再生碎砖混凝土墙梁抗弯性能分析

2014-06-06傅小坚

山西建筑 2014年16期

傅小坚李恒叶玮

(1.华汇集团，浙江绍兴 312000;2.浙江绿城建筑设计有限公司，浙江杭州 310000)

0 引言

近些年来，国内外学术界和工程界对再生混凝土的研究越来越多，Ravindrarajah［1］对再生混凝土的力学性质进行了研究，发现虽然再生混凝土的抗压强度要低于同强度等级的普通混凝土，但其极限抗拉强度与普通混凝土相当。M.Sonobe［2］研究了再生混凝土梁的抗剪性能，发现其开裂情况与破坏形式与普通混凝土梁类似，当再生混凝土梁为无腹筋梁时其受剪承载力会有所降低，但当为有腹筋梁时其承载力却没有很大差异。Caims［3］研究了预应力再生混凝土梁，结果表明预应力再生混凝土梁相对于普通预应力梁其变形有显著增加。然而，对于再生碎砖混凝土墙梁的研究却鲜有报道，本文将对以废弃砖配制的低强度再生混凝土替代传统墙梁结构中的上部砌体进行研究，这样既对建筑垃圾进行了回收利用，又使得墙梁上部结构不容易破坏，改善了墙梁结构的受力性能，同时具有重要的环保和经济意义。

1 试验设计

水泥为普通硅酸盐水泥，相对密度3.1 g/cm3，比表面积为325 g/cm3，性能指标见表1;细骨料为河砂，粗骨料为废弃粘土砖经破碎和筛分制得，其性能见表2;上部纵向钢筋直径为12 mm，下部纵向钢筋直径为14 mm，其性能见表3，箍筋为HPB300级钢筋，直径为6 mm;粉煤灰为火电厂的干排灰，属于Ⅱ级粉煤灰。

表1 水泥的物理性能

表2 碎砖和河砂的物理性质

表3 钢筋的力学性能指标

根据墙梁中墙体强度低的特点，本试验设计的再生碎砖混凝土的抗压强度为5 MPa。由于再生骨料的物理性质与天然骨料不同，再生骨料具有表面粗糙，吸水率大等特点，因此，一般采用基于自由水胶比之上的配合比设计方法［4］，即根据再生骨料吸水率计算出吸附水的量，在实际配制混凝土时，总用水量就为设计用水量加上吸附水的量，而普通混凝土仍采用普通配合比设计方法［5］。本试验所用再生碎砖混凝土与普通混凝土配合比如表4所示。

表4 混凝土配合比 kg/cm3

设计了两根墙梁试件，一根为普通砖墙梁，其上部墙体采用MU10普通烧结砖和M10混合砂浆砌筑;另一根为再生碎砖混凝土墙梁，其上部墙体为再生碎砖混凝土浇筑;两根墙梁宽度均为120 mm，托梁均采用 C30普通混凝土浇筑，托梁上部纵筋为2φ12，下部纵筋为2φ14纵向钢筋，箍筋为φ6@100，试件及加载示意图见图1。

图1 墙梁试件和加载示意图

2 试验结果分析

普通砖墙梁在加载初期时首先在托梁跨中位置处出现竖向裂缝，随着荷载增加，托梁内相继出现数条竖向裂缝，并逐渐贯通整个托梁，同时出现斜裂缝;随着竖向荷载的增大，墙体中砖块的竖向灰缝开裂并斜向上延伸，很快裂缝逐渐扩展到整个墙体并且宽度迅速增大，最后，墙体内斜裂缝增大明显，产生较大变形和挠度，试件破坏，从墙体出现裂缝到破坏的时间较短，破坏呈明显的脆性，其极限承载力为154.4 kN。再生碎砖混凝土墙梁的试验现象与普通砖墙梁不同，在加载初期，托梁跨中处出现裂缝，随着荷载的增加，该裂缝向上开展，墙体出现细微裂缝，可能是由于再生混凝土受拉强度较低。随着墙体裂缝的出现，荷载继续增加，托梁裂缝继续增大，并延伸至托梁上部，产生较大变形和挠度，试件破坏，从墙体出现裂缝到破坏的时间比普通砖墙梁的长，说明延性较好，其极限承载力为165.3 kN。再生碎砖混凝土墙梁比普通砖墙梁的承载能力有所增强。