钢筋与再生混凝土握裹力的试验研究.pdf
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1、2 0 1 3年第 3期 3月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 C HI NA C ONCR ET E AND C EME NT P R0DUC T S 2 01 3 No 3 Ma r c h 钢筋与再生混凝土握裹力的试验研究 杨海涛 , 田石柱 , ( 1 哈尔滨工业大学土木工程学院 , 1 5 0 0 9 0 ; 2 苏州科技学院土木工程学院 , 2 1 5 0 1 1 ) 摘要 : 以废弃混凝土为原料 配制再生混凝土。通过对再生混凝土进行拉拔 试验 , 研 究再生粗骨料取代率和水灰 比对再生混凝 土的握裹力及抗压强度 的影响, 并对试验现象进行 了分析和总结。结果表明 , 再 生混凝土
2、的粘结强度 大 于普通混凝土的粘结强度, 并对水灰 比给 出了合理的取值范 围, 为再生混凝土的进一步推广应 用提供 了试验依据。 关键词 : 再 生混凝 土; 拉 拔试验 ; 再 生粗 骨料取代 率; 握 裹力 ; 抗压强度 Ab s t r a c t :Re c y c l e d c o n c r e t e i s p r e p a r e d b y t h e w a s t e c o n c r e t e a s a g g r e g a t e ma t e r i a l s T h r o u g h t h e p u l l o u t t e s t r
3、e l a t e d t o r e c y c l e d c o nc r e t e ,t h e e f f e c t s o f r e c y c l ed c o a r s e a g g r e g a t e r e pl a c e me n t r a t e a n d c e me n t wa t e r r a t i o o n t he b o nd s t r e s s a n d c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f r e c y c l e d c o n c r e t e a r e s t u
4、d i e d F r o m t h e e x p e r i me n t a n d t h e a n a l y s i s ,t h e c o h e s i o n a l s t r e n g t h o f r e c y c l e d c o n c r e t e i s s t r o n g e r t h a n t h a t o f c o mmo n c o n c r e t e Ra t i o n a l r a n g e o f c e me n t wa t e r r a t i o i s g i v e n a n d i t c a
5、 n p r o v i d e t h e o r e t i c a l b a s i s f o r f u r t h e r a p p l i c a t i o n O f r e c y c l e d c o n c r e t e Ke y wo r d s :R e c y c l e d c o n c r e t e ;P u l l - o u t t e s t ;R e c y c l e d c o a r s e a g gre g a t e r e p l a c e me n t r a t e ; Bo n d s t r e s s ;C o m
6、p r e s s i v e s t ren gth 中图分 类号 : T U 5 2 8 5 7 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 0 - 4 6 3 7 ( 2 0 1 3) 0 3 - 0 6 - 0 5 0前 言 近年来 ,伴随着我国国民经济持续快速增长 , 城市基础设施的升级和改造也得到了迅猛发展。一 方面 , 城市建设 中一些老 旧的建筑物 、 构造物被拆 除 ,由此产生了大量 以废弃混凝土为 主的建筑垃 圾 , 这些建筑垃圾不仅 占用土地 , 而且 对环境也造 成了污染 。另一方面 , 大量建筑项 目的启动, 对混凝 土的需求量也变得越来越大 , 这就需要开采大
7、量的 天然砂、 石来供应。将废弃混凝土进行回收利用 , 不 但解决 了土地 占用 和环境污染问题 , 而且有利于 自 然资源的保护 。 将从老 旧建筑物上拆除下来 的废弃混凝 土经 清洗 、 加工 、 破碎 和分级后 , 按 一定 的 比例相互配 合 , 作为部分或全部骨料配制而成的混凝土称为再 生混凝土 1 。在再生混凝土研究和利用方面, 同国外 相比 , 我 国起步较晚 , 但近几 年随着研究 的不 断深 入 , 研究成果也越来越丰富 , 但 多数 的研究工作是 围绕着提高再生骨料混凝土 的强度及改善其力学 性能展开 的 2 - 5 l , 对再生混凝土与钢筋粘结性能的研 究 还不 多见
8、。本文 主要 对再 生混 凝 土与钢 筋之 间 的 握裹力进行研究 , 考察不同再生粗骨料取代率和水 灰比条件下握裹强度的变化 , 为再生混凝土 的推广 应用提供试验依据。 1 试验 1 1 原材 料 水泥 : 选用 P 0 4 2 5级 普通硅酸盐水泥 , 具体 性 能见 表 l 、 表 2 。 细骨料 :天然 中砂 ,级 配合 格 ,表观密度为 表 1 水泥的基本性能 一 6 一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 杨海涛 , 田石柱 钢筋与再生混凝土握裹力 的试验研究 2 6 4 0k g m 。 天 然粗 骨 料 : 选 用最 大 粒径 为 3 】 5 ra
9、 m 的碎 石 ; 再 生粗 骨 料 : 来 自哈尔 滨 市某 拆 迁 工地 的废 弃 钢筋 混凝 土 块 经 过人 工 破碎 、 碾 磨 、 筛 分 加 工 得 到 , 粗 骨 料的基本性能见表 3 。 钢筋 : 采用直径为 1 6 ram的 H R B 3 3 5级钢筋, 具 体材料性能见表 4 。 水 : 地下水 。 1 2配合 比设计 本次试验采用的水灰 比为 0 4 0 , 试件编号中的 0、 3 0 、 5 0 、 8 0和 1 0 0 , 分 别代 表 再 生 粗 骨料 取 代 率为 0 、 3 0 、 5 0 、 8 0 和 1 0 0 。由于再 生 混凝 土还 没有 统一 的
10、配合 比设计规范 , 因此 , 本 次试验采用天然 骨料 昆凝土配合 比设计 方法 I6 ,即按照 J G J 5 5 2 0 0 0 普通混凝土配合比设计规程 执行_7 l。试验 中 所 采用 的混凝 土配 合 比见表 5 。 表 3粗 骨 料 的 基 本 性 能 试件编号 粗 代 一 栅 骨料 率 水泥 水 砂 粗 骨料 再 生粗 骨料水泥: 水: 砂 : 粗骨料 1 3 试件设计与制作 采 用无横 向钢筋 的立方体拉拔 试验测定钢筋 的握裹强度 。钢筋与混凝土之间的握裹强度可 由下 式求 得 : 击 式 中: 握裹强度 , MP a ; P 一荷载峰值 , k N; d 。_ 钢 筋直
11、径 , mm; J 。 一 钢筋的有效锚 固长度 , m m。 根据再生? 昆 凝土粗骨料取代率 的不 同, 试验划 分为 5组 , 每组 3个试件 , 即本次试 验共制作尺寸 为 1 5 0 mmx l 5 0 ra m 1 5 0 ram 的标 准 立方 体 试 件 1 5 个 。试 件 中没 有横 向配 筋 , 在试 件 的 中心 预埋 了直 径为 1 6 ram的 HR B 3 3 5级钢筋。试件保护层 的厚度 取 7 5 m m, 有 效锚 固长度 取 8 0 ram。 配制再生混凝土拌合物时 的投料顺序为 : 细骨 料一水泥一水一粗骨料 。每次投料后都要进行充分 的搅拌 , 使得搅
12、拌后的混凝土拌合物在满足和易性 的 条 件 下 成 型 。 所 有 试 件 的 制 作 均 采 用 钢 模 ( 1 5 0 ram 1 5 0 mm 1 5 0 mm) 统一进行浇筑 、 振捣 和成 型。 浇筑完成 2 4 h后 , 进行编号和拆模工作 。 在标准 养护条件下养护到 2 8 d时进行试验。 1 4 试验装置与试验方法 试验采用 1 0 0 k N的万能试验机 。具体操作 如 下 : 首先 , 将试 件装入 已安装 在万能机上的试验夹 头中, 使万能机的下夹头将试件的钢筋夹牢 。其次 , 在试件上安装量表 固定架 , 并装上百分表 , 使百分 表 杆尖 端 垂 直朝 下 , 与
13、略伸 出混 凝 土 试 件表 面 的钢 筋顶面相接触。第三 , 在加荷载前应检查百分表量 杆 与 钢筋 顶 面 接触 是 否 良好 ,百 分 表是 否 灵 活 , 并 进行适 当的调整。第 四, 记下百分表的初始读数后 , 即开动万能试验机开始试验 , 每次加一定量的荷载 后 , 记 录百分表 的读数 , 将此读数与初始读数做差 一1一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 3年第 3期 混凝土与水泥制品 总第 2 0 3期 即得到该荷载作用下的滑动变形量 。所有试验严格 按照 G B rI 1 5 0 0 8 1 -2 0 0 2 ( 普通混凝土力学性能
14、试验 方法标准 执行嗍 。试验装置如图 1 所示。 , | I。 I t- 1 ) , , 4 _ b = 。 _ f _ l L 、 1 = = ,一 I I _ l 0一 一 一 一 2 3 1 一 上球铰 ; 2 一 上端端板 ; 3 - 钢杆 ; 4 一 百 分表 ; 5 - 试件 ; 6 一 垫板 ; 7 一 夹持架 ; 8 - 下球铰 ; 9 一 下端钢板 ; 1 0 一 钢筋 图 1 试验装置示意图 2试验 结果 与分 析 2 1 破 坏过程 和 现象描 述 通过试验可 以发现 , 全部试件 的破坏形式分为 两 种 : 拔 出破坏 和劈 裂破坏 。 发生拔出破坏的试件全 部为再
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