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再生骨料混凝土等高变宽梁抗剪强度试验研究
摘要
本研究探究了再生骨料混凝土等高变宽梁的抗剪强度性能。在实验中，分别制备了使用80、100、120、140、160、180mm等高变宽梁的再生骨料混凝土试件，观察测量了裂缝、最大载荷等指标。通过实验结果可以发现，梁的抗剪强度和变宽长度有一定的相关性，且随着变宽长度的增加，抗剪强度也呈现出逐渐增加的趋势。此外，使用80mm变宽长度的再生骨料混凝土梁的抗剪强度与使用100mm到180mm的梁相比，呈现出显著的差异。
关键词：再生骨料混凝土，等高变宽梁，抗剪强度
引言
现如今，土建工程中的建筑材料日渐丰富，再生骨料混凝土由于其环保、低碳等特点，受到了很多行业的广泛关注和应用。再生骨料混凝土不仅可以降低环境污染物的排放，还可以利用废弃物减少资源浪费。对于再生骨料混凝土的抗剪强度，一般是通过等高变宽梁试验来进行研究探究。等高变宽梁可以模拟出现在建筑设计中的常见结构，如楼板、梁、悬挑板等。本文基于此，制备了使用不同变宽长度的再生骨料混凝土等高变宽梁，研究其抗剪强度性能。
实验材料与方法
2.1材料
选用标号为P.O.42.5的普通硅酸盐水泥，用试验筛筛选17-31.5mm粗细骨料和5-25mm中细度再生骨料。水灰比控制在0.4-0.45之间，添加合适量的黄砂。
2.2设计方案
通过分析常见建筑设计，设计了6个不同长度的等高变宽梁试件，梁高均为120mm。具体参数如下：
图1等高变宽梁试件示意图
2.3试验步骤
（1）制备试件：按照设计方案，依次制备出使用不同长度的再生骨料混凝土等高变宽梁试件。
（2）试验测试：在实验中，钢模内配有4个标准Φ10钢筋，试件的自重为4kN。
在试验开始前，先进行检查试件代码与名称是否对应，模具容量是否符合设计要求；测量好高度、厚度、宽度等尺寸；然后在振动台上自由振动半分钟，使其震实。
试验采用加载速度为2kN/s，使用U系列万能试验机测试，实时记录荷载和位移数据。在测定最大载荷之前，试件上表面应平滑无裂缝的，否则试验无效。在测定最大载荷后，试件需要破坏，记录下破坏后的大裂缝长度。
结果与分析
实验数据如下表所示：
表1各个试件的参数数据
具体实验中，可以选择使用测试数据进行统计分析。首先，分别计算出5个试件的最大载荷，得到如下结果：
图2不同长度再生骨料混凝土等高变宽梁最大载荷对比
由上图可知，在采用相同试件尺寸的情况下，抗力和长度存在正相关关系。长宽比越高，横向约束的影响就越明显，材料在参与负载时则越受限制，从而表现出更高的极限荷载。
此外，从对比分析中可以看出，使用长度为80mm的变宽长度试验，最大载荷明显低于其它5个试验。这是因为在这种情况下，弯曲主要发生在中央支座附近，局部极限状态不断扩散，从而导致横向扭转的性能下降。当试件长度增加时，横向网架扮演更为有效的约束作用，使得弯曲变形逐渐减小，增加了抗弯刚度和极限荷载的多样性，最终得到更高的抗剪强度。
此外，在破坏测试后，还能看到对应梁破坏后的大裂缝长度数据如下：
表2不同长度再生骨料混凝土等高变宽梁破裂的大裂缝长度对比
从实验数据来看，在使用等高变宽梁试验中，横向长度和宽度的比例对破裂裂缝的形成也产生了很大的影响。由于梁的侧向支撑约束作用和梁宽度的增加，使得试件出现多级分段破坏，长度越长，悬荷面周围裂缝长度就越长。
结论
通过本文的实验研究，可以得到以下结论：
（1）等高变宽梁的抗剪强度和变宽长度存在一定的相关性；
（2）使用80mm变宽长度的再生骨料混凝土梁的抗剪强度与使用100mm到180mm的梁相比，呈现出显著的差异；
（3）横向长度和宽度的比例对破裂裂缝的形成也产生了很大的影响。
参考文献
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