再生碎磚混凝土墻梁抗彎性能分析

傅小堅 李 恒 葉 瑋

(1.華匯集團，浙江紹興 312000;2.浙江綠城建筑設計有限公司，浙江杭州 310000)

0 引言

近些年來，國內外學術界和工程界對再生混凝土的研究越來越多，Ravindrarajah［1］對再生混凝土的力學性質進行了研究，發現雖然再生混凝土的抗壓強度要低于同強度等級的普通混凝土，但其極限抗拉強度與普通混凝土相當。M.Sonobe［2］研究了再生混凝土梁的抗剪性能，發現其開裂情況與破壞形式與普通混凝土梁類似，當再生混凝土梁為無腹筋梁時其受剪承載力會有所降低，但當為有腹筋梁時其承載力卻沒有很大差異。Caims［3］研究了預應力再生混凝土梁，結果表明預應力再生混凝土梁相對于普通預應力梁其變形有顯著增加。然而，對于再生碎磚混凝土墻梁的研究卻鮮有報道，本文將對以廢棄磚配制的低強度再生混凝土替代傳統墻梁結構中的上部砌體進行研究，這樣既對建筑垃圾進行了回收利用，又使得墻梁上部結構不容易破壞，改善了墻梁結構的受力性能，同時具有重要的環保和經濟意義。

1 試驗設計

水泥為普通硅酸鹽水泥，相對密度3.1 g/cm3，比表面積為325 g/cm3，性能指標見表1;細骨料為河砂，粗骨料為廢棄粘土磚經破碎和篩分制得，其性能見表2;上部縱向鋼筋直徑為12 mm，下部縱向鋼筋直徑為14 mm，其性能見表3，箍筋為HPB300級鋼筋，直徑為6 mm;粉煤灰為火電廠的干排灰，屬于Ⅱ級粉煤灰。

表1 水泥的物理性能

表2 碎磚和河砂的物理性質

表3 鋼筋的力學性能指標

根據墻梁中墻體強度低的特點，本試驗設計的再生碎磚混凝土的抗壓強度為5 MPa。由于再生骨料的物理性質與天然骨料不同，再生骨料具有表面粗糙，吸水率大等特點，因此，一般采用基于自由水膠比之上的配合比設計方法［4］，即根據再生骨料吸水率計算出吸附水的量，在實際配制混凝土時，總用水量就為設計用水量加上吸附水的量，而普通混凝土仍采用普通配合比設計方法［5］。本試驗所用再生碎磚混凝土與普通混凝土配合比如表4所示。

表4 混凝土配合比 kg/cm3

設計了兩根墻梁試件，一根為普通磚墻梁，其上部墻體采用MU10普通燒結磚和M10混合砂漿砌筑;另一根為再生碎磚混凝土墻梁，其上部墻體為再生碎磚混凝土澆筑;兩根墻梁寬度均為120 mm，托梁均采用 C30普通混凝土澆筑，托梁上部縱筋為2φ12，下部縱筋為2φ14縱向鋼筋，箍筋為φ6@100，試件及加載示意圖見圖1。

圖1 墻梁試件和加載示意圖

2 試驗結果分析

普通磚墻梁在加載初期時首先在托梁跨中位置處出現豎向裂縫，隨著荷載增加，托梁內相繼出現數條豎向裂縫，并逐漸貫通整個托梁，同時出現斜裂縫;隨著豎向荷載的增大，墻體中磚塊的豎向灰縫開裂并斜向上延伸，很快裂縫逐漸擴展到整個墻體并且寬度迅速增大，最后，墻體內斜裂縫增大明顯，產生較大變形和撓度，試件破壞，從墻體出現裂縫到破壞的時間較短，破壞呈明顯的脆性，其極限承載力為154.4 kN。再生碎磚混凝土墻梁的試驗現象與普通磚墻梁不同，在加載初期，托梁跨中處出現裂縫，隨著荷載的增加，該裂縫向上開展，墻體出現細微裂縫，可能是由于再生混凝土受拉強度較低。隨著墻體裂縫的出現，荷載繼續增加，托梁裂縫繼續增大，并延伸至托梁上部，產生較大變形和撓度，試件破壞，從墻體出現裂縫到破壞的時間比普通磚墻梁的長，說明延性較好，其極限承載力為165.3 kN。再生碎磚混凝土墻梁比普通磚墻梁的承載能力有所增強。

3 結語

根據對普通磚墻梁和再生碎磚混凝土墻梁的受力性能進行了測試和分析，得出以下結論:

1)由于再生碎磚混凝土墻梁采用現澆再生混凝土作為墻體，相比于普通磚墻梁，其承載能力有一定的增強;

2)相比于普通磚墻梁，再生碎磚混凝土墻梁的延性更好。

［1］Ravindrarajah R，Tam C T.Properties of concrete made with crushed concrete as coarse aggregate［J］.Magazine of Concrete Researeh，1985，37(130):29-37.

［2］Sonobe M.Shear characteristic of RC beam with reeycled coarse aggregate［C］.Proeeedings of the 25th JSCE Annual Meeting，KantoBraneh，1998:912-913.

［3］Caims R.Reeyeled aggregate concrete prestressed beams［C］.Proeeedings of Conerete Aggregate，Thoams THlford，1998.

［4］白文輝，張金龍.基于自由水灰比的再生混凝土配合比設計研究［J］.紹興文理學院學報，2007，27(9):52-55.

［5］JGJ 55-2000，普通混凝土配合比設計規程［S］.