【摘要】：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科技水平的快速發(fā)展和混凝土使用環(huán)境日趨惡劣,研究高強(qiáng)高性能混凝土已成為目前以及未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)建筑材料科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要方向。因此,本文根據(jù)基金項(xiàng)目進(jìn)行了高強(qiáng)鋼纖維碳納米管混凝土的相關(guān)研究。根據(jù)鋼纖維強(qiáng)度高、韌性好,而碳納米管所具有的強(qiáng)度高、密度小、韌性大等優(yōu)點(diǎn),首先分別確定了強(qiáng)度等級(jí)為C70-C100的素混凝土及高強(qiáng)鋼纖維碳納米管混凝土的最優(yōu)配合比;然后又分別對(duì)其強(qiáng)度、耐久性、收縮徐變、單軸受壓和雙軸受壓等進(jìn)行了試驗(yàn)研究;結(jié)果證明了高強(qiáng)鋼纖維碳納米管混凝土具有強(qiáng)度高、耐久性好、韌性大、延性好等諸多優(yōu)良特性。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)通過(guò)探索試驗(yàn),首先確定了高強(qiáng)混凝土(High Strength Plain Concrete,簡(jiǎn)稱為HSPC),配合比范圍,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了正交試驗(yàn),最后得到了高強(qiáng)混凝土最優(yōu)配合比;再通過(guò)單摻、混摻鋼纖維及碳納米管,最終得到了高強(qiáng)鋼纖維碳納米管混凝土(High Strength Steel Fiber and Carbon Nanotubes Reinforced Concrete,簡(jiǎn)稱為HSSFCNRC)最優(yōu)配合比;(2)將HSPC與未摻礦物摻合料的普通高強(qiáng)混凝土(High-Strength Concrete without Mineral Admixtures,簡(jiǎn)稱為HSCwMA)、HSPC與HSSFCNRC在力學(xué)性能、耐久性進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明,HSSFCNRC具有較高的強(qiáng)度及較好的耐久性;(3)研究了HSPC在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)環(huán)境條件下的收縮徐變特性,并分別比較了CEB-FIP(1990)模型、B3模型、GL2000模型對(duì)本試驗(yàn)結(jié)果的適應(yīng)性。結(jié)果表明,B3模型與試驗(yàn)值最為接近。然后,又對(duì)水膠比、礦物摻合料、濕度、溫度等方面進(jìn)行了綜合修正,從而使得修正后的B3模型更為準(zhǔn)確;(4)對(duì)HSPC、HSSFCNRC分別進(jìn)行了單軸受壓試驗(yàn),并建立了相應(yīng)的本構(gòu)關(guān)系;(5)對(duì)HSPC、HSSFCNRC也分別進(jìn)行了雙軸受壓試驗(yàn),并建立了雙軸受壓破壞準(zhǔn)則及其本構(gòu)關(guān)系;(6)根據(jù)平煤一礦回風(fēng)井相關(guān)資料,以及本文所建立的混凝土雙軸破壞準(zhǔn)則及本構(gòu)關(guān)系,建立了井筒平面應(yīng)變模型,并利用ANSYS軟件進(jìn)行了仿真模擬,對(duì)井壁在其自重、圍巖壓力、孔隙水壓力綜合作用下的破壞形式進(jìn)行了模擬分析。
[Abstract]:With the rapid development of social economy, the rapid development of science and technology and the worse environment for concrete use, the study of high strength and high performance concrete has become a main direction of the development of building materials science and technology at present and in a long period of time in the future. Therefore, according to the fund project, the relevant research of high strength steel fiber carbon nanotube concrete is carried out in this paper. According to the advantages of high strength and good toughness of steel fiber, and high strength, low density and high toughness of carbon nanotubes, the optimum mix ratio of plain concrete with strength grade C70-C100 and high strength steel fiber carbon nanotube concrete is determined respectively. Then, the strength, durability, shrinkage and creep, uniaxial compression and biaxial compression of high strength steel fiber carbon nanotube concrete are studied respectively, and the results show that high strength steel fiber carbon nanotube concrete has high strength, good durability and high toughness. Good ductility and many other excellent characteristics. The specific research contents are as follows: (1) through the exploration test, the range of (High Strength Plain Concrete, mixture ratio of high strength concrete is determined firstly, and on the basis of this, the orthogonal test is carried out, finally the optimum mix ratio of high strength concrete is obtained, and then the optimum mix ratio of high strength concrete is obtained by single mixing. Mixed steel fibers and carbon nanotubes, Finally, the optimum mix ratio of high strength steel fiber carbon nanotube concrete (High Strength Steel Fiber and Carbon Nanotubes Reinforced Concrete,) is obtained. (2) the mechanical properties of HSPC and ordinary high strength concrete (HSCwMA) without mineral admixture are obtained. The durability is compared and analyzed. The results show that HSSFCNRC has higher strength and better durability. (3) the shrinkage and creep characteristics of HSPC in laboratory environment are studied, and the adaptability of CEB-FIP (1990) model / B3 model GL2000 to the test results is compared. The results show that the B3 model is most close to the experimental value. Then, the water / binder ratio, mineral admixture, humidity, temperature and so on are comprehensively revised, which makes the modified B3 model more accurate. (4) uniaxial compression test of HSPC,HSSFCNRC is carried out. The corresponding constitutive relation is established. (5) the biaxial compression test of HSPC,HSSFCNRC is also carried out, and the biaxial compression failure criterion and its constitutive relation are established. (6) according to the relevant data of the return air shaft in the first coal mine, As well as the concrete biaxial failure criterion and constitutive relation established in this paper, the plane strain model of wellbore is established, and the simulation is carried out by using ANSYS software. The failure modes under the combined action of pore water pressure were simulated and analyzed.
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU528

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5 朱昀U，

本文編號(hào)：2248168