再生性混凝土抗彎梁的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種再生性混凝土抗彎梁，形狀為長方體，上層為受壓區(qū)，下層為受拉區(qū)，所述受壓區(qū)兩端均配置有至少兩個架立鋼筋，所述受拉區(qū)配置有至少兩個縱向受力鋼筋，所述架立鋼筋和縱向受力鋼筋之間設(shè)有箍筋。本申請再生混凝土抗壓強(qiáng)度和再生混凝土受彎梁極限承載力較普通混凝土的均有提高，與普通混凝土梁相同，再生混凝土梁在受力過程中仍具有明顯的彈性、開裂、屈服、極限四個受力特點；再生混凝土梁應(yīng)用于工程實際是可行的。
【專利說明】
再生性混凝±抗彎梁
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本申請屬于混凝±廢棄物再生利用技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，設(shè)及再生性混凝±抗彎 梁。
【背景技術(shù)】
[0002] 再生混凝±是指將廢棄的混凝±塊經(jīng)過破碎、清洗、分級后，按一定比例與級配混 合，部分或全部代替砂石等天然集料（主要是粗集料），再加入水泥、水等配而成的新混凝 ±。再生混凝±按集料的組合形式可W有W下幾種情況:集料全部為再生集料;粗集料為再 生集料、細(xì)集料為天然砂;粗集料為天然碎石或卵石、細(xì)集料為再生集料;再生集料替代部 分粗集料或細(xì)集料。
[0003] 研究發(fā)現(xiàn)廢棄混凝±骨料比重低于普通天然骨料，再生混凝±的抗壓強(qiáng)度低于同 配合比的普通混凝±，在抗壓強(qiáng)度相等的條件下，再生混凝±的抗彎強(qiáng)度低于普通混凝±， 若使用再生骨料，欲獲得相同的抗壓強(qiáng)度，則水泥用量須大幅增加。但是，在很少有在實際 工程中用到再生混凝±梁。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 有鑒于此，本申請所要解決的技術(shù)問題是缺少再生混凝±梁應(yīng)用于實際工程。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本申請公開了一種再生性混凝±抗彎梁，形狀為長方體， 上層為受壓區(qū)，下層為受拉區(qū)，所述受壓區(qū)兩端均配置有至少兩個架立鋼筋，所述受拉區(qū)配 置有至少兩個縱向受力鋼筋，所述架立鋼筋和縱向受力鋼筋之間設(shè)有髓筋。
[0006] 進(jìn)一步的，正截面高為300mm，寬為150mm。
[0007] 進(jìn)一步的，所述的架立鋼筋和縱向受力鋼筋套設(shè)有保護(hù)層。
[000引進(jìn)一步的，所述架立鋼筋的直徑為12mm。
[0009]進(jìn)一步的，所述縱向受力鋼筋的直徑為16mm。
[0010] 進(jìn)一步的，所述髓筋的直徑為6mm。
[0011] 進(jìn)一步的，所述保護(hù)層的厚度均為25mm。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請可W獲得包括W下技術(shù)效果：
[0013] 1)再生混凝±抗壓強(qiáng)度和再生混凝±受彎梁極限承載力較普通混凝±的均有提 局。
[0014] 2)與普通混凝±梁相同，再生混凝±梁在受力過程中仍具有明顯的彈性、開裂、屈 月良、極限四個受力特點。
[0015] 3)再生混凝±梁應(yīng)用于工程實際是可行的。
[0016] 當(dāng)然，實施本申請的任一產(chǎn)品必不一定需要同時達(dá)到W上所述的所有技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0017] 此處所說明的附圖用來提供對本申請的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本申 請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0018]圖1是本申請實施例的再生性混凝±抗彎梁鋼筋縱向配筋圖；
[0019 ]圖視本申請實施例的圖1中a-a截面配筋圖；
[0020] 圖3是本申請實施例的圖1中b-b截面配筋圖。
【具體實施方式】
[0021] W下將配合附圖及實施例來詳細(xì)說明本申請的實施方式，藉此對本申請如何應(yīng)用 技術(shù)手段來解決技術(shù)問題并達(dá)成技術(shù)功效的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)W實施。
[0022] 本申請公開了一種再生性混凝±抗彎梁，如圖1所示，形狀為長方體，上層為受壓 區(qū)，下層為受拉區(qū)，所述受壓區(qū)兩端均配置有至少兩個架立鋼筋1，所述受拉區(qū)配置有至少 兩個縱向受力鋼筋2,所述架立鋼筋1和縱向受力鋼筋2之間設(shè)有髓筋3;所述的架立鋼筋1和 縱向受力鋼筋2套設(shè)有保護(hù)層4。
[002：3 ]圖視本申請實施例的圖1中a-a截面配筋圖。
[0024] 圖3是本申請實施例的圖1中b-b截面配筋圖。
[0025] 本實施例中，正截面長為300mm，寬為150mm;所述架立鋼筋1的直徑為12mm;所述縱 向受力鋼筋2的直徑為16mm所述髓筋3的直徑為6mm;所述保護(hù)層4的厚度均為25mm。
[0026] 具體試驗時，再生性混凝±梁抗彎試驗共4根梁，其中一根為天然粗骨料對比梁， 編號RCLl;兩根再生粗骨料取代率為50%、100%，而細(xì)骨料均為天然黃砂(粒徑0~5mm)的 再生性混凝±梁，編號分別為R化2與RCL3; -根再生粗骨料取代率100%，細(xì)骨料為再生性 細(xì)骨料(粒徑0~5mm)，本文將運種梁稱為全再生梁，編號RCL4。
[0027] 本試驗中的4根抗彎梁，其截面尺寸均為150mmX300mm，為集中研究再生粗骨料對 再生混凝±梁正截面受力和變形性能的影響，所有試件梁采用相同配筋。受拉鋼筋的配筋 率為0.976%，剪彎區(qū)配髓率為1.1 %，試件參數(shù)見表1。
[002引表1試件參數(shù)表
[0029]
[0030] RCL1(0% ):荷載較小時，試驗梁的荷載和曉度接近于直線變化，混凝±和鋼筋應(yīng) 變也較小。隨著荷載增加至14KN，受拉區(qū)混凝±邊緣纖維應(yīng)變達(dá)到極限拉應(yīng)變，混凝±開 裂，當(dāng)荷載增加到24KN，用肉眼觀測出第一批豎向裂縫。裂縫首先在跨中和有集中荷載的附 近出現(xiàn)。裂縫剛出現(xiàn)時，開裂寬度較小，開裂時的裂縫寬度為0.04mm。隨著荷載增加，裂縫在 梁側(cè)向上延伸，并不斷出現(xiàn)更多細(xì)小的新裂縫，裂縫寬度增加，裂縫數(shù)量增加相對較快。當(dāng) 荷載達(dá)到74KN左右時裂縫基本出齊，荷載增加到84KN時，縱向鋼筋屈服。當(dāng)荷載增加88.化N 時，豎向裂縫寬度最大達(dá)1.46mm，跨中受壓區(qū)混凝±出現(xiàn)水平裂縫，梁被壓潰，試驗梁達(dá)到 抗彎承載力，曉度為8.292mm。
[0031 ] R化2(50% ):剛開始加載時，荷載和曉度基本呈正比關(guān)系，梁截面上各測點應(yīng)變很 小，梁的工作情況與勻質(zhì)彈性梁相似。隨著荷載增加18KN，受拉區(qū)混凝±邊緣纖維應(yīng)變達(dá)到 極限拉應(yīng)變，混凝±開裂，當(dāng)荷載增加到28KN，用肉眼觀測出現(xiàn)第一批豎向裂縫。裂縫首先 在跨中和有集中荷載的附近出現(xiàn)。裂縫剛出現(xiàn)時，開裂寬度較小，開裂時的裂縫寬度為 0.03mm，且在梁側(cè)向上延伸，不斷出現(xiàn)更多細(xì)小的新裂縫。混凝±開裂后，鋼筋應(yīng)力突然增 大，裂縫一出現(xiàn)，即具一定寬度，并沿梁高上升，同時中性軸上移。荷載繼續(xù)增加至40KN，試 驗梁不斷出現(xiàn)新裂縫及裂縫不斷開展。當(dāng)荷載增加到90KN時，裂縫基本出齊，縱筋達(dá)到屈 月良。之后，試驗梁的裂縫和曉度急劇增加，而此時荷載增加卻不多。當(dāng)荷載增加94KN時，豎向 裂縫寬度最大達(dá)1.50mm，試驗梁頂部混凝±壓酥，試驗梁宣告破壞。試驗梁達(dá)到抗彎承載 力，曉度為8.992rnni。
[0032] RCL3(100%):荷載較小時，荷載和曉度基本呈正比關(guān)系，梁截面上各測點應(yīng)變很 小，梁的工作情況與勻質(zhì)彈性梁相似。隨著荷載增加16KN，受拉區(qū)混凝±邊緣纖維應(yīng)變達(dá)到 極限拉應(yīng)變，混凝±開裂，當(dāng)荷載增加到29KN，用肉眼觀測出現(xiàn)第一批豎向裂縫。裂縫首先 在跨中和有集中荷載的附近出現(xiàn)。裂縫剛出現(xiàn)時，開裂寬度較小，一般開裂時的裂縫寬度為 0.06mm，且在梁側(cè)向上延伸，不斷出現(xiàn)更多細(xì)小的新裂縫?；炷篱_裂后，鋼筋應(yīng)力突然增 大，裂縫一出現(xiàn)，即具一定寬度，并沿梁高上升，同時中性軸上移。荷載繼續(xù)增加至39KN，試 驗梁不斷出現(xiàn)新裂縫及裂縫不斷開展。當(dāng)荷載增加到89KN時，裂縫基本出齊，縱筋達(dá)到屈 月良。之后，試驗梁的裂縫和曉度急劇增加，而此時荷載增加卻不多。當(dāng)荷載增加91KN時，豎向 裂縫寬度最大達(dá)1.54mm，試驗梁頂部混凝±壓酥，試驗梁宣告破壞。試驗梁達(dá)到抗彎承載 力，曉度為9.246mm。
[00削 R化4(100%，全再生）：荷載較小時，荷載和曉度基本呈正比關(guān)系，梁截面上各測點 應(yīng)變很小，梁的工作情況與勻質(zhì)彈性梁相似。隨著荷載增加18KN，受拉區(qū)混凝±邊緣纖維應(yīng) 變達(dá)到極限拉應(yīng)變，混凝±開裂，當(dāng)荷載增加到24KN，在梁左右用肉眼觀測出現(xiàn)第一批豎向 裂縫。裂縫首先在跨中和有集中荷載的附近出現(xiàn)。裂縫剛出現(xiàn)時，開裂寬度較小，開裂時的 裂縫寬度為0.04mm，且在梁側(cè)向上延伸，不斷出現(xiàn)更多細(xì)小的新裂縫?；炷篱_裂后，鋼筋 應(yīng)力突然增大，裂縫一出現(xiàn)，即具一定寬度，并沿梁高上升，同時中性軸上移。荷載繼續(xù)增加 至36KN，試驗梁不斷出現(xiàn)新裂縫及裂縫不斷開展。當(dāng)荷載增加到88KN時，裂縫基本出齊，縱 筋達(dá)到屈服。之后，試驗梁的裂縫和曉度急劇增加，而此時荷載增加卻不多。當(dāng)荷載增加 89KN時，豎向裂縫寬度最大達(dá)1.86mm，試驗梁頂部混凝±壓酥，試驗梁宣告破壞。試驗梁達(dá) 到抗彎承載力，曉度為9.400mm。
[0034] 試驗結(jié)論：
[0035] 1、開始加載到開裂階段
[0036] 通過觀察4根再生混凝±梁受彎的試驗現(xiàn)象和試驗得到的荷載一曉度曲線，可W 清晰的看到:在加載初期，梁承受的彎矩很小，截面的應(yīng)變也很小，荷載一曉度曲線成線性 上升，混凝±處于彈性工作階段，應(yīng)力與應(yīng)變成正比。隨著荷載的進(jìn)一步增加，混凝±應(yīng)力 和應(yīng)變也在不斷增加。當(dāng)荷載達(dá)到極限荷載的15%左右時，梁的受拉區(qū)混凝±應(yīng)變到達(dá)混 凝±應(yīng)變到達(dá)混凝±的極限拉應(yīng)變，受拉區(qū)開始出現(xiàn)細(xì)小的裂縫，呈現(xiàn)出較大的塑性變形。 此后在增加荷載，拉區(qū)混凝±就會開裂。此時，受壓區(qū)混凝±的壓應(yīng)力還遠(yuǎn)小于混凝±的抗 壓強(qiáng)度，所W壓區(qū)混凝±仍處于彈性階段。
[0037] 2、開裂到鋼筋屈服階段
[0038] 彎矩達(dá)到開裂彎矩后，繼續(xù)增加荷載，在純彎段內(nèi)混凝±抗拉強(qiáng)度較薄弱的截面 上出現(xiàn)了第一批裂縫。荷載增加裂縫條數(shù)有所增加。隨著荷載的進(jìn)一步增加，裂縫條數(shù)不斷 增加，裂縫高度向上發(fā)展較快，但裂縫寬度變化不大。R化1(0%)大約到達(dá)極限荷載的85% 左右時，裂縫基本出齊，數(shù)目不再增加。當(dāng)荷載接近極限荷載的90%時，縱向鋼筋即將達(dá)到 屈服，此時裂縫寬度最大大約在1.4mm左右。而RCL2(50% )、RCL3(100% )和R化4(100%，全 再生)運=根受彎梁大約到達(dá)極限荷載的95%左右時，裂縫基本出齊，數(shù)目不再增加，縱向 鋼筋即將達(dá)到屈服，此時裂縫寬度最大大約在1.5mm左右。該階段混凝±應(yīng)變不斷增加，但 在較大標(biāo)距下量測的混凝±的平均應(yīng)變表明，截面應(yīng)變分布基本上符合平截面假定。
[0039] 3、鋼筋屈服到破壞階段
[0040] 荷載加到極限荷載的90%左右時，受拉鋼筋屈服，裂縫迅速向上延伸，寬度增加較 快，梁的曉度也迅速增加，并伴隨崩裂聲，在純彎段內(nèi)鋼筋屈服的截面處形成一條寬度很 大、并迅速向梁頂發(fā)展的主裂縫。此時梁還可W繼續(xù)承擔(dān)荷載。當(dāng)繼續(xù)加載后，梁頂部主裂 縫兩側(cè)的一定區(qū)域內(nèi)，受壓區(qū)混凝±產(chǎn)生了很大的塑性變形，形成了一個較集中的塑性變 形區(qū)域，并在塑性區(qū)域周圍出現(xiàn)有水平裂紋，受壓區(qū)實測應(yīng)變也有很大增加，此時梁的曉度 急增，中和軸迅速上升，截面的轉(zhuǎn)角急劇增加，由于再生混凝±抗壓強(qiáng)度較高而很難被壓 碎。
[0041 ]再生混凝±抗壓強(qiáng)度和再生混凝±受彎梁極限承載力較普通混凝±的均有提高， 其中粗骨料取代率為50 %再生混凝±的提高運兩方面提高最大。
[0042] 本文試驗W再生混凝±骨料取代率為變化參數(shù)，研究再生性混凝±梁的受彎性 能。試驗研究表明，運個參數(shù)對梁的受彎性能有一定影響，再生骨料取代率不同影響再生混 凝±的抗壓強(qiáng)度，彈性模量和梁構(gòu)件的極限承載力。再生混凝±抗壓強(qiáng)度和再生混凝±受 彎梁極限承載力較普通混凝上的均有提高，其中粗骨料取代率為50%再生混凝±的提高運 兩方面提局最大。
[0043] 與普通混凝±梁相同，再生混凝±梁在受力過程中仍具有明顯的彈性、開裂、屈 月良、極限四個受力特點。再生混凝±梁與普通混凝±梁的抗彎機(jī)理基本相同。再生混凝±梁 應(yīng)用于工程實際是可行的。
[0044] 還需要說明的是，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的 包含，從而使得包括一系列要素的商品或者系統(tǒng)不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確 列出的其他要素，或者是還包括為運種商品或者系統(tǒng)所固有的要素。在沒有更多限制的情 況下，由語句"包括一個……"限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系統(tǒng)中還 存在另外的相同要素。
[0045] 上述說明示出并描述了本申請的若干優(yōu)選實施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本申請 并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、 修改和環(huán)境，并能夠在本文所述申請構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識 進(jìn)行改動。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動和變化不脫離本申請的精神和范圍，則都應(yīng)在本申 請所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種再生性混凝土抗彎梁，其特征在于，形狀為長方體，上層為受壓區(qū)，下層為受拉 區(qū)，所述受壓區(qū)兩端均配置有至少兩個架立鋼筋，所述受拉區(qū)配置有至少兩個縱向受力鋼 筋，所述架立鋼筋和縱向受力鋼筋之間設(shè)有箍筋。2. 如權(quán)利要求1所述的再生性混凝土抗彎梁，其特征在于，所述的架立鋼筋和縱向受力 鋼筋套設(shè)有保護(hù)層。3. 如權(quán)利要求2所述的再生性混凝土抗彎梁，其特征在于，所述架立鋼筋的直徑為 12mm〇4. 如權(quán)利要求3所述的再生性混凝土抗彎梁，其特征在于，所述縱向受力鋼筋的直徑為 16mm〇5. 如權(quán)利要求4所述的再生性混凝土抗彎梁，其特征在于，所述箍筋的直徑為6_。6. 如權(quán)利要求5所述的再生性混凝土抗彎梁，其特征在于，所述保護(hù)層的厚度均為 25mm〇
【文檔編號】E04C3/20GK205444685SQ201521064788
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月18日
【發(fā)明人】余方, 殷燦彬, 姜珉, 譚智萍
【申請人】湖南城市學(xué)院