尾矿砂混凝土板的力学性能试验研究

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1、2015年第11期混凝土与水泥制品2015No．1111月CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTSNovember尾矿砂混凝土板的力学性能试验研究管品武，祝应喜，孟会英(1．郑州大学土木工程学院，450001；2．河南徐辉建筑工程设计有限公司，郑州450000)摘要：为研究尾矿砂应用于混凝土楼板中的可能性，设计了5块不同替代率(O、40％、50％、60％、70％)的混凝土单向板对比试验．研究了尾矿砂替代率对混凝土单向板力学性能的影响规律，为尾矿砂混凝土的推广利用提供了试验依据。关键词：尾矿砂混凝土；单向板；尾矿砂替代率；受弯性能’Abstract

2、：Inorderfostudythepossibilityofapplicationoftailsandinconcretefloor，anexperimentwhichcontainsfiveone—wayslabswithdifferentreplacementrate(0，40％，50％，60％and70％)isdesignedandcarriedout．Andtheinfluenceofreplacementrateoftailsandoncrackingload，ultimateload，themaximumwidthofcrackandthemid—sp

3、andeflectionofone—wayconcreteslabsarestudied，whichcanprovidedexperimentalevidencesforthepopularizationandutilizationoftailsandconcrete．Keywords：Tailingsandconcrete；One-wayslab；Ratioofthereplacementofthetailingsand；Flexuralbehavior中图分类号：TU528．79文献标识码：A文章编号：1000—4637(2015)11-41-040前言土单向板

4、，其尺寸及配筋(HRB400)见表2和图1。尾矿砂大量堆存不仅会造成严重污染，甚至可表2试验板的设计参数能导致安全问题。所以将尾矿砂替代部分天然砂，具有显著的经济效益和社会效益。目前，对尾矿砂利用研究主要集中于材料的基本性能研究，对其结构性能的研究比较少。因此，本文设计了5块不同替代率的混凝土单向板，对其受弯性能进行试验，为尾矿砂混凝土的工程应用提供依据。1试验业10@2001．1试件设计试验所用的水泥为P·042．5级普通硅酸盐水泥：粗骨料选用粒径为5-20mm普通碎石；尾矿砂为来自湖北某矿区铁尾矿砂，且天然砂及尾矿砂均为中砂：钢筋采用HRB400级钢筋；混凝土强

5、度设计2o0等级为C30，其配合比设计如表1所示。图1板试件构造图(单位：ram)试验中设计尾矿砂替代率为变化参数的混凝1．2试验加载方案试验采用三等分点集中力加载，试件两端采表1混凝土配合比kg／m用简支支座，加载装置如图2所示。2试验研究2．1试验现象尾矿砂混凝土板受力过程与普通混凝土板类似：各尾矿砂混凝土板在加载初始阶段基本处于弹性工作状态，随着荷载增大，跨中受拉区混凝土首先达到极限拉应变，混凝土开裂；混凝土开裂后，钢筋应变急剧增大，荷载一跨中挠度曲一41一2015年第11期混凝土与水泥制品总第235期压力传感器面开裂弯矩及极限弯矩见表3。表3试验荷载图2加载

6、装置(单位：mil1)线斜率也随之发生变化；随着荷载的继续增大，试验板不断出现新的裂缝，裂缝不断发展、增宽，挠度2．2平截面假定适用性分析也随着荷载增大逐渐增大：当受拉钢筋开始屈服图3为试件跨中截面应变沿截面高度的分布时，构件裂缝及跨中挠度开始急剧增加，直至试件情况。由图可知：不同尾矿砂替代率混凝土板在受达到承载力极限状态力过程中，不同截面高度处的混凝土应变基本呈线因此。尾矿砂混凝土板破坏过程与普通混凝土性分布．即平截面假定仍适用于尾矿砂混凝土板的板基本相同，都具有弹性、开裂、屈服、破坏四个明受弯性能分析。悭恒柩显阶段，且最终都表现为弯曲破坏。各试件跨中截2_3板顶

7、混凝土应变分析∞鲫∞∞加140140l2012Og10080恒耧6040205oo10001500200050005001o0015o0200O25oo应变应变(a)TCB一1(b)TCB一2g吕吕惶惶恒暄疆辍应变(c)TCB一3(d)TCB一4图3试验板跨中截面应变图4为各试件板顶混凝土应变变化情况，由图变增加越快；而且随着尾矿砂替代率的提高，在同可知：试件开裂之前，混凝土应变值随着荷载增大级荷载下，板顶混凝土应变增长速度有略微增大的基本呈线性增长；试件开裂后直至其破坏，荷载一混趋势。凝土应变呈一条曲线，且随着荷载增大，混凝土应2．4纵筋应变分析——42——管