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1、矿渣微粉混凝土简支梁力学性能研究试验摘要：我们对6根不同矿渣微粉掺量的C40混凝土简支梁进行了静力加载试验,对其在竖向荷载下的受力过程、裂缝开展情况、跨中挠度等进行了较为深入的研究分析。从混凝土梁的力学性能变化趋势，找到了矿渣微粉在C40混凝土当中的最佳掺量，为矿渣微粉混凝土在工程中的运用提供了设计参考。试验结果表明：矿渣微粉在C40混凝土当中掺量为20%-30%之间时，混凝土的工作性能和力学性能均能得到较好的发挥，其中掺量为20%左右时混凝土力学性能更佳。关键词：矿渣微粉混凝土简支梁力学性能引言大力发展“绿色高性能混凝土”，就是大量利用优质的工业副
2、产品和废弃物,尽可能减少自然资源和能源的消耗,减少环境污染。而掺有大量活性矿物掺合料的少熟料水泥混凝土的应用便是其中之一。在混凝土中掺加矿渣微粉,不仅是减轻矿渣废料污染、缓解矿物能源危机的有效途径,更是提高混凝土综合性能的有效方法。但是目前,工程混凝土对矿渣掺量的要求很大程度上限制了矿渣的充分利用和在结构领域的广泛应用。事实上,通过合理的配合比设计,矿渣微粉可以配制出较高性能的混凝土,存在将矿渣微粉混凝土广泛应用于工程结构的可能性;只是在一般的配筋结构构件中,矿渣微粉混凝土能否与钢筋很好地共同工作、保证结构构件的整体性能,还有待试验检验。本研究在已有
3、的材料试验的基础上,选取典型的配筋受弯构件,比较不同矿渣微粉混凝土掺量和不掺矿渣微粉的普通混凝土对构件受力性能的影响。2、试验情况2.1、试验材料徐州兴隆牌32.5号普通硅酸盐水泥,各性能指标达国家标准;普通矿渣微粉;普通碎石,粒径≤40mm;细沙;普通自来水。我们制作了同一混凝土强度等级，不同矿渣微粉参量的三种混凝土梁，如下:C40SL0（矿渣微粉掺量为0）；C40SL20（矿渣微粉掺量为20%）；C40SL30（矿渣微粉掺量为30%）。2.2、实验设计1.试验装置及方法全部试验采用千斤顶反力架两点集中对称的同步分级加载方式。在梁的纯弯段混凝土表面
4、设置电阻应变片测点，在其中一侧和梁底共设五点：梁受压外边沿附近一点；梁受拉外边沿附近一点；中间按外密内疏布置两点；梁底正中央一点。另外在梁内部受拉主筋上布置两点（靠内侧布置）。相应在电阻应变测点对应处设应变仪测点。挠度测点五处：跨中一点，分配梁加载点各一点；支座沉降处各一点。全部数据采用IMP数据采集系统直接由计算机自动采集。7在试验过程当中重点测量以下内容:<1>观察裂缝出现及展开过程和形态,特别注意开裂荷载和破坏荷载的大小,测量在使用荷载下的裂缝间距及裂缝宽度。<2>了解加载过程中纵筋的受力变化情况。<3>在纯
5、弯段内(梁正中央)侧面贴应变片记录各级荷载下梁的应变值.<4>在梁支座及跨中布置位移计,量测跨中挠度。按照试验方法标准的要求,结构试验时先进行预加载0.2吨,然后卸载至0。每级加载值不大于使用状态短期荷载值的20%。在接近试件的估计开裂荷载时,为了使实际开裂荷载较准确,将原定的一级分为两级来加载。裂缝出现后,恢复到原来一级来加载。在裂缝出现以前,每级加载后停5分钟左右以便裂缝发展稳定下来，并及时记录裂缝发展情况。当到达极限承载力的90%左右后,每级加载不大于使用状态荷载值的5%。2.试件设计与制作所有梁的截面尺寸都是100mm×160mm
6、,配筋率都为1.2%。梁的有效跨度为1750mm,其中中间纯弯段跨度为400mm,两边剪弯段跨度都为600mm,纯弯段内不布置箍筋,剪弯段内布置箍筋为φ6@150。梁的详细尺寸及配筋见表1。表1构件设计参数试件配筋率ρ（%）梁底纵筋纯弯段箍筋剪弯段箍筋剪跨a（mm）一1.22Ф100Ф6@1507600二1.22Ф100Ф6@150600三1.22Ф100Ф6@150600四1.22Ф100Ф6@150600五71.22Ф100Ф6@150600六1.22Ф100Ф6@1506003、试验结果与分析3.1、简支梁纯弯段力学性能的试验结果与比较分析1.
7、破坏形态各根梁的开裂荷载、破坏荷载及其破坏形态见表2表2各梁的破坏形态试件编号7开裂荷载（t）破坏荷载(t)简要描述C40SL0-11.25.8由于剪弯区斜裂缝过大而破坏C40SL0-20.86.0纯弯区混凝土裂缝宽度较大，混凝土被压碎C40SL20-11.05.2由于剪弯区斜裂缝过大而破坏C40SL20-21.26.4出现轻微爆裂，混凝土被压碎C40SL30-171.46.0纯弯区混凝土裂缝宽度较大，混凝土被压碎C40SL30-21.26.1纯弯区混凝土裂缝宽度较大，混凝土被压碎2.裂缝开展情况梁在试验过程中,加载至1.2吨左右时在纯弯段梁底出现第
8、一条可见裂缝,随着荷载的逐步增加,出现新的垂直裂缝,裂缝高度随荷载增大而逐步升高。加载至2.0吨左右时,在剪
