李 杰 劉繼軍 王俊杰

（山東信息職業(yè)技術(shù)學院，山東 濰坊 261061）

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，裝配式和預制部分外包技術(shù)作為一種創(chuàng)新性的建筑方法逐漸受到廣泛關(guān)注[1]，在這個背景下，混凝土組合梁作為一種重要的結(jié)構(gòu)形式，其性能研究顯得尤為重要。裝配式預制部分外包混凝土組合梁以其高效、質(zhì)量可控的特點，在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設計中扮演著重要角色[2]。本研究聚焦于裝配式預制部分外包混凝土組合梁的受彎性能，通過深入分析該結(jié)構(gòu)在不同條件下的力學性能，探討裝配式預制技術(shù)對建筑結(jié)構(gòu)的影響。

1 原材料及試驗方法

1.1 建筑材料

1.1.1 混凝土

試驗所采用的混凝土參數(shù)如表1 所示。選擇了水泥強度等級為P·O 42.5 的優(yōu)質(zhì)水泥，其初凝時間約120min，28d抗壓強度達到約60MPa。砂選用了中等細砂，砂含泥量控制在不超過3%。碎石方面，采用了5mm～20mm的天然河砂碎石，其壓碎值不超過5%。為了提高混凝土的流動性和抗裂性，添加了1.2%的高性能聚羧酸減水劑。這一系列的建筑材料選擇和參數(shù)設計旨在滿足混凝土設計要求，并為裝配式預制部分外包混凝土組合梁的受彎性能測試提供堅實基礎。

表1 混凝土參數(shù)

1.1.2 鋼筋

選用優(yōu)質(zhì)的HRB400 級鋼筋，其抗拉強度為400MPa，確?；炷两M合梁的受彎性能和韌性。

1.2 試驗方案

1.2.1 裝配式預制混凝土組合梁設計

采用橫截面為矩形的設計，考慮到受彎構(gòu)件的抗彎性能，指定梁的長度、寬度和高度分別為4m、0.3m、0.5m，以滿足實際工程需求。確定混凝土強度等級為C30，以保證梁的承載能力。

1.2.2 混凝土組合梁制備

鋼筋按設計要求在梁的受拉區(qū)域進行布置，達到提高梁的受彎強度和延性的效果[3]。采用機械攪拌方式，混凝土拌合時間控制在3min，確保混凝土均勻性。預制混凝土組合梁采用裝配式工藝，將構(gòu)件在工廠進行預制，以保證質(zhì)量可控。

1.2.3 養(yǎng)護

采用標準養(yǎng)護條件，混凝土組合梁在澆筑后的7d和28d 內(nèi)分別進行濕潤養(yǎng)護[4]?？刂起B(yǎng)護室內(nèi)溫度在20°C±2°C，濕度在95%±5%，以促進混凝土的早期強度發(fā)展。

1.2.4 受彎性能測試方法

采用電液萬能試驗機進行受彎性能測試。在試驗過程中，加載速率設定為5mm/min，記錄加載過程中的荷載-位移曲線。測試包括極限承載力、變形能力、裂縫形態(tài)等，進而全面評估裝配式預制混凝土組合梁的受彎性能[5]。

2 裝配式預制部分外包混凝土組合梁受彎性能試驗研究

2.1 試驗樣品制備

為進行裝配式預制混凝土組合梁受彎性能的試驗研究，首先按照1.2.1和1.2.2的試驗方案設計制備梁的試驗樣品。按照設計要求，采用矩形橫截面，長度為4m、寬度為0.3m、高度為0.5m。在受拉區(qū)域布置HRB400級鋼筋，確保受彎構(gòu)件的抗彎性能。

2.2 試驗條件設置

考慮到不同條件對裝配式預制混凝土組合梁受彎性能的影響，設置以下試驗條件：

試驗組1：使用C30混凝土，加載速率為5mm/min；

試驗組2：使用C40混凝土，加載速率為7mm/min；

試驗組3：使用C30混凝土，加載速率為3mm/min。

條件選擇目的在于研究混凝土強度和加載速率對混凝土組合梁受彎性能的影響[6-7]。

2.3 試驗數(shù)據(jù)記錄與分析

在電液萬能試驗機的作用下進行受彎性能測試，通過記錄加載過程中的荷載-位移曲線，試驗條件如下：

極限承載力：荷載-位移曲線中的最大荷載值。

變形能力：荷載-位移曲線下的面積，代表混凝土組合梁的變形能力。

裂縫形態(tài)：觀察并記錄在試驗過程中梁的裂縫形態(tài)。

試驗結(jié)果見表2。

表2 裝配式預制部分外包混凝土組合梁受彎性能的試驗數(shù)據(jù)

由表2可知,不同條件下裝配式預制混凝土組合梁的受彎性能特點。通過綜合分析極限承載力和變形能力，可以采用式(1)計算：

式中M為彎矩，kN/m；fc為混凝土抗壓強度，MPa；b為梁的寬度，mm；h為梁的高度，mm。

通過式(1)和試驗數(shù)據(jù)，可以全面評估裝配式預制混凝土組合梁的抗彎強度和變形能力。

由表2可以得出以下結(jié)論：

（1）試驗組2（C40混凝土，加載速率7mm/min）具有最高的極限承載力和變形能力，顯示出較好的強度和變形性能。

（2）試驗組3（C30混凝土，加載速率3mm/min）雖然具有較低的極限承載力，但其裂縫形態(tài)表明在較慢的加載速率下產(chǎn)生了明顯的裂縫，可能需要考慮結(jié)構(gòu)的改進和優(yōu)化。

（3）試驗組1（C30混凝土，加載速率5mm/min）在彎曲性能上介于試驗組2和試驗組3之間。

3 預制部分外包對混凝土坍落度及力學性能的影響

3.1 預制部分外包對混凝土坍落度的影響試驗

在已有的試驗基礎上，選擇三個不同的預制部分外包方案，分別標記為方案A、方案B和方案C，這些方案在外包施工的不同材料、工藝或者施工條件上存在一定差異。根據(jù)方案進行混凝土坍落度的試驗，采用不同方案制備的混凝土，記錄相應的坍落度數(shù)據(jù)。試驗條件如下：

試驗組A：使用C30混凝土，方案A的外包方式，記錄坍落度數(shù)據(jù)。

試驗組B：使用C30混凝土，方案B的外包方式，記錄坍落度數(shù)據(jù)。

試驗組C：使用C30混凝土，方案C的外包方式，記錄坍落度數(shù)據(jù)。

試驗結(jié)果見表3。

表3 預制部分外包對混凝土坍落度的影響試驗數(shù)據(jù)

3.2 預制部分外包對混凝土力學性能的影響試驗

開展力學性能試驗以評估預制部分外包對混凝土的影響[8-10]。采用不同方案制備的混凝土，在先前的試驗基礎上進行力學性能的測試。試驗條件如下：

試驗組A：使用C30混凝土，方案A的外包方式，記錄力學性能數(shù)據(jù)。

試驗組B：使用C30混凝土，方案B的外包方式，記錄力學性能數(shù)據(jù)。

試驗組C：使用C30混凝土，方案C的外包方式，記錄力學性能數(shù)據(jù)。

試驗結(jié)果見表4。

表4 預制部分外包對混凝土力學性能的影響試驗數(shù)據(jù)

3.3 分析預制部分外包對混凝土坍落度及力學性能的影響

3.3.1 混凝土坍落度影響分析

方案B 的坍落度較大，可能由于外包方式導致了混凝土的流動性增加。方案C 的坍落度較小，可能與外包方式有關(guān)，可能采用了某種減水劑或混凝土配合比的調(diào)整。

3.3.2 力學性能影響分析

三種方案的極限承載力差異不大，說明外包方式對混凝土的整體強度影響有限。方案B在極限承載力和變形能力上都略低于其他兩個方案，可能需要注意外包方式對混凝土的強度和變形性能的影響。

4 裝配式預制混凝土組合梁的抗氯離子滲透性能研究

4.1 抗氯離子滲透性能試驗方案設計

為了研究裝配式預制混凝土組合梁的抗氯離子滲透性能，我們采用以下試驗方案?？紤]到不同條件可能對抗氯離子滲透性能的影響，設置不同的試驗組，具體如下：

試驗組X：裝配式預制混凝土組合梁，使用C30 混凝土，外包方案A，濕潤養(yǎng)護條件。

試驗組Y：裝配式預制混凝土組合梁，使用C30 混凝土，外包方案B，濕潤養(yǎng)護條件。

試驗組Z：裝配式預制混凝土組合梁，使用C30 混凝土，外包方案C，濕潤養(yǎng)護條件。

每個試驗組在澆筑后的28d 進行抗氯離子滲透性能測試。采用標準試驗方法測定混凝土試件的氯離子滲透深度，以評估混凝土的抗氯離子滲透性能。

4.2 抗氯離子滲透性能試驗數(shù)據(jù)記錄與分析

在抗氯離子滲透性能試驗中，記錄不同試驗組的氯離子滲透深度數(shù)據(jù)，如表5所示。

表5 裝配式預制混凝土組合梁抗氯離子滲透性能試驗數(shù)據(jù)

4.3 抗氯離子滲透性能分析

通過對抗氯離子滲透性能試驗數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合已有的公式和知識，可以得出如下結(jié)論：

外包方案B（試驗組Y）的混凝土組合梁在抗氯離子滲透性能上表現(xiàn)最差，其氯離子滲透深度最大?？赡芊桨窧 的外包方式導致了混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)較大，容易受到氯離子的侵蝕。

外包方案C（試驗組Z）的混凝土組合梁在抗氯離子滲透性能上表現(xiàn)較好，其氯離子滲透深度最小?？赡芊桨窩 采用了一定的措施，例如使用了抗?jié)B劑或優(yōu)化了混凝土配合比，以提高混凝土的抗氯離子滲透性能。

外包方案A（試驗組X）的混凝土組合梁在抗氯離子滲透性能上居中，其氯離子滲透深度介于方案B 和方案C之間。

5 結(jié)語

綜上所述，裝配式預制混凝土組合梁在不同條件下表現(xiàn)出不同的受彎性能。外包方式對混凝土的坍落度和力學性能有一定影響，需謹慎選擇?？孤入x子滲透性能方面，外包方式的選擇對混凝土的性能影響顯著。