掺锂渣钢筋混凝土梁的受弯性能试验研究

资料大小：250KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-07

资料介绍

掺锂渣钢筋混凝土梁的受弯性能试验研究
许开成，聂行，陈梦成，阳翌舒
(华东交通大学土木建筑学院，建筑过程模拟与控制江西省重点实验室，江西南昌 330013)
摘要：为了研究掺锂渣钢筋混凝土梁的抗弯机理和受弯性能，对6根试验梁进行两点集中对称加载试
验。试验结果表明：在相同配筋情况下，锂渣取代率对梁极限承载力无显著影响；当锂渣取代率为10％
～ 15％时，相比普通混凝土梁，掺锂渣混凝土梁的开裂荷载有一定提高，表现出较好的抗裂性；在适筋范
围内提高受拉钢筋的配筋率可提高掺锂渣混凝土梁的开裂荷载；掺锂渣混凝土梁的正截面应变服从平
截面假定，采用现行混凝土结构设计规范中的计算公式对试件的承栽力进行计算是可行的，计算结果偏
于安全。
关键词：锂渣钢筋混凝土模型梁受弯性能
中图分类号：U448．34；TU317 ．1 文献标识码：A DOI：10．3969／j．issn．1003．1995．2016．03．04
锂渣是锂辉石经1 200 c【=锻烧后生产碳酸锂时产
生的工业废(残)渣，色泽浅黄，其主要成分为SiO ，
A1 O ，CaO等。由于锂渣含有较多的无定形SiO 和
A1，0 ，具有较高的火山灰活性¨。，它可作为高活性优
质掺合料应用于混凝土中。研究表明，锂渣混凝土具
有微膨胀、内部结构致密的特点，大大提高了混凝土的
抗渗性和抗裂性。，同时运用锂渣取代部分水泥
配制出的高强高性能混凝土表现出了优良的抗冻性、
抗冲磨性。。目前国内外学者对锂渣混凝土材料基
本力学性能的研究较多，对再生钢筋混凝土构件的试
验也较为多见⋯。，但对锂渣混凝土构件及结构的研
究尚少，尚未有针对锂渣混凝土构件力学性能的研究。
基于此，本文设计了1根普通钢筋混凝土梁和5根掺
锂渣钢筋混凝土梁进行抗弯性能试验研究。
1 试验简介
1．1 试验材料及配合比设计
试验使用的锂渣为宜春银锂新能源股份有限公司
通过“变温碳化法”制备碳酸锂时产生的废渣，经高低温
干燥和球磨机粉磨后，测得45 m筛余约为8％，密度
约为2 100 kg／m 。配制C40混凝土所采用的材料有
洋房牌42．5级水泥、天然河砂、天然碎石(粗骨料粒径
约为5～20 mm)、自来水，混凝土配合比见表1。
收稿日期：2015—09-03；修回日期：2015—12-02
基金项目：国家自然科学基金(51468017，51378206)，江西省自然科学
基金(20133BCB24008，20l43ACB20008)
作者简介：许开成(1973一)，男，教授，博士。
表1 混凝土配合比 kg
1．2 试件设计
本试验共制作了6根梁，其中1根为普通钢筋混
凝土梁，其余5根为掺锂渣钢筋混凝土梁，梁的尺寸及
配筋见图1，试件基本参数见表2。
1．3 试件加载及测点布置
为消除剪力对正截面受弯的影响，试验采用两点
对称加载，通过分配梁对称地同步分级加载方式将荷
载施加到梁上，在梁跨中形成400 mm 的纯弯段。在
长度为400 mm的纯弯段内和支座处布置位移传感
器，以观察加载后梁的变形全过程。钢筋应变片的布
置位置参见图1，试件加载装置及应变和位移测点布
置见图2。在正式加载前先进行预压，预压至5 kN后
卸载，使测试仪进入正常工作状态，试验操作过程严格
按照标准进行。
1．4 试验过程描述
6根试件的试验过程基本相似，加载初期，由于荷
载较小，荷载与挠度大致呈直线增长关系，试件处于弹
性工作状态。随着荷载的增大，受拉区混凝土的应变
增长速度加快，当荷载达到12 kN左右时，试验梁跨中
开裂，受拉钢筋应变突然变大。随着荷载继续增大