Прочность Выполнение армированного бетона Восстановленный Балки
Предложен новый метод дозирования смеси используется для исследования производительности изгиб железобетонных балок с грубыми вторичного бетона (RCA). В этом методе, RCA рассматривается как две фазы остаточных материалов, состоящий из минометов и естественный заполнитель, поэтому, когда дозирования смеси, относительное количество и свойства каждой фазы рассматриваются по отдельности. Некоторые железобетонных балок построены и протестированы на конкретных смесей разработан новый метод, и их отклонения; крекинга, податлив, и предельные моменты; трещины расстояния; крекинга моделей, а также отказов изучаются. Результаты показывают, что как на работоспособности и состояния конечной предела, изгиб исполнении балок из RCA-конкретные пропорции по новому методу сравнима с балок из обычных природных бетон, а также общей теории изгиба и ныне действующих положений код для изгибных дизайн применимы, без изменений, для армированных бетонных балок вторичного ..
Ключевые слова: изгиб; дозирования смеси, железобетонные; обслуживания, управление отходами.
ВВЕДЕНИЕ
Несмотря на экономические и экологические выгоды от конкретных производится из повторно используемого для бетона (RCA) 1 название RCA-бетон, строительство еще не принял ее, особенно для структурных приложений, отчасти из-за предыдущие выводы, которые сделали вывод, что по своей сути RCAconcrete хуже обычных бетонов на природных aggregates.2
В прошлом смеси дозирования методы для обычного бетона были применены с незначительными изменениями дизайна RCA-бетонных смесей. Основные изменения были увеличение содержания цемента, без каких-либо особым учетом остаточной объемной доли миномет RCA.3 Хотя в подходящую настройку содержания цемента и водоцементное отношение (в / к) смесей с участием RCA, бетон с повышенной прочностью на сжатие, чем бетон, из которого возникла RCA был подготовлен, 3 такие изменения не привели к сопоставимым RCAconcrete обладающих выше модуль упругости, прочности, или напряженно-деформированного характеристик аналогичных классов обычных concrete.2, 4 Таким образом, было сообщено, что конструктивные элементы из RCA-конкретный опыт больше отклонение, обладают более широкой трещины и небольшие трещины интервал, а также имеют сравнительно низкий предел прочности при изгибе по сравнению с обычным спутником конкретные members.5 Такая изменчивость является недостатком и не рекомендует его использование , поскольку она создает неопределенность в отношении обслуживания и долгосрочного выполнения RCA-бетонных конструкций ..
Чтобы преодолеть эту проблему, в отдельное расследование, подробно описаны в других, авторы разработали новый метод дозирования смеси для RCA-бетон называется эквивалентный объем раствора (EMV) method.6 В этом методе, RCA рассматривается как две фазы композитных материалов, состоящий из остаточных растворов и оригинальный естественный заполнитель, поэтому, когда дозирования бетона с RCA, объемной доли собственности и соответствующие каждой из фаз учтены. Потому что RCA-бетонной смеси пропорции методом EMV не страдает от inferiorities из RCA-конкретные пропорции с помощью традиционных методов, то разумно предположить, в отличие от предыдущих выводов, что железобетон членов из RCA-Таким образом, конкретные пропорции не будет Опыт больших прогибов и нижней конечной прочности при изгибе по сравнению с железобетонных членов производится с аналогичным класса обычных бетонов, изготовленных исключительно с природными агрегатов.
Чтобы проверить это предположение, обширные экспериментальные исследования было проведено тестирование по изгибу число усиленный RCA-бетонных балок с грубыми RCA и компаньона контроля пучков из бетона, содержащих только природные грубой совокупности с аналогичными свойствами, как грубая природного заполнителя в RCA . Исследованы свойства включают в себя отклонения, трещины расстояние, трещин момент, уступая момент, конечная прочность на изгиб, трещин картины, и отказов. Два разных источников RCA, назначенных RCA-RCA и M-V, были использованы в исследовании, и получены из переработанных конкретные заводы в Монреале (M) и Ванкувере (V), соответственно. Природного заполнителя в RCA-М природного известняка, в то время как в RCA-V естественно русла гравием. Более подробная информация о характеристиках RCA, используемые в данном исследовании могут быть получены из Fathifazl.6
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Если разрушение бетона, чтобы уверенно использовать в качестве RCA в структурно-класс бетона, важно уметь проектировать с использованием существующей практики проектирования, железобетонных членов сделал с RCA-конкретные, которые в состоянии выполнить сопоставимой силы и работоспособности требования, как и обычные железобетонных членов. Используя новый метод смеси дизайн в этом исследовании, показано, что изгиб производительности железобетонных балок с грубыми RCA может быть равна или даже лучше, чем аналогичные балок из обычного бетона.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Экспериментальное исследование включало два этапа. Фаза 1 связанных с разработкой нового метода дизайн смеси для RCA-бетона, в то время как Фаза 2 вовлеченная экспертиза структурной производительности железобетонных членов из смеси пропорции по новому методу. Полная информация о Фаза 1 предоставляются Fathifazl6, но для полноты картины, краткое описание нового метода дизайн смеси задается в следующем.
Смеси EMV метод дозирования
Как отмечалось ранее, основная цель данного исследования является показать, что при использовании метода EMV приведет к RCA-бетона с свойствами, сравнимыми с обычными конкретных аналогичных классов. Это основано на предположении, что частичная или полная замена грубого природного заполнителя в смеси RCA пропорции, основанные на обычных смеси ACI метод дозирования (объем или вес основе замены) приведет к новой смеси, которые имеют более высокое содержание минометов и ниже природных грубого содержания совокупности, чем исходная смесь, без RCA. Из-за различия в составе двух смесей, они будут демонстрировать различные свойства. Разница будет зависеть от различий между объемными долями и свойства соответствующих им компонентов. Если свойства входящих в них не отличаются друг от друга, разница может быть приписано основном объемные доли компонентов. Такое предположение основано на общей теории композитов и так называемому правилу смесей ..
В отличие от существующих методов дозирования смеси для RCA-бетона, в методе EMV не предполагается, что RCA заменяет только природные совокупности, поскольку из-за наличия остаточных растворов при природного заполнителя в RCA, этот раствор способствует общей раствор содержание в смеси с RCA. Отличительной чертой данного метода EMV является предположение, что каждый этап RCA способствует пропорционально его объемной доли в той же фазе в RCA-бетона. Таким образом, минометов и в совокупности RCA, рассматриваются как часть общей минометов и общего совокупного объема RCA-бетон, соответственно. В рамках предлагаемого метода, RCA-бетонной смеси, пропорции имеют одинаковый суммарный объем растворов в виде смеси конкретных спутник сделал совершенно свежим природных агрегатов. Смесь дозирования на основе предложенного метода по существу включает правильного определения суммы RCA и свежего раствора на RCA-бетона. Бетонные пропорции методом EMV, показано, что такой же или даже выше закаленной свойствами по сравнению с эквивалентным обычных бетонов с одинаковым количеством mortar.6.
Состав бетонной смеси для испытаний пучков
Для исследования производительности изгиб усиленных RCA-бетонных балок, два вида смеси были подготовлены для каждого источника RCA использованием Тип 1 портландцемента. Тип 1 смесей, были сделаны с 100% натуральный агрегатов и пропорции по обычным методом ACI для нормальной concrete.7 Тип 2 смесей участие тот же тип цемента и природного мелкого заполнителя как тип 1 смесей, но их грубая агрегаты сочетание природных совокупности и RCA, и они пропорционально методом EMV. Свежие грубых природных агрегата в соответствующие смеси, типы 1 и 2, были теми же свойствами, как естественный заполнитель, содержащихся в соответствующих RCA.
Чтобы компенсировать недостаток в общем природных Совокупный объем RCA-бетон по сравнению с компаньоном природного щебня бетона, RCA-бетонных смесей "свежим содержанием натурального совокупности была принята равной общей остаточный объем раствора в соответствующем RCAconcrete. Обратите внимание, что в методе EMV, общий объем раствора в RCA-бетонных и в сопроводительном naturalaggregate бетона производится равными.
Удельный вес и поглощающей способности агрегатов определяли с помощью стандартного тестирования procedures.8 остаточного содержания миномет RCA был определен на основе нового метода, который участвует подчинение RCA несколько стоп-и-оттаивания, будучи погруженным в растворе сернокислого натрия. 9 Таблица 1 показывает, средневзвешенная свойства крупных и мелких агрегатов, используемых в данном исследовании. Все крупного заполнителя видов имеют номинальный максимальный размер 19 мм (0,748 дюйма), и разных размеров сливались для достижения желаемой оценки. Все агрегаты presoaked и мелкого заполнителя был находиться во влажном состоянии в течение 24 часов до смешивания.
В таблице 2 представлены пропорции смеси, смеси с назначением описывается записку под стол. RCA содержание в таблице 2 рассчитывается путем деления воздушно-сухой вес грубой RCA на воздушно-сухой вес в общей крупного заполнителя. Отметим, что использование метода EMV приводит к снижению цемента и воды в содержимом RCA-бетонных смесей, поскольку остаточные раствора вносит свой вклад в ее содержание общего раствора и, таким образом, требует меньше свежего раствора. Меньше цемента требование делает RCAconcrete экологически чистых и, возможно, более экономичным. Из-за снижения содержания воды в RCA-конкретные пропорции методом EMV, некоторые-водоредуцирующему (WRA) были использованы для повышения его работоспособности. Обратите внимание, что добавление к WRA RCA-бетонных смесей, не изменить его в / к (0,45) или любой из его смеси пропорции (то есть, воды, цемента и мелкого заполнителя) и применяется исключительно в целях повышения ее работоспособности. Со ссылкой на таблицы 2, содержание цемента смеси без RCA, пропорции по обычным method.that есть смеси с обозначением CG и CM.are больше 420 кг / м ^ 3 ^ SUP (26,15 кг / м ^ 3 SUP ^), но содержание цемента спутник смеси разработан метод EMV, то есть смеси с назначением Е. В. и Е., являются 335 и 358 кг / м ^ 3 ^ SUP (20,85 и 22,29 кг / м ^ 3 ^ SUP), соответственно ..
Для оценки изгибных поведения армированных RCAconcrete балки, для каждой бетонной смеси, шесть 100 х 200 мм (4 х 8 дюймов) цилиндров были отлиты и вылечить в сырой комнате в течение 28 дней, чтобы определить сжатие и разбиение прочностью на разрыв. Кроме того, три 150 мм х 300 мм (6 х 12 дюймов) цилиндров были подготовлены для каждой смеси для определения 28-дневного модуля упругости. Еще девять цилиндров были отлиты и вылечить, прилегающих к и в том же порядке, что пучки оценить сжимающие и прочностью на разрыв и модуль упругости бетона в соответствующих пучка во время его тестирования.
В таблице 3 представлены резюме свежие и свойства закаленного RCA-бетонных смесей. Обратите внимание, что в среднем 28 дней на сжатие и растяжение преимущества смесей, содержащих RCA выше, чем соответствующие значения спутник смесей сделал только природные агрегаты, но спад бывшего смеси заметно меньше, чем у последних. Это можно объяснить более низким содержанием воды в смеси, RCA, как указано в таблице 2. Содержание воды ниже, потому что постоянная в / к по 0,45 был сохранен для всех смесей и цемента, так как содержание смеси RCA был меньше, чем у контрольных смесей, их содержание воды было меньше. В заключение отметим, что модуль упругости и закаленной значений плотности для всех смесей практически то же самое. Наблюдались более высокие значения силы подтверждают результаты предварительного исследования, проведенного авторами, 6, а также в литературе 4, в которой показали, что прочность на сжатие RCA-бетон первую очередь зависит от относительной силы его компонентов и качества его поверхностного переходной зоны, а не общего объема раствора ..
Все стальной арматурой, используемых в изгиб были Оценка 400 баров, в соответствии с требованиями CAN / CSA диаметром G30.18.10 Номинальная бар варьировала от .8 к были деформированы. В купонные тесты, деформированных баров выставлены четкие плато, выход их текучести колеблется от 407 и 473 МПа (59,0 и 68,6 КСИ) и их прочности колеблется от 572 и 733 МПа (83,0 и 106,3 KSI). Гладкой планка текучести 530 МПа (80 КСИ) и предел прочности 596 МПа (86,44 KSI).
Подробная информация о тест пучков
Все лучи были разработаны в соответствии с требованиями CSA Стандартный A23.3-04,11 оценить изгиб исполнении RCA-бетонных балок по всему диапазону усиления отношений, три укрепления отношений (то есть, минимум [мин], Средний [Av], а максимальная [Макс]) были отобраны. Минимальные и максимальные соотношения укрепления были рассчитаны в соответствии с действующим CSA A23.3-04 положений для обычного бетона, а также укрепление отношение
Пучков, направленных на обеспечение разрушение при изгибе. Три отдельно армированные балки (то есть, один для каждого пучка продольного растяжения коэффициент усиления) и один двойной усиленный пучка (с высококачественной стали) были испытаны для каждого источника RCA. Пучков с высококачественной стали обозначаются буквой СС в их назначении. Все лучи представляют собой прямоугольные, 200 мм (9,8 дюйма) шириной и от 350 до 390 мм (13,80 до 15,35 дюймов) - эффективная глубина 304 мм (11,97 дюйма) ± 3 мм (118 .), с номинальной сдвига службы углубленного отношение (/ д), 2,70 и длины пролета 2,2 м (7,22 м). Поперечной арматуры состоит из
Для каждого источника RCA, четыре RCA-армированных бетонных балок и два управления пучков были построены, а контроль пучков, предпринимаемые со 100% грубых природных агрегатов того же типа, что и оригинальный нетронутый совокупности в соответствующих RCA. Один из управления пучков отдельно армированные среднее соотношение подкрепление, а другой был вдвойне усилить.
Измерительные приборы и установки
Электрическое сопротивление тензодатчиков были использованы для измерения напряжения в арматуре и бетоне. Отклонения пучка измерялся с помощью линейных потенциометров, расположенных вдоль пучка. Все лучи были испытаны в четыре точки изгиба и просто поддерживать. Нагрузка была применена 1000 кН (224,8 KIPS) сервоприводом гидравлический привод подключен к жесткой раме. Приводе применен нагрузки инсульт контроля пучка стали разбрасыватель поддерживает два тяжелых рокер и каток собраний симметрично расположенные 300 мм (11,8 дюйма) с середине пролета пучка и опираясь на его поверхности. Нагрузка применяться с использованием перемещения скорость 0,01 мм / с (394
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В таблице 4 представлены наблюдаемый момент и отклонение значения испытательного пучков на растрескивание, уступая, а предельная нагрузка. Для оценки эффективности каждого пучка в соответствии с обычным нагрузкам услуг, при этом максимальное отклонение на 40% от разрушающей нагрузки В ходе испытаний, треск нагрузки P ^ ^ сг югу был записан, как только первый изгиб трещины (как правило, в постоянном регионе момент) было обнаружено невооруженным глазом. Наблюдается уступая нагрузки P ^ ^ к югу у получена путем сканирования данных от датчиков деформации, установленных на основных растяжение арматуры. В следующих разделах, отказов и растрескивание структуры пучков будут представлены и обсуждены.
Несоблюдение режима
На рисунке 1 показано крекинга моделей всех испытаний пучков на провал. В эти цифры, наклонных линий и темных областей в верхней волокна представляют собой трещины и раздавленные зоны, соответственно. Во всех пучков с минимальной или средней отношение усиление напряженности и балок с высококачественной стали, стали напряженности продольного дали первую, а затем конкретные дробления, которая вязкий режим отказа, как правило, называют напряженность провал. В пучков с максимальной продольной отношение арматуры, бетон достиг своего максимального потенциала первого, а затем вскоре приносит продольного растяжения подкреплений и окончательном поражении пучка. Этот режим отказа, называют разрушение при сжатии, является достаточно хрупким. Эти режимы отказа хорошо, установленные для обычных железобетонных балок, а также исходя из текущих результатов, изгиб поведения армированных RCA-бетонных балок, не влияет на наличие RCA-бетона. Это верно как для underand за усиленного балками.
Влияние напряженности укрепление
На рис. 2, влияние армирования на растрескивание, уступая, а также предельные значения момента балок с RCA-бетон представил. Как правило, растрескивание момент не был чувствителен к продольной отношение усиление напряженности, но чем выше крекинга момент какие-то бревна может быть в основном приписывают их немного больше глубины. Урожайность и предельные моменты балки, однако, резко возросло как отношение напряженности укрепление увеличилось. Следует отметить, что для исследования изгиба выполнения усиленного RCA-бетонных балок, было принято решение сохранить свою эффективную глубину постоянной, а не глубина лучей. Это привело к несколько более высокие значения глубины для пучков с высшим растяжение укрепление отношений из-за их больших размеров бар. Потому что в разделе свойств (эффективная глубина и ширина) и свойств материала (прочность бетона на сжатие и стали текучести) были постоянными для всех этих лучей, предыдущие различия в основном за счет относительного количества напряженности стали в каждом пучке; и они идут за предполагаемое соотношение между коэффициентом усиления и момент мощность пучка ..
На рис. 3, момент-смещение кривых пучков с различным соотношением арматуры и бетона типа сравниваются. Как и ожидалось, пластичность, выраженный в виде соотношения отклонения в связи с тем, чтобы отклонения на урожайность, уменьшается по мере содержания стали усилилась напряженность, так как пучки с более низким содержанием выставлены стали больше после выхода деформации. В Таблице 4, можно заметить, что в середине пролета прогибы балок EM-Мин и EV-Мин, что соответствует максимальной применяться момент, являются 3,43 и 3,26 раза, в соответствующих прогибов в урожайности, по сравнению с 1,51 и 1,52 для балок EMAv и EV- Av, соответственно. С другой стороны, в середине пролета прогибы балок EM-Макс и EV-Макс, соответствующей максимуму применять момент были 0,89 и 0,58 раза, в соответствующий момент выхода, соответственно, что означает разрушение при сжатии последних лучей.
Влияние из высококачественной стали
Рисунок 4 показывает изменения приложенного момента с прогиба в середине пролета для лучей с учетом и без высококачественной стали. Наличие высококачественной стали заметно повысить производительность усиленной RCA-бетонных балок, увеличивая их пластичности.
Как правило, наличие высококачественной стали увеличился предел прочности балки EM-СС и EV-СС по сравнению с теми пучков EM-Макс и EV-Max (11% и 9% соответственно). В лучах EM-Макс и EV-Макс, после конкретные достигла своего максимального потенциала, нагрузка упала сразу, и лучи не удалось вскоре после конкретные дробления. В лучах EM-СС и EV-СС, однако, помимо сжатия стали было двояким: 1) это привело к уменьшению глубины зоны сжатия, что приведет к увеличению напряженности усиление напряжения и более пластичного поведения, и 2) укрепить зоне компрессии достаточно, чтобы растяжение укрепление достичь своей текучести до конкретных дробления. Это является основной причиной более высокой прочности и большей пластичности Балки EM-СС и EV-СС по сравнению с Балки EM-Макс и EV-Макс. Иными словами, как и ожидалось, наличие высококачественной стали изменил отказа от сжатия напряженность режиме.
Со ссылкой на таблицу 4, прогиба в середине пролета балок EM-Макс и EV-Макс при максимальной применяться момент только 0,89 и 0,56 раза, в соответствующих прогибов в уступая их напряженности стали, по сравнению с 7,88 и 2,91 для балок EM-СС и Е. -СС, соответственно. Долгое плато минуту отклонения кривых последнего пучков на рис. 4 подтвердить их пластичного поведения. Из предыдущих наблюдений, как ожидается, для обычных железобетонных балок, насколько изгиб поведения, то, нет никакой разницы между настоящим обычных армированных железобетонных и RCAconcrete пучков.
Влияние конкретного типа
В этом разделе, влияние конкретного вида на конечную прочность на изгиб и изгиб испытания, луч будет представлен. Рисунок 5 показывает крекинга, уступая, и предельные значения момента различных железобетонных балок с четырьмя конкретных типов в таблице 3.
Как правило, урожайность и предельные значения момента железобетонных балок из Е. Е. В. смесей выше, чем из CL и CG. Согласно таблице 4, предельные значения момента Балки EM-Ду и EV-Av на 8% и 5% выше, чем в пучках CL-Ду и CG-Ду и предельные значения момента Балки EM-СС и EV- СС в 7% и 8% выше по сравнению с Балки CL-СС и CG-СС, соответственно. С другой стороны, треск момент Балки EM-Ду и EV-Av являются 28% и 21% ниже, чем у контроля Балки CL-Ду и CG-Av, соответственно, в то время как крекинг момент 16% меньше и на 26% выше Балки EM-СС и EV-СС по сравнению с Балки CL-СС и CG-СС, соответственно. Причина может быть частично связано с наличием двух типов межфазных зон перехода (ITZ) в RCA-конкретные по сравнению с обычным бетоном: 1) ITZ между первоначальной совокупности природных и остаточных растворов в RCA, и 2) новые ITZ между остаточной раствор и свежего раствора, что может привести к раннему трещин. Вообще, сила поверхностного зону между раствором и совокупности представляет собой сложную задачу, и не в полной мере understood.12.
В соответствии с рис. 3 и 4, как правило, momentdeflection кривые все лучи аналогичны независимо от конкретного типа или агрегата и наблюдаемые различия могут быть обусловлены случайными отклонениями среди пучков свойствами. Со ссылкой на рис. 4, то можно отметить, что пучки EM-СС и EV-СС являются более пластичный по сравнению с контролем Балки CL-СС и CG-СС, соответственно. Незначительное влияние агрегатного типа на общую производительность изгиба железобетонных балок может привести нас к выводу, что ранее предположение аналогичных свежих грубых природных заполнителей и природных совокупности содержащихся в соответствующих RCA в предлагаемом методе EMV не влияет на общий изгиб выполнение армированного RCA-бетонных балок. Иными словами, целесообразно использовать различные свежие грубых природных совокупности, а не естественный заполнитель, содержащиеся в RCA, не ожидая его Majorly влияет на изгиб поведения железобетонных балок, которая является более желательным и практически в бетонной промышленности ..
В самом деле, подобный изгиб поведения этих балок с различными конкретными и совокупного типов и с различным количеством растяжение арматуры, с или без высококачественной стали, проверяет применимости общей теории изгиба для нормального бетона RCA-конкретные пропорции по Предлагаемый метод EMV. Он также проверяет, концепция предлагаемой смеси EMV дозирования метод, в котором он утверждал, что общее раствор или полное природных суммарные объемы являются ключевыми факторами, определяющими механических свойств RCA-бетона.
Исправность
Предполагая, 40% от предельной нагрузки, как обычные нагрузки уровень сервиса, услуг отклонения Со ссылкой на таблицу, стоимость Луч EM-Ду 1,9% выше, чем у луч CL-Ав, в то время как в EV-Ду 2,1% меньше по сравнению с соответствующим значением для CG-Av. Значения Балки EM-СС и EV-СС являются 3,2% выше, а 6% ниже, чем у CL-СС и CG-СС, соответственно. Чтобы иметь действительный базы для сравнения прогибов усиленный RCA-бетонных балок, тем контроля железобетонных балок, прогибы балки управления CL-Ав, CG-Ав, CL-СС, и CG-СС были получены от loaddeflection кривой в 40% от предельной нагрузки Балки EM-Av, EV-Av, EM-СС и EV-СС. Несмотря на эти различия, все значения прогиба в середине пролета на служебной нагрузки 2,6) для крыши или пола строительства поддержке или при бесструктурных элементов может быть нанесен ущерб в больших прогибов ..
Рисунок 6 иллюстрирует трещины на расстояние полезной нагрузки для балок Е. Е. В. и соответствующие управления пучков, соответственно. Как правило, армированные RCA-бетонных балок опытных чуть меньше трещин расстояние по сравнению с теми из натуральных-бетон. К сожалению, из-за присутствия потенциометры и другие приборы, трещины шириной не могут быть измерены, но визуальные наблюдения не показали существенных различий между трещины шириной испытания балки.
Аналитическое исследование
Основная цель данного раздела состоит в следующем: 1) оценить применимость CSA Стандартный A23.3-0411 для расчета крекинга момент и применимости общей теории изгиба для прогнозирования изгиб сопротивления и приносит момент усиленного RCA-бетонных пучков, 2) оценить применимость рекомендованных эмпирических уравнений МСА 318 (п. 9.5.2.3) 13 и 214 Еврокод для расчета прогибов немедленного обычных железобетонных балок с RCA-армированных бетонных балок. Следует отметить, что в конечном итоге момент расчета процедур в AC 318 и CSA A23.3-04 практически одинаковы, кроме того, что максимальная нагрузка на конкретный конечный считается 0,0035 ККА и 0,003 МСА и Есть небольшие различия в единый блок параметров сжатия.
Крекинг момент (M ^ о ^ к югу)
Рисунок 7 представляет наблюдаемые и прогнозируемые крекинга моментов (M ^ югу сг ^ ^ SUP obsvd. ^ И M ^ югу сг ^ ^ SUP пред. Ф) армированные RCAconcrete балок из RCA-M, RCA-V, естественный речной гравий и / или природного известняка. Крекинга момент M ^ ^ сг югу был рассчитан на основе либо модуль разрыва е ^ г ^ к югу использованием пункта 9.5.2.3 МСА 318, наблюдаемое расщепление прочности м, приведенных в таблице 3, или расщепление прочности на основе МСА 318 положений подпункта е ^ й = [квадратный корень из F] '^ к югу с ^ / 1,8. Наблюдается растрескивание момент была рассчитана с использованием наблюдается растрескивание нагрузки на основе визуальных проверок в ходе испытания, а по сравнению с использованием кривых нагрузки прогиба в середине пролета. Как правило, к югу M ^ сг ^ ^ SUP obsvd. ^ / M ^ югу сг ^ ^ SUP пред. ^ Коэффициент, основанный на пункте 9.5.2.3 МСА 318 (FR-основе) колебалась от 0,61 до 1,37 (в среднем 0,96 и стандартное отклонение 0,27), тогда он составлял от 0,84 до 2,21 (в среднем 1,37 и стандартное отклонение 0,45) и 0,77 до 1,72 (в среднем 1,22 и стандартное отклонение 0,34) с помощью наблюдаемых и рассчитанных значений расщепления растягивающие силы (F ^ к югу м ^ основе) ..
По области M ^ югу сг ^ ^ SUP obsvd. ^ И M ^ югу сг ^ ^ SUP пред. ^ Отношения, следует отметить, что рассчитанные крекинга моменты использования пункте 9.5.2.3 МСА 318 (FR-основе) переоценить крекинга момент Балки EM-Мин, EM-Ду и CL-Ав с M ^ югу кр SUP ^ ^ obsvd. ^ и M ^ югу сг ^ ^ SUP пред. ^ отношение 0,75, 0,72 и 0,94, соответственно . С другой стороны, предсказать моменты крекинга на основе модуля разрыва (FR-основе) переоценить фактические момент крекинга всех Е. лучей, кроме пучков EVCMP и CL-СС, для которых M ^ югу сг ^ ^ SUP obsvd . ^ и M ^ югу сг ^ ^ SUP пред. ^ соотношение 1,27 и 1,16, соответственно. Обратите внимание, что переоценка МСА 318 (п. 9.5.2.3), не только благодаря наличию RCA, потому что M ^ югу сг ^ ^ SUP пред. ^ Значения Балки CL-Ду и CG-Av, сделанный с природными агрегаты только , также выше, чем соответствующие M ^ югу сг ^ ^ SUP obsvd. ^ ценностей. Причина может быть частично связано с раннего высшего усадки RCA-бетона. Еще одной причиной может быть следствием совокупного угловатость на прочность на растяжение, которое не считается МСА 318.
При использовании расчетных значений ФСТ, а не FR, M ^ югу сг ^ ^ SUP пред. ^ Были улучшены приблизительно на 26% с M ^ югу кр SUP ^ ^ obsvd. ^ / M ^ югу сг ^ ^ SUP пред. = 0,95, 0,91 и 1,19 для балок EM-Мин, EM-Ава, и Вацлав, соответственно. В действительности, все лучи, кроме луча EVMax с М> югу кр SUP ^ ^ obsvd. ^ / M ^ югу сг ^ ^ SUP пред. = 0,77, новые M ^ югу сг ^ ^ SUP obsvd. ^ / M ^ к югу сг ^ ^ SUP пред. ^ значения находятся в пределах 1 ± 0,20, что находится в приемлемом диапазоне для обычного бетона (см. рис. 7 ()). Использование F ^ ^ й к югу вместо F ^ г ^ к югу, к югу M ^ сг ^ ^ SUP пред. ^ Значения для всех пучков недооценивать, кроме пучков EV-Av и EV-Макс которых M ^ югу кр ^ ^ SUP obsvd. ^ / M ^ югу сг ^ ^ SUP пред. ^ коэффициенты 0,96 и 0,84, которые в пределах 20% для обычного бетона (рис. 9 (а)). Таким образом, используя е ^ ^ к югу-й вместо F ^ г ^ к югу расчета крекинга момент RCAconcrete пучков представляется более целесообразным.
Ultimate изгиб к югу M ^ и ^
Рисунок 8 иллюстрирует наблюдаемых и прогнозируемых значений конечной изгибной силе усиленный RCA-бетонных балок на основе МСА 318 и другие модели. Предел прочности RCA-бетонных балок, были предсказаны с использованием эквивалента прямоугольные блок параметров напряжения Thorenfeldt и др.. (Измененный Коллинз и Митчелл) .19 Их конечная сильные также рассчитывается путем развития их кривизны момент отношения, основанные на наблюдаемой зависимости напряжения от деформации соответствующих конкретных цилиндров испытания в этом расследовании. Предсказал сила каждого пучка на основе среднего из трех значений, полученных с момента кривизны отношения, основанные на напряженно-деформированное отношения повторить три цилиндра для каждого конкретного типа.
Как правило, к югу M ^ сг ^ ^ SUP obsvd. ^ / M ^ югу сг ^ ^ SUP пред. ^ Соотношение 1,07 до 1,22, 1,04 до 1,15, 1,12 до 1,44, 1,07 до 1,22, 1,06 до 1,23 и 1,07 до 1,22 на основе наблюдаемых кривых растяжения, метод МСА, и эмпирических напряженно-деформированного отношения предложенные Смит энд Янг ", Desayi и Кришнан, Hognestad, а также изменение Thorenfeldt и др.. соответственно. Выполняя полный анализ ответных мер на основе наблюдаемых кривых растяжения, M ^ югу сг ^ ^ SUP obsvd. ^ / M ^ югу сг ^ ^ SUP пред. ^ Соотношение оказалось 1,06 до 1,19.
На основе этих отношений, то можно отметить, что ACI изгиб положений дизайн по-прежнему применяются для армированных RCAconcrete пучков. Кроме того, к югу M ^ сг ^ ^ SUP obsvd. ^ / M ^ югу сг ^ ^ SUP пред. ^ Соотношения рассчитывается на основе на основе всестороннего анализа ответа.
Немедленно отклонения
Немедленного прогибы в середине пролета усилить RCAconcrete пучков на 40% от их соответствующих разрушающая нагрузка
1) С помощью уравнений упругого рассеяния и эффективного момента инерции метод, основанный на пункте 9.5.2.3 МСА Стандартный 31813, 2) Использование уравнений упругого рассеяния и эффективного момента инерции метод, основанный на Еврокод 2 (2002) 14 баров для деформированных и первой загрузки; (3) Использование момент кривизны отношений, описанной ранее, без учета напряженности жесткости.
В таблице 4 представлены соотношение наблюдается в середине пролета предсказал прогибов усиленный RCA-бетонных балок на 40% от их соответствующих нагрузок провал Это соотношение для различных армированных RCA-бетонных балок колеблется в диапазоне от 0,50 до 0,72, от 0,87 до 2,09 и 0,88 до 2,03 использовать момент кривизны, ACI 318 метод, и метод Еврокод 2, соответственно. В соответствии с этими ценностями, то можно отметить, что прогнозируемый прогибов на основе метода кривизны момент гораздо выше, чем наблюдаемые значения, которые можно объяснить главным образом к игнорированию напряженности жесткости, то есть вклад без трещин конкретных сегментов между трещинами разделы с общей жесткости балки.
Натяжения жесткости явление косвенно учитываются в МСА 318 и Еврокод 2 на предположении равномерного эффективного момента инерции для пучка. Диапазон значений для пучков с минимальной, средней и максимальной продольной отношения подкреплением 1.86-2.09, 0.90-1.01 и 0.87-0.97 соответственно, где предсказанных значений на основе метода МСА. Соответствующие значения для тех же пучков на основе Еврокод 2, 1.30-2.03, 0.91-1.02 и 0.88-0.98 соответственно. Кроме того, спектр 1,32, соответственно.
Согласно таблице 4, не существует основное различие наблюдается между Это подтверждает применимость как МСА и Еврокод 2 отклонения расчетных методов усиленного RCA-бетонных балок. Обратите внимание, что небольшое занижение прогиба балки EM-Мин, EV-Мин, EM-СС и EV-СС обеими МСА и Еврокод 2 не обязательно связано с наличием RCA в этих лучей, потому что предсказать отклонения пучков CL-СС и CG-СС, изготовленные из обычного бетона, являются заниженными обеими МСА и Еврокод методами. Отметим также, что для последней балки,
По спектр соотношений достаточно хорошо (от 2 до 15% выше, чем наблюдаемые значения), но для пучков с минимальным соотношением арматуры, ACI предсказать значения от 46 до 52% ниже, чем наблюдаемые значения, тогда как предсказывали Еврокод 2, 23 до 51% меньше наблюдаемых значений.
Важно отметить, что расчет эффективного момента инерции для МСА и Еврокод 2, в зависимости от значения Мкр рассчитывается в соответствии с МСА 318 рекомендаций. Таким образом, переоценка крекинга моменты Луч EV-Мин и EM-Мин несет основную ответственность за недооценку непосредственной прогибов этих пучков. Если наблюдается растрескивание момент значения этих пучков используются вместо своих предыдущих расчетных значений для определения их эффективного момента инерции, рассчитанная отклонения методом ACI будет только 14 на 23% ниже, чем соответствующие наблюдаемых значений, а их расчетные значения по Еврокод 2 будет от 7 до 17% выше, чем соответствующие наблюдаемых значений. Причиной этого является двоякой: 1) высокий уровень tensionstiffening включены в ACI не реально для пучков с малой продольной укрепление отношений из-за ранней уступая стали и, как следствие, быстрое расширение трещин и потере напряжения жесткости практически сразу после крекинга момент, и 2) В методе МСА, эффективного момента инерции считается колебаться в пределах от трещины и валового момент инерции, в зависимости от уровня прикладных максимальный момент, тогда как в Еврокод 2 метода, кривизна Предполагается, различаются в зависимости от полной мере трещинами и без трещин кривизны сечения.
Сведения конкретного модуля упругости на более высоких уровнях нагрузки обычно не рассматривается ни в ACI или Еврокод 2 кодов, но это может быть важно для пучков с очень низким армирования, где в конечном счете и растрескивания моменты не могут быть достаточно разными и конкретные будут возникать серьезные нелинейности сразу же после взлома. Наконец, можно отметить, что в целом Еврокод 2 метод дает несколько лучшие результаты ..
ВЫВОДЫ
На основании результатов данного исследования, следующие выводы:
1. На обеих услуг и конечной государств, изгиб выполнения армированного бетона RCA может быть сравнимо или даже лучше, чем сделал совершенно конкретных природных агрегатов.
2. Общая теория изгиба и ныне действующих положений код для изгибных дизайн обычных железобетонных балок применимы к RCA-армированных бетонных балок, независимо от напряжения и коэффициенты сжатия подкрепление или RCA источника, при условии, предлагаемые смеси EMV дозирования метод используется для RCA-бетона.
3. Наблюдается растрескивание моменты и треск шаг RCA-бетонных балок с или без высококачественной стали, как правило, ниже, чем у спутника контроля пучков. Предсказал крекинга моменты испытаний пучков на основе МСА 318 соотношение для модуля разрыва конкретные оказались значительно выше, чем соответствующие наблюдаемых значений. Использование расщепления прочность на растяжение, однако, как правило, дал более точную оценку крекинга момент этих пучков.
4. В середине пролета прогибов всех RCAconcrete усиленный контроль и балок под служебной нагрузки оказались в пределах максимально допустимого значения рекомендовал МСА 318. И МСА 318 и Еврокод 2 методы прогнозирования непосредственной прогибов обычных армированных членов конкретных оказались применимы к RCA-армированных бетонных балок, но и для пучков с малой продольной отношение усиление напряженности, Еврокод 2 метод давал более точные результаты.
Авторы
Авторы хотели бы выразить свою искреннюю признательность общественных работ и правительственных служб Канады и естествознания и техники Научно-исследовательский совет Канады за их финансовую поддержку данного исследования.
Ссылки
1. Аббас, A.; Fathifazl, G.; Isgor О.Б., Razaqpur А.Г., Фурнье, B.; и Foo, S., "Экологические преимущества зеленого бетона", конференция по изменению климата, 10-12 мая, 2006, Оттава, ON, Канада, с. 1-8.
2. Topcu, IB, и Sengel, S., "Свойства бетонов Произведено с отходами бетона", цемента и бетона исследований, В. 34, № 8, 2004, с. 1307-1312.
3. Dhir, РК; Limbachiya, MC и Leelawat, T., "Пригодность Восстановленный бетона для использования в BS 5328 Места Смеси," Труды Института гражданских инженеров, сооружений и зданий, В. 134, № 3, 1999 , с. 257-274.
4. Хансен, TC, "Переработка разрушенных бетонных и кирпичных", доклад № 6, RILEM, E
5. Маруяма И., Сого, M.; Sogabe, T.; Сато, R.; и Каваи, К., "Прочность Свойства армированных Восстановленный бетонных балок, конференция на тему" Использование вторичного сырья в здании и сооружений, Барселона, Испания, 2004, с. 526-535.
6. Fathifazl Г., структурной эффективности стали усиленные бетонные Восстановленный Участники ", кандидатскую диссертацию, Карлтонского университета в Оттаве, Канада, 2008, 503 с.
7. ACI Комитет 211, "Стандарт практики Выбор Пропорции для нормальных, вес и массовых бетона (ACI 211.1-91)," Американский институт бетона, Фармингтон, М., 1991, 38 с.
8. ASTM C127-01, "Стандартный метод испытаний на плотность, относительная плотность (удельный вес) и поглощение крупного заполнителя," ASTM International, Запад Коншохокен, PA, 2001, стр. 6.
9. Аббас, A.; Fathifazl, G.; Isgor О.Б., Razaqpur А.Г., Фурнье, B.; и Foo, С. "Предлагаемый метод определения остаточной миномет Восстановленный для бетона," Журнал ASTM International, В. 5, № 1, 2008, 12 с.
10. CSA G30.18-M92-CAN/CSA ", заготовка-стальной прокат для арматуры Металлы Армирование и металлы", Канадская ассоциация стандартов / Национальный стандарт Канада, Mississauga, ON, Канада, 1998, 18 с.
11. CSA A23.3-04, "Проектирование железобетонных конструкций", Канадская ассоциация стандартов, Mississauga, ON, Канада, 2004, 258 с.
12. Невилл, М., свойства бетона, четвертое издание, Longman Group Limited, Эссекс, Великобритания, 1995, с. 300-302.
13. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-05) и Комментарии (318R-05)," Американский институт бетона, Фармингтон, М., 2005, 430 с.
14. BS EN 1992-2: 2005 ", Еврокод 2: Проектирование железобетонных конструкций", Европейским комитетом по стандартизации (ЕКС), 2005, 100 с.
15. Рамси, R.; Мирза, А. и Макгрегор, JG, "Изменчивость прогибы железобетонных балок, ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 76, № 8, август 1979, с. 897-918.
16. Смит, ГМ, и молодых, LE, "Ultimate теории в изгиб экспоненциальной функцией", ACI ЖУРНАЛ, Труды В. 52, № 11, ноябрь 1955, с. 349-359.
17. Desayi П., Krishnan, S., "Уравнение для кривой деформации бетона", ACI ЖУРНАЛ, Труды V. 61, № 3, март 1964, с. 345-350.
18. Hognestad Е., "Исследование комбинированных изгиба и осевой нагрузки в железобетонной Участники" серии бюллетень № 299, Университет штата Иллинойс инженерно опытная станция, 1951, 128 с.
19. Thorenfeldt, E.; Tomaszewicz, A.; и Йенсена, JJ, "Механические свойства высокопрочного бетона и применению в области дизайна," Известия использование высокопрочного бетона, Ставангер, Норвегия, 1987, с. 149-159.
Голамреза Fathifazl является старшим Инженер дизайна Adjeleian Rubeli Аллен Консалтинг строительных инженеров, Оттава, Онтарио, Канада. Его исследовательские интересы включают инфраструктуры устойчивости, анализ, проектирование и прочность бетонных конструкций, а также применение недостаточно используемых материалов в строительстве.
Входящие в состав МСА AG Razaqpur является профессор гражданского строительства в Университет МакМастер, Гамильтон, Онтарио, Канада. Его исследовательские интересы включают расширенный механики бетона, армированные волокнами полимеры в строительстве и проектировании конструкций от взрыва и долговечность бетона.
Входящие в состав МСА О. Буркан Isgor является адъюнкт-профессором гражданского строительства Карлтонского университета в Оттаве, Канада. Его исследовательские интересы включают анализ, проектирование и долговечности железобетонных конструкций; коррозии стали в бетоне, а срок службы моделирования. Он является членом комитетов МСА 222, коррозии металлов в бетоне; 236, материаловедения им бетона и 365, срок службы прогнозирования.
Абделгадир Аббас Старший Инженер по Amec Америки, Калгари, провинция Альберта, Канада. Его исследовательские интересы включают переработанных материалов в строительстве, долговечность бетона, а также анализа и проектирования железобетонных конструкций.
Бенуа Фурнье является профессором в Департаменте по геологии и инженерной геологии в Университете Лаваля, Квебек Сити, Квебек, Канада. Его научные интересы включают в себя различные аспекты прочности бетона, особенно в конкретных включения дополнительных вяжущие материалы и других вторичных материалов, а также различные аспекты щелочных совокупного реакции в бетоне.
Входящие в состав МСА Симон Foo является инженерно специалист (управление рисками) в общественных работ и правительственных служб Канады, Гатино, Квебек, Канада. Его исследовательские интересы включают управление рисками и устойчивости активов.