掺锂渣钢筋混凝土梁的受弯性能试验研究

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1、铁道建筑2016年第3期RailwayEngineeringl3文章编号：1003．1995(2016)03．0013—04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

2、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：ADOI：10．3969／j．issn．1003．1995．2016．03．04锂渣是锂辉石经1200c【=锻烧后生产碳酸锂时产表1混凝土配合比kg生的工业废(残)渣，色泽浅黄，其主要成分为SiO，A1O，CaO等。由于锂渣含有

3、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、1．2试件设计抗冲磨性。。目前国内外学者对锂渣混凝土材料基本试验共制作了6根梁，其中1根为普通钢筋混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凝土梁，其余5根为掺锂渣钢筋混凝土梁，梁的尺寸及究尚少，尚未有针对锂渣混凝土构件

4、力学性能的研究。配筋见图1，试件基本参数见表2。基于此，本文设计了1根普通钢筋混凝土梁和5根掺1．3试件加载及测点布置锂渣钢筋混凝土梁进行抗弯性能试验研究。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1试验简介载施加到梁上，在梁跨中形成400mm的纯弯段。在1．1试验材料及配合比设计长度为400mm的纯弯段内和支座处布置位移传感试验使用的锂渣为宜春银锂新能源股份有限公司器，以观察加载后梁的变形全过程。钢筋应变片的布通过“变温碳化法”制备碳酸锂时产生的废渣，经高低温置位置参见图1

5、，试件加载装置及应变和位移测点布干燥和球磨机粉磨后，测得45m筛余约为8％，密度置见图2。在正式加载前先进行预压，预压至5kN后约为2100kg／m。配制C40混凝土所采用的材料有卸载，使测试仪进入正常工作状态，试验操作过程严格洋房牌42．5级水泥、天然河砂、天然碎石(粗骨料粒径按照标准进行。约为5～20mm)、自来水，混凝土配合比见表1。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，试件处于弹收稿日期：2015—09-03；修回日期：2015—12-02性工作状态。

6、随着荷载的增大，受拉区混凝土的应变基金项目：国家自然科学基金(51468017，51378206)，江西省自然科学基金(20133BCB24008，20l43ACB20008)增长速度加快，当荷载达到12kN左右时，试验梁跨中作者简介：许开成(1973一)，男，教授，博士。开裂，受拉钢筋应变突然变大。随着荷载继续增大，梁14铁道建筑March，2016IPlo0300l4o0300．100100。LIIllIIl1l⋯⋯～{．-JI道△1l一钢筋应变片1100【1000l00I．1图1梁的尺寸及配筋(单位：ITI／／)表

7、2试件基本参数试件编号锂渣取代率茎截m2架立筋鄹PL一1044．2438．12C10(157)2A61．12LL．110％48．4438．12C10(157)2A61．12LL一215％45．7438．12C10(157)2A61．12LL一320％41．4429．52C10(157)2A61．12LL-415％45．7438．12C8(101)2A60．72LL一515％45．7455．22C12(226)2A61．61性特征表现得越来越明显。当受拉钢筋屈服后，荷载增加缓慢，而试验梁的挠度急剧增加，直至梁顶混凝土*▲被

8、压碎，试验梁破坏。T．￡．T■—■■■2试验结果分析--●一碾壤工厅■■■■一■■■_2．1平截面假定适用性不同锂渣取代率试验梁跨中截面应变见图3。从图3中可以看出，在试件受力后，截面各点混凝土图2试验加载与测试装置和钢筋纵向应变沿截面高度方向近似呈直线变化。的挠度逐渐增大，梁跨中裂缝开始沿梁高向上延伸，纯这表明掺锂