全BFRP筋含砖骨料再生混凝土梁抗弯性能试验研究

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上世纪90年代以前我国建造的建筑多采用砖混结构形式,随着这些建筑的逐步拆除,将产生大量同时包含废弃砖块、废弃混凝土、砂浆块等多种复杂成分的建筑垃圾。考虑当前经济技术水平的限制,无法大量采用按成分进行分类回收利用的模式。因此,采用该类建筑垃圾制备的混合再生骨料成分较为复杂,性能稳定性差。添加混合再生骨料的再生混凝土(简称RAC)的抗裂性差、吸水性强,容易诱发钢筋锈蚀,严重影响构件或结构的安全性。玄武岩纤维筋(简称BFRP筋)是由树脂和玄武岩纤维组成的新型复合材料筋,具有优异的拉伸性能和防腐性能。通过将BFRP筋与含废弃砖骨料再生混凝土(简称RAC-RBA)组合成BFRP筋再生混凝土结构,既利于实现建筑垃圾的高效循环利用,又便于解决钢筋锈蚀问题,对该新材料构件的推广使用意义重大,但目前该方向鲜有研究。本文采用混合再生粗骨料制作再生混凝土,使用BFRP筋完全替换梁的钢筋,研究BFRP筋RAC-RBA梁在两点集中荷载下的对称加载下的抗弯性能,完成的主要工作内容及成果如下:(1)RAC-RBA、BFRP筋和钢筋的材性研究。对RAC-RBA的各种材料组分的物理力学性能进行测定,通过其立方体及圆柱体的力学性能试验,研究再生骨料掺量的对RAC-RBA强度的影响。通过BFRP筋和钢筋的拉伸性能试验,得到本试验中受拉的BFRP筋及钢筋抗拉强度、弹性模量等性能参数。(2)两点对称集中静力荷载作用下BFRP筋RAC-RBA梁的抗弯性能试验研究。通过8根试验梁的弯曲破坏试验,研究筋材种类(钢筋、BFRP筋)、配筋率(0.40%、0.60%、0.86%、1.07%)、BFRP筋直径(10mm、16mm)和再生骨料掺量(0、50%、100%)等因素的影响,分析了试验梁的破坏形态、特征荷载、平截面假定的验证、应变变形、挠度变形、裂缝开展和延性等。(3)BFRP筋RAC-RBA梁抗弯性能的理论研究。选取ACI 440.1R-15、CSA.S806-12和GB50608-2020三国规范的方法计算BFRP筋RAC-RBA梁的特征荷载、使用荷载与极限荷载下的跨中挠度和最大裂缝宽度的理论值,并比较试验值与理论值的差异,提出了BFRP筋RAC-RBA梁开裂荷载建议计算公式及极限荷载、挠度和最大裂缝宽度的推荐使用公式。
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