【摘要】：堿式硫酸鎂水泥混凝土(BMSCC)作為一種新型混凝土材料,具有早強、高強、韌性好、抗裂性好等優(yōu)點,其力學(xué)性能與普通混凝土相比,有很多獨特的優(yōu)勢,梁柱構(gòu)件也會有不同于普通混凝土構(gòu)件的特點。然而,在自然環(huán)境下暴露若干年后的BMSCC構(gòu)件力學(xué)性能的衰減情況卻不得而知,為了將這種新型混凝土材料應(yīng)用于實際工程,對于其在自然環(huán)境中力學(xué)性能的衰變規(guī)律的研究就顯得尤為必要。本文設(shè)計了3種不同混凝土強度等級的BMSCC,制備了24根BMSCC梁柱構(gòu)件,在沈陽自然環(huán)境中室外暴露兩年后對其力學(xué)性能進行測試。同時,研究了BMSCC環(huán)境中不同鋼筋銹蝕率對鋼筋屈服強度、極限強度和斷裂伸長率等物理力學(xué)性能影響規(guī)律。綜合考慮鋼筋銹蝕以及構(gòu)件混凝土強度的衰減對構(gòu)件力學(xué)性能的影響,建立了BMSCC梁柱構(gòu)件極限承載力與變形的計算模型。全文主要內(nèi)容與結(jié)論如下:(1)對9根Φ10HPB300鋼筋分3個試驗組進行BMSCC模擬溶液的干濕循環(huán)試驗,并截取了自然環(huán)境下暴露兩年的BMSCC梁柱構(gòu)件中的24根不同程度銹蝕的HRB300(二級)與HRB400(二級)鋼筋。通過拉伸試驗研究,并建立了鋼筋的屈服強度、極限強度、斷裂伸長率和彈性模量與鋼筋最大截面銹蝕率之間關(guān)系的計算公式。結(jié)果表明:鋼筋平均質(zhì)量銹蝕率在5%以下時,鋼筋銹蝕為表面均勻銹蝕,并未出現(xiàn)坑蝕現(xiàn)象,鋼筋平均質(zhì)量銹蝕率在5%至10%時,鋼筋銹蝕為局部坑蝕。隨著鋼筋銹蝕率的不斷增大,鋼筋的屈服強度、極限強度、斷裂伸長率和彈性模量均有有不同程度的衰減,其相對變化率與鋼筋銹蝕率成線性關(guān)系。(2)測定了自然暴露兩年后的BMSCC試件的超聲波傳播速度(簡稱波速)與表面回彈值,建立了推定BMSCC強度的超聲回彈綜合法與回彈法的專用測強計算公式。采用了推定精度較低的超聲回彈綜合法計算公式,推定了24根BMSCC梁柱構(gòu)件的混凝土強度。結(jié)果表明,BMSCC在自然暴露2年后的抗壓強度有一定程度的衰減。(3)采用200T雙向加載實驗臺對3個混凝土強度等級的12根BMSCC梁構(gòu)件(尺寸為150mm×200mm×1500mm,配筋率為1.72%)進行抗彎性能試驗和抗剪性能試驗,研究了BMSCC梁的裂縫展開、破壞形態(tài)、變形及承載力等力學(xué)性能。結(jié)果表明:隨著混凝土強度等級的提高,BMSCC抗彎梁和受剪梁的開裂荷載與極限荷載逐漸增大,跨中撓度逐漸減小;開裂之后的裂縫數(shù)量不斷增加但延伸緩慢,甚至不延伸,受力全過程裂縫總數(shù)量在10條左右;達到極限荷載前的最大裂縫寬度均基本在0.02mm-0.1mm之間。BMSCC抗彎梁破壞前最大撓度為5-8mm之間;BMSCC受剪梁破壞前最大撓度為3-5mm之間。(4)采用200T雙向加載實驗臺對3種混凝土強度等級的12根BMSCC柱(尺寸為240mm×200mm×1500mm,配筋率為2.68%)柱構(gòu)件進行大偏心與小偏心受壓試驗,對受力全過程進行觀測,研究了BMSCC柱的裂縫展開、破壞形態(tài)、變形及承載力等力學(xué)性能。結(jié)果表明:大偏心及小偏心受壓全過程裂縫數(shù)量極少,基本在5-8條左右,且裂縫展開速度極其緩慢;大偏心受壓BMSCC柱達到極限荷載前的最大裂縫寬度基本在0.02mm-2mm之間,小偏心受壓BMSCC柱基本在0.02mm-0.08mm之間;隨著混凝土強度的提高,BMSCC柱的開裂荷載與極限荷載逐漸增大,軸向位移與跨中側(cè)向位移逐漸減小。大小偏心受壓狀態(tài)下跨中位移基本在4-7mm之間,側(cè)向位移在3-6mm之間。(5)綜合考慮鋼筋銹蝕和BMSCC強度的自然衰減對BMSCC梁柱構(gòu)件極限承載力和變形等的影響,建立了BMSCC梁構(gòu)件在受彎、受剪狀態(tài)下的極限承載力計算模型和剛度計算模型BMSCC柱構(gòu)件在大偏心與小偏心受壓狀態(tài)下的極限承載力和剛度計算模型。運用建立的計算模型研究了BMSCC構(gòu)件承載能力的退化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)BMSCC梁抗彎極限承載力退化了12%左右,抗彎剛度退化了17%左右;BMSCC梁抗剪極限承載力無明顯退化;BMSCC柱偏心受壓極限承載力退化了6%-7%,剛度退化了6%-13%。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU528

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 武衛(wèi)莉;陳U，

本文編號：2688176