再生粗骨料混凝土梁的受弯性能试验研究及分形分析

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近年来,随着我国城市化建设的加快,许多旧建筑已达到了使用年限,加之大规模的工程建设和城市改造的进行,每年必将产生大量的建筑垃圾,在这些建筑垃圾中,除了废混凝土外,还掺杂了很大一部分废砖,而且,有些是两者交错在一起,很难分类,因此,我国再生混凝土的实际应用中,必须考虑砖掺量对再生混凝土性能的影响。  本文通过对96块立方体试块、48块棱柱体试块和4根再生混凝土梁的试验研究,分析了再生粗骨料中砖掺量对再生混凝土力学性能和构件受弯性能的影响,其主要结论如下:  1、当水灰比较低时,再生粗骨料中砖掺量对再生混凝土的抗压强度有有利影响;当水灰比较高时,砖掺量对再生混凝土的抗压强度有不利影响;砖掺量对再生混凝土劈裂抗拉强度有不利影响;当水灰比较低时,再生混凝土的静力抗压弹性模量随砖掺量的增加先增大后减小;当水灰比较高时,再生混凝土的静力抗压弹性模量随砖掺量的增加而减小。  2、再生混凝土梁受弯破坏与普通混凝土梁相似,具有明显的弹性、开裂、屈服和极限四个明显特征;再生混凝土梁正截面平均应变符合平截面假定;砖掺量对再生混凝土梁的抗弯刚度和最大裂缝宽度都有一定的不利影响,尤其当砖掺量超过10%时,其不利影响较为明显。  3、再生混凝土梁开裂弯矩随着砖掺量的增加而变小,再生混凝土梁的开裂弯矩由再生混凝土抗拉强度决定;按照现行混凝土结构设计规范计算再生混凝土梁的极限承载力是安全可行的;按照现行混凝土结构设计规范计算梁的跨中挠度值和最大裂缝宽度值均小于试验值,建议在再生混凝土实际工程应用中,对其进行修正,尤其对于砖掺量超过10%的构件,其变形和裂缝宽度要严加重视。  4、基于再生混凝土梁表面裂缝的分布特征,采用分形理论对再生混凝土梁的开裂到破坏过程进行了定量化描述,证明了再生混凝土梁在破坏及各级荷载水平下构件表面裂缝分布可以用其表面裂缝分维数来表征,同时建立了再生混凝土梁表面分维数与力学参数、损伤变量的量化关系,为再生混凝土梁的开裂到破坏过程定量化研究提供了新的思路。
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