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2010岩土工程师资料:矿渣微粉混凝土简支梁力学性能(二)

www.zige365.com 2010-5-26 11:46:52 点击:发送给好友 和学友门交流一下 收藏到我的会员中心

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,在剪弯段靠近梁底加载的地方出现斜裂缝,裂缝条数不多,一般单面条数在5条左右,其裂缝宽度一般不超过纯弯段的裂缝宽度,且裂缝没有延伸至加载点。最后,由于纯弯段内的混凝土被压碎而丧失承载力,纯弯段混凝土被压碎时,临界荷载很大。

3.梁的跨中荷载—挠度曲线

梁的跨中荷载—挠度曲线可以看出:简支梁从加载到发生弯曲破坏经历了弹性阶段,带裂缝工作阶段和破坏阶段。垂直裂缝出现前,荷载—挠度曲线基本呈直线变化,当荷载增加至极限荷载的25%-35%左右时,出现第一条垂直裂缝,荷载—挠度曲线出现第一个转折点;随着荷载的继续增加,出现斜裂缝,当加载至极限荷载的85%-95%时,荷载—挠度曲线出现第二个转折点,挠度迅速增大,直至破坏。还可以明显的看出:粉煤灰的掺量越大,荷载—挠度曲线转折点的出现越滞后;但是梁的破坏荷载的大小顺序是:掺量为20%的最大,其次为掺量为30%的,最小的是普通混凝土梁。由此可见,混凝土内掺入矿渣微粉可以提高强度,但是掺量要适当,否则效果不明显。

4.钢筋应变的发展

在相同的纵筋配筋率下,开裂前不同矿渣微粉掺量的梁纵向钢筋应变发展几乎相同,开裂后,纵向钢筋应变发展的情况为:矿渣微粉掺量为20%的滞后于配比为30%的,掺量为30%的滞后于普通混凝土的。可见,纵向受力钢筋的应变发展受到矿渣微粉掺量的影响,在一定范围内,随着矿渣微粉掺量的提高,钢筋应变发展将减慢,但如果矿渣微粉掺量超过一定范围,钢筋的应变发展又将加快。

5.混凝土应变的发展

可见部分梁H1和H2处的混凝土应变有先增大后减小的趋势,分析其原因:H1和H2处的混凝土在加载初期是受压的,随着实验的进行,中和轴上移,受压区变小,这两处由受压区变为受拉区,所以出现以上变化趋势。

分析矿渣微粉掺量对荷载—混凝土应变曲线的影响:在梁的受压区即H1和H2处,混凝土的应变随矿渣微粉参合量增大有先增大后减小的现象;在梁的受拉区即H3、H4和H5处,混凝土的应变量随着矿渣微粉参合量的增大而增大。由此可以推断:掺入一定比例的矿渣微粉,可以提高混凝土的抗压强度,但是对混凝土的抗拉强度反倒起削弱作用。

3.2、简支梁剪弯段力学性能的试验结果与分析比较

这里主要分析剪弯段的裂缝情况,荷载为极限荷载的35%-40%时,各梁均在剪弯段靠近加载点处产生斜裂缝,随着荷载的增加,梁在剪弯段距支座200mm-500mm梁二分之一高处,均出现腹剪裂缝,此裂缝向梁顶和梁底延伸,发展成临界斜裂缝。可见,矿渣微粉的掺入对简支梁的抗剪没有什么影响。

4、结论

从以上分析我们可以得出下列几点结论:

混凝土内掺入20%-30%矿渣微粉取代水泥可以提高其力学性能。且仅从构件抗弯、抗剪的性能方面考虑,C40混凝土中矿渣微粉最佳掺量在20%左右。

纵向受力钢筋的应变发展受到矿渣微粉掺量的影响,钢筋应变发展比较:掺量为0的掺量为30%的掺量为20%的。说明在一定范围内,随着矿渣微粉掺量的增加,钢筋应变发展呈先减慢后增快的趋势。

矿渣微粉可以增强混凝土的抗压强度,但是对混凝土的抗拉强度反倒起削弱作用。

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