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树脂滚筒筛设备的预制梁的断裂形式

在试验过程中,通过对树脂滚筒筛试验现象的观察发现,不管混凝土预制梁中再生骨料取代率为多大,混凝土小梁试件裂纹扩展轨迹,由最初的起裂、扩展以及到试件最终断裂的过程发现,当加载装置的加载荷载加载至混凝土试件相应峰值载荷的70%左右时,试件单侧切口尖端首先出现初始裂纹,树脂滚筒筛初始裂纹随着载荷的增加而稳定向另一端扩展,再生骨料混凝土的最终断裂形式有以下3种:

(1)树脂滚筒筛再生骨料剪切裂纹贯通之前,单侧切口的裂纹随着外载荷的增加而稳定扩展,当裂纹扩展到一定程度时,扩展轨迹由初裂角方向迅速转向平行于载荷方向,然后形成贯通裂纹,试件破坏,扩展过程中,裂纹有向切口中心偏转的趋势,当树脂滚筒筛的两条裂纹扩展至一定长度时突然转向并与切口尖端或者加载点贯通,贯通的过程瞬时完成,发生这种断裂形式从宏观的力学性能上来说,由于树脂滚筒筛的预制的断裂切口处是整个剪切面上比较容易发生破坏的地方,随着外荷载的增加,裂纹首先出现在预制切口的尖端,随着荷载的持续增加,裂纹也要持续发展。从理论上来说裂纹应该沿着双边的切口向切口的中部交汇发展,直至贯通,由于混凝土材料的的特殊性,树脂滚筒筛最终发展为实际意义上的复合型裂纹。由于裂纹的发展趋向于向应力较大处,形成了由初始细裂纹向上(下)部圆支座处贯通发展。

(2)树脂滚筒筛的剪切裂纹在切口尖端起裂后,由于在裂纹发展路径上有较大骨料的阻挡作用,使得原本要发展的裂纹路径在骨料处出现中断,使裂纹绕过较大骨料而持续向上沿着初始裂纹的发展方向扩展,直至裂纹贯通,在这个过程中单侧裂纹的发展也是复合型裂纹,并没有形成严格意义上是纯剪切断裂。树脂滚筒筛这一发展模式实际上也是上述第一种断裂形式的一种,只是由于断裂面附近有较大粒径的粗骨料的存在使得其原来的发展路径发生改变,究其原因是较大粒径的粗骨料的强度一般情况下都比混凝土胶体的强度要高,树脂滚筒筛特别对于内部结构比较完好的天然骨料更是如此,故会出现上述这种破坏模式的发生,粗骨料的存在使裂缝首先扩展至自由边界。

(3)树脂滚筒筛高性能再生混凝土四点剪切断裂试验的第三种断裂形式,随着预制切口尖端的微细裂纹的出现及其发展,开始的裂纹扩展形式与上述的第一种裂纹的发展模式相同,但随着这条裂纹的持续扩展到一定程度时,另一端的预制切口在剪切面上较大应力的作用下也出现裂缝并向着第一条主裂缝的方向发展,并最终交汇贯通,在此时混凝土预制梁也随之破坏,整个过程也随之完成这种破坏模式。试验中,树脂滚筒筛的上述几种破坏形式的发生是由四点剪切实验方法及其基本原理所决定的,由于四点剪切试件的无弯矩平面仅在裂纹所在平面,试件加载的位置要求比较精确,否则难以实现理论上的无弯矩,这也是本试验没有形成理论上的纯剪切断裂的主要原因。根据在本试验进行以及准备过程中的一些体会,要实现严格意义上的剪切断裂,只有采用无限接近断裂面的四点紧凑加载方式,树脂滚筒筛设备的加载点的选取也是一个比较重要的因素。

责任编辑:新乡市东源机械有限公司

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