混凝土系统和砖承重墙的完整建筑行为。

其中最重要的反应特征之一是开裂现象,数值模型显示,它有能力预测从第一次开始的开裂顺序。

对每个构件及其连接的全部响应和行为的预测表明,设计者使用的安全系数是精确的,分析证明设计荷载约为开裂荷载的67%,极限荷载约为设计荷载的260%。

这将使长期变形的可持续性和稳定性得到加强。

除了数值解决方案,还有一个实验部分的研究,现场调查显示,所有记录的数据都是恒定值,建筑是稳定的。

实际上,在没有增加荷载的情况下,建筑达到了稳定状态,并且不会出现缺陷。

这基本上是由于在常规荷载状态下的良好设计。

1. 简介民用建筑必须根据居民的文化、社会和自然要求进行准确设计,并提供一个安全的结构来保护他们免受环境行为可能带来的危险。

一个安全的结构必须建立在一个坚固的基础上。

由于不合适的设计,地基的结构性破坏将导致不均匀的沉降,墙壁和地板的裂缝,以及结构的薄弱。

方法和技术的发展指向民用结构的分析和设计方法的改进。

因此,分析的阶段发展简单,并多次保护,以确定结构的弹性和塑性性能[1,2]。

建筑结构体系的选择是建筑结构设计中的一个重要阶段。

有几种混凝土结构体系被用于建筑物的建造中。

建筑结构系统适用于事实载荷,它们应被调查以确定内部力量,如轴向载荷、剪切载荷、应力、力矩、扭转和挠度。

因此,由六层楼组成的建筑可以通过采用计算机工程软件作为空间框架进行分析。

一般来说,建筑结构可以满足稳定性、平衡性、强度、美学和经济性等条件。

建筑物的设计者必须在施工中尽可能地考虑到经济状况。

根据以上所述,重要的是要提到经济原则是建筑施工中的重要因素[3, 4]。

再生混凝土梁正截面开裂弯矩分析与试验研究_吴瑾(论文资料)

再生混凝土梁正截面开裂弯矩分析与试验研究_吴瑾(论文资料)

第40卷第2期建 筑 结 构2010年2月再生混凝土梁正截面开裂弯矩分析与试验研究*吴 瑾1,丁东方2,杨 曦1(1南京航空航天大学土木系,南京210016;2连云港市交通局,连云港222000)[摘要] 在基本假定的基础上,分析了再生混凝土梁正截面开裂弯矩理论计算模式。

进行了27根再生混凝土梁和3根普通混凝土梁的正截面开裂弯矩试验。

试验表明,相同条件下再生混凝土梁开裂弯矩比普通混凝土梁的小25%左右。

根据试验结果分析了混凝土强度和纵筋配筋率对再生混凝土梁开裂弯矩的影响,回归出再生混凝土梁正截面抵抗矩塑性系数,从而建立了再生混凝土梁正截面开裂弯矩计算公式。

应用其他研究者的试验结果对该公式进行了验证,结果表明,建立的再生混凝土梁正截面开裂弯矩计算公式具有较好的适用性。

[关键词] 再生混凝土;梁;开裂弯矩;计算方法Experimental research on the cracking moment of normal section for recycled concrete beam sWu Jin 1,Ding Dongfang 2,Yang Xi1(1Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nangjing 210016,China;2Lianyungang Communication Bureau,Lianyun gang 222000,China)Abstract :The model of the cracking moment of normal section for recycled concrete beams i s investigated on base of some basic assumptions.The experiment of twenty -seven recycled concrete beams and three ordinary concrete beams is conducted.The experi mental results show that the cracking moment of recycled concrete beams about twenty -five percentage is lower than that of ordinary concrete beams.According to the experimental results,the influence of concrete strength and reinforcement rati o on the cracki ng moment of recycled concrete beams is analyzed,and the plasticity coefficien t of section moment of recycled concrete beams is obtained,and the calculating method of cracking moment of recycled concrete beams is established.The calculating results using this method have good aggreement with the experimental results obtained by other researchers.Keywords :recycled concrete;beams;cracki ng moment;calculating method*国家高技术发展研究计划(863计划)重点项目(2009AA032301)。

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第47卷第1期2014年1月土木工程学报CHINA CIVIL ENGINEERING JOURNALVol.47Jan.No.12014基金项目:国家自然科学基金(51308446)、中国博士后科学基金(2013M532022)、陕西省博士后科研特别资助项目、陕西省教育厅专项科研项目(2013JK0973)和西安市科技计划项目(CXY1349(4))作者简介:刘超,博士,讲师收稿日期:2013-01-22长期荷载作用下再生混凝土梁裂缝宽度试验研究刘超1,2白国良2尹磊3冯向东4(1.西安建筑科技大学材料科学与工程博士后科研流动站,陕西西安710055;2.西安建筑科技大学,陕西西安710055;3.江苏邮电规划设计院有限责任公司,江苏南京210018;4.深圳市建工集团股份有限公司,广州深圳518048)摘要:对再生混凝土梁长期荷载作用下裂缝宽度变化进行试验研究,重点分析不同再生粗骨料取代率时再生混凝土梁裂缝随时间变化而发展的规律。

研究结果表明:长期加载过程中,随着取代率增加再生混凝土梁主裂缝旁的次生裂缝与新生裂缝变多且分布不均,同时再生混凝土较普通混凝土梁裂缝宽度增长时期出现显著“后延”特点,且增长期持续时间变长。

通过对裂缝宽度附加时变系数分析,提出不同取代率情况下长期扩大系数,采用系数法建立适于长期荷载作用下的再生混凝土梁最大裂缝宽度计算公式。

关键词:再生混凝土梁;裂缝宽度;长期试验;计算方法中图分类号:TU375.1文献标识码:A文章编号:1000-131X (2014)01-0082-06Experimental study on crack width of recycled aggregate concrete beam under long-term loadingLiu Chao 1,2Bai Guoliang 2Yin Lei 3Feng Xiangdong 4(1.Materials Science and Engineering of Post-Doctoral Research Station ,Xi ’an University of Architecture &Technology ,Xi ’an 710055,China ;2.Xi ’an University of Architecture &Technology ,Xi ’an 710055,China ;3.Jiangsu Posts &Telecommunications Planning and Designing Institute Co.,Ltd.,Nanjing 210018,China ;4.Shenzhen Construction Group Company ,Shenzhen 518048,China )Abstract :Crack width of recycled concrete beams were investigated experimentally under long-term loading.The variation of crack width with time for recycled concrete at different replacement rates was analyzed and compared.Results show that under long-term loading ,the cracking pattern of recycled concrete beam with high replacement rate is more complicated and random than that of recycled concrete beam with low replacement rate.The branching and converging of cracks is more likely to occur in recycled concrete beam with high replacement rate than in that with low replacement rate.The rapid growth period of crack width in recycled aggregate concrete beam is obviously prolongated and increasedcompared to normal concrete beam.By analyzing additional time-varying coefficient of crack width ,the long-term enlargement coefficient for different replacement rates is proposed ,and calculation formula of maximum crack width suitable for recycled aggregate concrete beam under long-term loading is established.Keywords :recycled aggregate concrete beam ;crack width ;long-term experiment ;calculation method E-mail :chaoliu@xauat.edu.cn引言再生混凝土是建筑垃圾资源化环节中,将废弃混凝土清洗、破碎分级后按一定比例配合作为部分或全部骨料配制的混凝土[1]。

再生混凝土及再生混凝土结构的广泛工程推广不仅可以推进建筑垃圾资源化产业,同时也可积极发挥其环境友好型建筑材料的节能优势[2-3]。

但目前对再生混凝土结构设计方法的研究还不全面,特别是针对再生混凝土构件在正常使用阶段的裂缝宽度等内容的研究相对较少,严重阻碍了其工程应用推广[4-5]。

南京航空航天大学的吴瑾、郑州大学李平先等对再生混凝土梁在短期荷载作用下裂缝宽度进行了试验研究,结果表明:再生混凝土梁裂缝开展较普通混凝土构件呈现出裂缝发展周期长,裂缝最大宽度大的特点,现行计算方法已不适用于再生混凝土构件计算[6-7]。

在短期荷载作用下再生混凝土梁裂缝宽度差异第47卷第1期刘超等·长期荷载作用下再生混凝土梁裂缝宽度试验研究·83·性表现明显,可以预见在长期荷载作用下其裂缝发展周期、宽度变化情况会更为复杂。

因此本文以完善再生混凝土结构设计方法为根本出发点,对普通混凝土、不同取代率再生混凝土梁在荷载长期作用(720d )情况下进行试验研究,重点分析其裂缝发展周期与宽度变化规律,得到适于再生混凝土梁正常使用阶段裂缝宽度验算方法。

1试验设计1.1再生粗骨料本次试验原材料为天然粗骨料、再生粗骨料、天然砂,其中再生粗骨料由西安鑫生源环保有限公司提供,该公司采用市场标准化建筑垃圾处理设备,再生粗骨料性能满足《混凝土用再生粗骨料》(GB /T 25177)中Ⅱ类骨料要求,为具有区域代表性的商品化再生粗骨料。

其材性指标详见表1和表2。

表1再生粗骨料组成Table 1Components of recycled coarse aggregates原状石子(%)次生骨料(%)砂浆块(%)杂质(%)3556721.2试件设计本次试验设计对比试件天然骨料混凝土梁1个,表2再生与天然粗骨料指标对比表Table 2Material properties of recycled aggregates and natural aggregates骨料类型表观密度(kg /m 3)堆积密度(kg /m 3)紧密密度(kg /m 3)压碎指标(%)吸水率(%)含水率(%)再生骨料26011314145918.34.67实测最大5.86实测最小2.53天然石子26581438159310.60.69实测最大0.94实测最小0.35取代率50%再生混凝土梁1个,100%再生混凝土梁2个,其中1个100%再生混凝土试件进行短期加载以确定该批试件承载力极限状态及正常使用阶段极限状态。

试验方法严格按照《混凝土结构试验方法标准》(GB 50152—1992)要求执行,依现有试验条件试件尺寸及配筋详见图1。

图1试件几何尺寸和配筋图Fig.1Dimensions and reinforcement details of specimens1.3加载与测量试验人员依托西安建筑科技大学省部级重点实验室现有试验条件,同时兼顾加载稳定性与测量精度,自主设计了“自平衡长期加载/测试试验系统”。

为防止加载配重块在长期试验过程中因吸水导致加载数值变化,对废弃2年以上的混凝土块进行重新称量标定作为加载配重。

试验开始时先进行预加载,测试仪器正常后卸载,重新加载直至构件正截面裂缝宽度达0.2mm 时停止,认定此时试件处于正常使用极限状态并维持荷载不变进入长期试验期。

长期加载过程中主要测量内容为:①试验环境温湿度。

鉴于温湿度对试验构件长期性能的影响,试验测量中监控试验区温湿度变化,并采取措施保证其波动幅度小于最终平均值10%范围内;②再生混凝土构件正截面裂缝测量。

试验前先将试件表面刷白,并分成5cm ˑ5cm 的方格网以便观察和记录裂缝情况。

每次观测时记录裂缝发展与形态,记录裂缝宽度数值;③再生混凝土及钢筋应变。

布置混凝土应变测量仪与钢筋应变片,记录加载期应变变化。

测点布置详见图2所示。

图2测点布置图Fig.2Measuring points on rebar and RAC2试验过程2.1短期加载试验过程从荷载为0加载至裂缝宽度为0.2mm 时停止,该过程为短期加载试验过程。

在试验过程中,普通混凝土梁正截面裂缝形态近似垂直、裂缝间距均匀,而50%再生混凝土梁裂缝发展形态多近似曲线,100%再生混凝土梁主裂缝旁细小裂缝数目多。

再生混凝土·84·土木工程学报2014年试件整体表现出裂缝间距小、裂缝数目多、裂缝宽度小的特点,如图3所示。

图3裂缝分布对比图Fig.3Crack distributions2.2长期加载试验过程加载至裂缝宽度0.2mm 时停止加载,保持荷载不变即认为试件进入正常使用极限状态长期加载试验期。

按照试验观测现象,将加载期分为1周、1个月、3个月、1年、2年共5个阶段。

加载第1周内各试件裂缝宽度增长速度较其他加载期增速快,其中再生混凝土裂缝增速持续时间较普通混凝土更长、高取代率较低取代率试件持续时间更长(见图4)。

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