再生性混凝土抗弯梁的制作方法
【专利摘要】本申请公开了一种再生性混凝土抗弯梁，形状为长方体，上层为受压区，下层为受拉区，所述受压区两端均配置有至少两个架立钢筋，所述受拉区配置有至少两个纵向受力钢筋，所述架立钢筋和纵向受力钢筋之间设有箍筋。本申请再生混凝土抗压强度和再生混凝土受弯梁极限承载力较普通混凝土的均有提高，与普通混凝土梁相同，再生混凝土梁在受力过程中仍具有明显的弹性、开裂、屈服、极限四个受力特点；再生混凝土梁应用于工程实际是可行的。
【专利说明】
再生性混凝±抗弯梁
技术领域
[0001] 本申请属于混凝±废弃物再生利用技术领域，具体地说，设及再生性混凝±抗弯 梁。
【背景技术】
[0002] 再生混凝±是指将废弃的混凝±块经过破碎、清洗、分级后，按一定比例与级配混 合，部分或全部代替砂石等天然集料（主要是粗集料），再加入水泥、水等配而成的新混凝 ±。再生混凝±按集料的组合形式可W有W下几种情况:集料全部为再生集料;粗集料为再 生集料、细集料为天然砂;粗集料为天然碎石或卵石、细集料为再生集料;再生集料替代部 分粗集料或细集料。
[0003] 研究发现废弃混凝±骨料比重低于普通天然骨料，再生混凝±的抗压强度低于同 配合比的普通混凝±，在抗压强度相等的条件下，再生混凝±的抗弯强度低于普通混凝±， 若使用再生骨料，欲获得相同的抗压强度，则水泥用量须大幅增加。但是，在很少有在实际 工程中用到再生混凝±梁。 【实用新型内容】
[0004] 有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是缺少再生混凝±梁应用于实际工程。
[0005] 为了解决上述技术问题，本申请公开了一种再生性混凝±抗弯梁，形状为长方体， 上层为受压区，下层为受拉区，所述受压区两端均配置有至少两个架立钢筋，所述受拉区配 置有至少两个纵向受力钢筋，所述架立钢筋和纵向受力钢筋之间设有髓筋。
[0006] 进一步的，正截面高为300mm，宽为150mm。
[0007] 进一步的，所述的架立钢筋和纵向受力钢筋套设有保护层。
[000引进一步的，所述架立钢筋的直径为12mm。
[0009]进一步的，所述纵向受力钢筋的直径为16mm。
[0010] 进一步的，所述髓筋的直径为6mm。
[0011] 进一步的，所述保护层的厚度均为25mm。
[0012] 与现有技术相比，本申请可W获得包括W下技术效果：
[0013] 1)再生混凝±抗压强度和再生混凝±受弯梁极限承载力较普通混凝±的均有提 局。
[0014] 2)与普通混凝±梁相同，再生混凝±梁在受力过程中仍具有明显的弹性、开裂、屈 月良、极限四个受力特点。
[0015] 3)再生混凝±梁应用于工程实际是可行的。
[0016] 当然，实施本申请的任一产品必不一定需要同时达到W上所述的所有技术效果。
【附图说明】
[0017] 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申 请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0018]图1是本申请实施例的再生性混凝±抗弯梁钢筋纵向配筋图；
[0019 ]图視本申请实施例的图1中a-a截面配筋图；
[0020] 图3是本申请实施例的图1中b-b截面配筋图。
【具体实施方式】
[0021] W下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用 技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据W实施。
[0022] 本申请公开了一种再生性混凝±抗弯梁，如图1所示，形状为长方体，上层为受压 区，下层为受拉区，所述受压区两端均配置有至少两个架立钢筋1，所述受拉区配置有至少 两个纵向受力钢筋2,所述架立钢筋1和纵向受力钢筋2之间设有髓筋3;所述的架立钢筋1和 纵向受力钢筋2套设有保护层4。
[002：3 ]图視本申请实施例的图1中a-a截面配筋图。
[0024] 图3是本申请实施例的图1中b-b截面配筋图。
[0025] 本实施例中，正截面长为300mm，宽为150mm;所述架立钢筋1的直径为12mm;所述纵 向受力钢筋2的直径为16mm所述髓筋3的直径为6mm;所述保护层4的厚度均为25mm。
[0026] 具体试验时，再生性混凝±梁抗弯试验共4根梁，其中一根为天然粗骨料对比梁， 编号RCLl;两根再生粗骨料取代率为50%、100%，而细骨料均为天然黄砂(粒径0~5mm)的 再生性混凝±梁，编号分别为R化2与RCL3; -根再生粗骨料取代率100%，细骨料为再生性 细骨料(粒径0~5mm)，本文将运种梁称为全再生梁，编号RCL4。
[0027] 本试验中的4根抗弯梁，其截面尺寸均为150mmX300mm，为集中研究再生粗骨料对 再生混凝±梁正截面受力和变形性能的影响，所有试件梁采用相同配筋。受拉钢筋的配筋 率为0.976%，剪弯区配髓率为1.1 %，试件参数见表1。
[002引表1试件参数表
[0029]
[0030] RCL1(0% ):荷载较小时，试验梁的荷载和晓度接近于直线变化，混凝±和钢筋应 变也较小。随着荷载增加至14KN，受拉区混凝±边缘纤维应变达到极限拉应变，混凝±开 裂，当荷载增加到24KN，用肉眼观测出第一批竖向裂缝。裂缝首先在跨中和有集中荷载的附 近出现。裂缝刚出现时，开裂宽度较小，开裂时的裂缝宽度为0.04mm。随着荷载增加，裂缝在 梁侧向上延伸，并不断出现更多细小的新裂缝，裂缝宽度增加，裂缝数量增加相对较快。当 荷载达到74KN左右时裂缝基本出齐，荷载增加到84KN时，纵向钢筋屈服。当荷载增加88.化N 时，竖向裂缝宽度最大达1.46mm，跨中受压区混凝±出现水平裂缝，梁被压溃，试验梁达到 抗弯承载力，晓度为8.292mm。
[0031 ] R化2(50% ):刚开始加载时，荷载和晓度基本呈正比关系，梁截面上各测点应变很 小，梁的工作情况与匀质弹性梁相似。随着荷载增加18KN，受拉区混凝±边缘纤维应变达到 极限拉应变，混凝±开裂，当荷载增加到28KN，用肉眼观测出现第一批竖向裂缝。裂缝首先 在跨中和有集中荷载的附近出现。裂缝刚出现时，开裂宽度较小，开裂时的裂缝宽度为 0.03mm，且在梁侧向上延伸，不断出现更多细小的新裂缝。混凝±开裂后，钢筋应力突然增 大，裂缝一出现，即具一定宽度，并沿梁高上升，同时中性轴上移。荷载继续增加至40KN，试 验梁不断出现新裂缝及裂缝不断开展。当荷载增加到90KN时，裂缝基本出齐，纵筋达到屈 月良。之后，试验梁的裂缝和晓度急剧增加，而此时荷载增加却不多。当荷载增加94KN时，竖向 裂缝宽度最大达1.50mm，试验梁顶部混凝±压酥，试验梁宣告破坏。试验梁达到抗弯承载 力，晓度为8.992rnni。
[0032] RCL3(100%):荷载较小时，荷载和晓度基本呈正比关系，梁截面上各测点应变很 小，梁的工作情况与匀质弹性梁相似。随着荷载增加16KN，受拉区混凝±边缘纤维应变达到 极限拉应变，混凝±开裂，当荷载增加到29KN，用肉眼观测出现第一批竖向裂缝。裂缝首先 在跨中和有集中荷载的附近出现。裂缝刚出现时，开裂宽度较小，一般开裂时的裂缝宽度为 0.06mm，且在梁侧向上延伸，不断出现更多细小的新裂缝。混凝±开裂后，钢筋应力突然增 大，裂缝一出现，即具一定宽度，并沿梁高上升，同时中性轴上移。荷载继续增加至39KN，试 验梁不断出现新裂缝及裂缝不断开展。当荷载增加到89KN时，裂缝基本出齐，纵筋达到屈 月良。之后，试验梁的裂缝和晓度急剧增加，而此时荷载增加却不多。当荷载增加91KN时，竖向 裂缝宽度最大达1.54mm，试验梁顶部混凝±压酥，试验梁宣告破坏。试验梁达到抗弯承载 力，晓度为9.246mm。
[00削 R化4(100%，全再生）：荷载较小时，荷载和晓度基本呈正比关系，梁截面上各测点 应变很小，梁的工作情况与匀质弹性梁相似。随着荷载增加18KN，受拉区混凝±边缘纤维应 变达到极限拉应变，混凝±开裂，当荷载增加到24KN，在梁左右用肉眼观测出现第一批竖向 裂缝。裂缝首先在跨中和有集中荷载的附近出现。裂缝刚出现时，开裂宽度较小，开裂时的 裂缝宽度为0.04mm，且在梁侧向上延伸，不断出现更多细小的新裂缝。混凝±开裂后，钢筋 应力突然增大，裂缝一出现，即具一定宽度，并沿梁高上升，同时中性轴上移。荷载继续增加 至36KN，试验梁不断出现新裂缝及裂缝不断开展。当荷载增加到88KN时，裂缝基本出齐，纵 筋达到屈服。之后，试验梁的裂缝和晓度急剧增加，而此时荷载增加却不多。当荷载增加 89KN时，竖向裂缝宽度最大达1.86mm，试验梁顶部混凝±压酥，试验梁宣告破坏。试验梁达 到抗弯承载力，晓度为9.400mm。
[0034] 试验结论：
[0035] 1、开始加载到开裂阶段
[0036] 通过观察4根再生混凝±梁受弯的试验现象和试验得到的荷载一晓度曲线，可W 清晰的看到:在加载初期，梁承受的弯矩很小，截面的应变也很小，荷载一晓度曲线成线性 上升，混凝±处于弹性工作阶段，应力与应变成正比。随着荷载的进一步增加，混凝±应力 和应变也在不断增加。当荷载达到极限荷载的15%左右时，梁的受拉区混凝±应变到达混 凝±应变到达混凝±的极限拉应变，受拉区开始出现细小的裂缝，呈现出较大的塑性变形。 此后在增加荷载，拉区混凝±就会开裂。此时，受压区混凝±的压应力还远小于混凝±的抗 压强度，所W压区混凝±仍处于弹性阶段。
[0037] 2、开裂到钢筋屈服阶段
[0038] 弯矩达到开裂弯矩后，继续增加荷载，在纯弯段内混凝±抗拉强度较薄弱的截面 上出现了第一批裂缝。荷载增加裂缝条数有所增加。随着荷载的进一步增加，裂缝条数不断 增加，裂缝高度向上发展较快，但裂缝宽度变化不大。R化1(0%)大约到达极限荷载的85% 左右时，裂缝基本出齐，数目不再增加。当荷载接近极限荷载的90%时，纵向钢筋即将达到 屈服，此时裂缝宽度最大大约在1.4mm左右。而RCL2(50% )、RCL3(100% )和R化4(100%，全 再生)运=根受弯梁大约到达极限荷载的95%左右时，裂缝基本出齐，数目不再增加，纵向 钢筋即将达到屈服，此时裂缝宽度最大大约在1.5mm左右。该阶段混凝±应变不断增加，但 在较大标距下量测的混凝±的平均应变表明，截面应变分布基本上符合平截面假定。
[0039] 3、钢筋屈服到破坏阶段
[0040] 荷载加到极限荷载的90%左右时，受拉钢筋屈服，裂缝迅速向上延伸，宽度增加较 快，梁的晓度也迅速增加，并伴随崩裂声，在纯弯段内钢筋屈服的截面处形成一条宽度很 大、并迅速向梁顶发展的主裂缝。此时梁还可W继续承担荷载。当继续加载后，梁顶部主裂 缝两侧的一定区域内，受压区混凝±产生了很大的塑性变形，形成了一个较集中的塑性变 形区域，并在塑性区域周围出现有水平裂纹，受压区实测应变也有很大增加，此时梁的晓度 急增，中和轴迅速上升，截面的转角急剧增加，由于再生混凝±抗压强度较高而很难被压 碎。
[0041 ]再生混凝±抗压强度和再生混凝±受弯梁极限承载力较普通混凝±的均有提高， 其中粗骨料取代率为50 %再生混凝±的提高运两方面提高最大。
[0042] 本文试验W再生混凝±骨料取代率为变化参数，研究再生性混凝±梁的受弯性 能。试验研究表明，运个参数对梁的受弯性能有一定影响，再生骨料取代率不同影响再生混 凝±的抗压强度，弹性模量和梁构件的极限承载力。再生混凝±抗压强度和再生混凝±受 弯梁极限承载力较普通混凝上的均有提高，其中粗骨料取代率为50%再生混凝±的提高运 两方面提局最大。
[0043] 与普通混凝±梁相同，再生混凝±梁在受力过程中仍具有明显的弹性、开裂、屈 月良、极限四个受力特点。再生混凝±梁与普通混凝±梁的抗弯机理基本相同。再生混凝±梁 应用于工程实际是可行的。
[0044] 还需要说明的是，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的 包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确 列出的其他要素，或者是还包括为运种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情 况下，由语句"包括一个……"限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还 存在另外的相同要素。
[0045] 上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请 并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、 修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识 进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申 请所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1. 一种再生性混凝土抗弯梁，其特征在于，形状为长方体，上层为受压区，下层为受拉 区，所述受压区两端均配置有至少两个架立钢筋，所述受拉区配置有至少两个纵向受力钢 筋，所述架立钢筋和纵向受力钢筋之间设有箍筋。2. 如权利要求1所述的再生性混凝土抗弯梁，其特征在于，所述的架立钢筋和纵向受力 钢筋套设有保护层。3. 如权利要求2所述的再生性混凝土抗弯梁，其特征在于，所述架立钢筋的直径为 12mm〇4. 如权利要求3所述的再生性混凝土抗弯梁，其特征在于，所述纵向受力钢筋的直径为 16mm〇5. 如权利要求4所述的再生性混凝土抗弯梁，其特征在于，所述箍筋的直径为6_。6. 如权利要求5所述的再生性混凝土抗弯梁，其特征在于，所述保护层的厚度均为 25mm〇
【文档编号】E04C3/20GK205444685SQ201521064788
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月18日
【发明人】余方, 殷灿彬, 姜珉, 谭智萍
【申请人】湖南城市学院