再生混凝土T形截面叠合梁抗弯性能试验研究

摘要

随着人类社会的不断发展，城市及其周边地区的建筑垃圾与日俱增，这不仅对自然界的生态环境构成了严重的威胁，而且也造成了正在急剧减少的建筑原材料的进一步匮乏。面对建筑垃圾日益激增和天然建筑原材料不断减少的“全球化”两难问题，行之有效的解决方法却十分缺乏，这无疑对生态环境和资源利用的“可持续性发展”提出了挑战。
　　 通过将报废旧混凝土等建筑垃圾进行回收加工成再生骨料，部分或全部代替传统混凝土制备中的砂、石等天然骨料，再将其与水泥、水及外加剂等材料按照适当的比例混合搅拌而形成的再生骨料混凝土(简称，再生混凝土)为有效解决上述“两难”问题开辟了一条全新的思路，同时也对建筑垃圾的资源化合理利用提出了行之有效的方法。
　　 本试验对比了8根再生混凝土T形截面叠合梁和2根天然骨料混凝土T形截面叠合梁的受弯试验结果，分析了再生骨料不同取代率下再生混凝土T形截面叠合梁正截面的受弯性能、变形特征和极限破坏形态，主要研究了再生混凝土T形截面叠合梁正截面的平截面假设、极限承载能力、抗裂性能、裂缝发展情况和挠度变形等内容。结果表明：
　　 (1)与天然骨料混凝土试验梁相类似，再生混凝土T形截面叠合梁在受力过程中同样具有明显的弹性变形、开裂、塑性屈服、极限破坏四个典型的阶段特征；梁跨中正截面的平截面假定依然成立；受弯机理特征与天然骨料混凝土试验梁的基本相同。
　　 (2)再生骨料取代率的多少对再生混凝土T形截面叠合梁的开裂荷载和极限承载力的影响不显著。
　　 (3)再生混凝土试验梁与天然骨料混凝土试验梁的裂缝分布及开展情况类似；当荷载相同时，再生混凝土试验梁的裂缝开展速度略高于天然骨料混凝土，但各试验梁最终的最大裂缝宽度基本相似，说明再生骨料取代率的多少对试验梁的最大裂缝宽度影响不明显。
　　 (4)再生骨料的存在对于试验梁的抗弯刚度有一定程度的削弱作用；当荷载相同时，再生混凝土试验梁的挠度比天然骨料混凝土试验梁的大；且随再生骨料取代率的增加而有所增大，但极限挠度相差不明显。
　　 最终，借鉴现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中天然骨料混凝土梁的计算方法，验算了再生混凝土T形截面叠合梁的开裂荷载、极限承载力和挠度变形量。
　　 结果表明，天然骨料混凝土T形截面叠合梁的开裂荷载和极限承载力的《规范》计算方法依然适合于再生混凝土T形截面叠合梁，而挠度计算方法已不再适用于再生混凝土T形截面叠合梁的挠度变形计算，须进行合理修正后才能继续使用。
　　 总之，经充分研究及合理改良后的再生混凝土T形截面叠合梁具有良好的工程应用性。