高強(qiáng)鋼纖維混凝土斷裂能及尺寸效應(yīng)分析
發(fā)布時(shí)間:2021-09-03 11:07
混凝土作為一種準(zhǔn)脆性材料,其斷裂參數(shù)存在明顯的尺寸效應(yīng)。由于尺寸效應(yīng)的存在,混凝土斷裂能并不是一個(gè)常數(shù)。真實(shí)反映混凝土的實(shí)際斷裂能,不僅對(duì)研究混凝土材料本身具有重要意義,并且對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)作用。本文基于國(guó)際材料與結(jié)構(gòu)研究實(shí)驗(yàn)聯(lián)合會(huì)(International union of laboratories and experts in construction materials,systems and structures,RILEM)推薦的混凝土單邊切口梁(Single-edge notched beam,SENB)三點(diǎn)彎曲加載試驗(yàn),對(duì)156根不同尺寸、跨高比、以及縫高比的高強(qiáng)混凝土單邊切口梁斷裂能開(kāi)展了試驗(yàn)研究,深入分析鋼纖維對(duì)混凝土斷裂能及尺寸效應(yīng)的影響機(jī)制。主要?jiǎng)?chuàng)新性成果如下:(1)基于高強(qiáng)鋼纖維混凝土(Steel fiber reinforced high strength concrete,SFRHSC)基本力學(xué)性能試驗(yàn),研究結(jié)果表明:當(dāng)鋼纖維摻量為2%時(shí),高強(qiáng)鋼纖維混凝土的抗壓強(qiáng)度相較于基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度提高了 27.8%,劈裂抗拉強(qiáng)度相對(duì)于基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度提高1...
【文章來(lái)源】:河南理工大學(xué)河南省
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線(xiàn)圖
92高強(qiáng)混凝土試件制備及力學(xué)性能研究本章主要測(cè)試了不同鋼纖維摻量高強(qiáng)混凝土的基本力學(xué)性能,并通過(guò)RILEM推薦的三點(diǎn)彎曲加載混凝土SENB測(cè)試不同鋼纖維摻量、尺寸、跨高比以及縫高比的高強(qiáng)混凝斷裂能,在確定固定基質(zhì)混凝土配合比條件下,分析了不同鋼纖維摻量對(duì)高強(qiáng)混凝土力學(xué)性能、斷裂能以及特征長(zhǎng)度的影響規(guī)律。2.1試驗(yàn)原材料(1)水泥:試驗(yàn)采用河南省焦作市生產(chǎn)的P.O42.5型普通硅酸鹽水泥,其各項(xiàng)性能指標(biāo)均合格,試驗(yàn)用水泥如圖2-1所示,水泥主要物理性能指標(biāo)如表2-1所示。圖2-1水泥Fig.2-1Cement表2-1水泥主要物理力學(xué)性能Tab.2-1Propertiesofcement指標(biāo)比表面積(m2/kg)密度(g/cm3)凝結(jié)時(shí)間(min)抗壓強(qiáng)度(MPa)抗折強(qiáng)度(MPa)初凝終凝3d28d3d28d結(jié)果4123.121672332351.64.97.3(2)粉煤灰:粉煤灰作為混凝土常用的外摻料[45],其顆粒大小與水泥相當(dāng),且多為圓形滾珠狀顆粒,有利于改善混凝土的工作性[46],且其化學(xué)成分中含有SiO2等活性成分,可在水泥水化時(shí)發(fā)生火山灰反應(yīng),改變砂漿孔結(jié)構(gòu),減少20~100nm的細(xì)孔,使10~20nm的小孔增多,因此能夠提高混凝土的后期強(qiáng)度和耐
10久性[47]。試驗(yàn)用粉煤灰如圖2-2所示,粉煤灰主要物理參數(shù)如表2-2所示。圖2-2粉煤灰Fig.2-2Flyash表2-2粉煤灰物理參數(shù)Tab.2-2Physicalparametersofflyash表觀(guān)密度(g/cm3)堆積密度(g/cm3)比表面積(cm2/g)1.9~2.90.5311~1.2610800~1950(3)硅灰:為保證混凝土強(qiáng)度[48],選用硅灰作為第二類(lèi)外摻料。硅灰中所含有的大量SiO2能夠在水泥水化反應(yīng)放熱時(shí)發(fā)生大量的火山灰效應(yīng)[49],且其顆粒細(xì)度較大,能夠充分填充在水泥顆粒之間,這樣不僅能夠改善混凝土的強(qiáng)度,也能有效地提高混凝土的耐久性[50]。試驗(yàn)用硅灰如圖2-3所示,硅灰主要物理參數(shù)如表2-3所示。圖2-3硅灰Fig.2-3Silicafume
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]考慮骨料體積含量影響的混凝土準(zhǔn)脆性斷裂預(yù)測(cè)模型及應(yīng)用[J]. 徐平,胡曉智,張敏霞,馬金一. 工程力學(xué). 2018(10)
[2]超高性能混凝土國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展[J]. 孫世國(guó),魯艷朋. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(20)
[3]纖維混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J]. 樊廣利,張明明,王社良. 混凝土. 2018(05)
[4]含粗骨料超高性能混凝土力學(xué)性能研究[J]. 黃政宇,李仕根. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)
[5]鋼纖維含量對(duì)高性能混凝土斷裂性能影響的試驗(yàn)研究及評(píng)價(jià)分析[J]. 丁亞紅,馬金一,徐平,張長(zhǎng)林,薛寶貴. 混凝土與水泥制品. 2018(02)
[6]高性能混凝土研究進(jìn)展Ⅰ:原材料和配合比設(shè)計(jì)方法[J]. 董方園,鄭山鎖,宋明辰,張藝欣,鄭捷,秦卿. 材料導(dǎo)報(bào). 2018(01)
[7]考慮骨料尺寸的混凝土巖石邊界效應(yīng)斷裂模型[J]. 管俊峰,王強(qiáng),HU Xiaozhi,白衛(wèi)峰,姜斌. 工程力學(xué). 2017(12)
[8]超高性能混凝土基體的組成與微結(jié)構(gòu)關(guān)系研究[J]. 黃政宇,陽(yáng)東翱. 硅酸鹽通報(bào). 2017(12)
[9]水泥-硅灰體系早期收縮與強(qiáng)度相關(guān)性[J]. 鄒迪,肖蓮珍,李炳昊,任政. 混凝土. 2017(11)
[10]低溫環(huán)境下復(fù)合礦物摻合料火山灰效應(yīng)試驗(yàn)研究[J]. 王云天,郭玉柱,王起才,謝松林. 硅酸鹽通報(bào). 2017(10)
博士論文
[1]輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土脆性機(jī)理與改性研究[D]. 姜從盛.武漢理工大學(xué) 2010
[2]大跨度橋梁施工期風(fēng)險(xiǎn)分析方法研究[D]. 張杰.同濟(jì)大學(xué) 2007
[3]混凝土尺寸效應(yīng)理論研究與斷裂參數(shù)分析[D]. 黃海燕.河海大學(xué) 2004
碩士論文
[1]硅灰和聚合物乳液對(duì)鋼纖維混凝土的耐久性影響[D]. 向超.重慶交通大學(xué) 2015
[2]局部斷裂能在似水泥材料與鋼筋混凝土中的分布規(guī)律研究[D]. 冷科治.中國(guó)海洋大學(xué) 2014
[3]鋼纖維對(duì)超高性能混凝土性能影響的研究[D]. 高緒明.湖南大學(xué) 2013
[4]混凝土強(qiáng)度尺寸效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 周紅.大連理工大學(xué) 2010
[5]大體積混凝土開(kāi)裂機(jī)理與仿真研究[D]. 李秀才.武漢理工大學(xué) 2003
本文編號(hào):3380997
【文章來(lái)源】:河南理工大學(xué)河南省
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線(xiàn)圖
92高強(qiáng)混凝土試件制備及力學(xué)性能研究本章主要測(cè)試了不同鋼纖維摻量高強(qiáng)混凝土的基本力學(xué)性能,并通過(guò)RILEM推薦的三點(diǎn)彎曲加載混凝土SENB測(cè)試不同鋼纖維摻量、尺寸、跨高比以及縫高比的高強(qiáng)混凝斷裂能,在確定固定基質(zhì)混凝土配合比條件下,分析了不同鋼纖維摻量對(duì)高強(qiáng)混凝土力學(xué)性能、斷裂能以及特征長(zhǎng)度的影響規(guī)律。2.1試驗(yàn)原材料(1)水泥:試驗(yàn)采用河南省焦作市生產(chǎn)的P.O42.5型普通硅酸鹽水泥,其各項(xiàng)性能指標(biāo)均合格,試驗(yàn)用水泥如圖2-1所示,水泥主要物理性能指標(biāo)如表2-1所示。圖2-1水泥Fig.2-1Cement表2-1水泥主要物理力學(xué)性能Tab.2-1Propertiesofcement指標(biāo)比表面積(m2/kg)密度(g/cm3)凝結(jié)時(shí)間(min)抗壓強(qiáng)度(MPa)抗折強(qiáng)度(MPa)初凝終凝3d28d3d28d結(jié)果4123.121672332351.64.97.3(2)粉煤灰:粉煤灰作為混凝土常用的外摻料[45],其顆粒大小與水泥相當(dāng),且多為圓形滾珠狀顆粒,有利于改善混凝土的工作性[46],且其化學(xué)成分中含有SiO2等活性成分,可在水泥水化時(shí)發(fā)生火山灰反應(yīng),改變砂漿孔結(jié)構(gòu),減少20~100nm的細(xì)孔,使10~20nm的小孔增多,因此能夠提高混凝土的后期強(qiáng)度和耐
10久性[47]。試驗(yàn)用粉煤灰如圖2-2所示,粉煤灰主要物理參數(shù)如表2-2所示。圖2-2粉煤灰Fig.2-2Flyash表2-2粉煤灰物理參數(shù)Tab.2-2Physicalparametersofflyash表觀(guān)密度(g/cm3)堆積密度(g/cm3)比表面積(cm2/g)1.9~2.90.5311~1.2610800~1950(3)硅灰:為保證混凝土強(qiáng)度[48],選用硅灰作為第二類(lèi)外摻料。硅灰中所含有的大量SiO2能夠在水泥水化反應(yīng)放熱時(shí)發(fā)生大量的火山灰效應(yīng)[49],且其顆粒細(xì)度較大,能夠充分填充在水泥顆粒之間,這樣不僅能夠改善混凝土的強(qiáng)度,也能有效地提高混凝土的耐久性[50]。試驗(yàn)用硅灰如圖2-3所示,硅灰主要物理參數(shù)如表2-3所示。圖2-3硅灰Fig.2-3Silicafume
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]考慮骨料體積含量影響的混凝土準(zhǔn)脆性斷裂預(yù)測(cè)模型及應(yīng)用[J]. 徐平,胡曉智,張敏霞,馬金一. 工程力學(xué). 2018(10)
[2]超高性能混凝土國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展[J]. 孫世國(guó),魯艷朋. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(20)
[3]纖維混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J]. 樊廣利,張明明,王社良. 混凝土. 2018(05)
[4]含粗骨料超高性能混凝土力學(xué)性能研究[J]. 黃政宇,李仕根. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)
[5]鋼纖維含量對(duì)高性能混凝土斷裂性能影響的試驗(yàn)研究及評(píng)價(jià)分析[J]. 丁亞紅,馬金一,徐平,張長(zhǎng)林,薛寶貴. 混凝土與水泥制品. 2018(02)
[6]高性能混凝土研究進(jìn)展Ⅰ:原材料和配合比設(shè)計(jì)方法[J]. 董方園,鄭山鎖,宋明辰,張藝欣,鄭捷,秦卿. 材料導(dǎo)報(bào). 2018(01)
[7]考慮骨料尺寸的混凝土巖石邊界效應(yīng)斷裂模型[J]. 管俊峰,王強(qiáng),HU Xiaozhi,白衛(wèi)峰,姜斌. 工程力學(xué). 2017(12)
[8]超高性能混凝土基體的組成與微結(jié)構(gòu)關(guān)系研究[J]. 黃政宇,陽(yáng)東翱. 硅酸鹽通報(bào). 2017(12)
[9]水泥-硅灰體系早期收縮與強(qiáng)度相關(guān)性[J]. 鄒迪,肖蓮珍,李炳昊,任政. 混凝土. 2017(11)
[10]低溫環(huán)境下復(fù)合礦物摻合料火山灰效應(yīng)試驗(yàn)研究[J]. 王云天,郭玉柱,王起才,謝松林. 硅酸鹽通報(bào). 2017(10)
博士論文
[1]輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土脆性機(jī)理與改性研究[D]. 姜從盛.武漢理工大學(xué) 2010
[2]大跨度橋梁施工期風(fēng)險(xiǎn)分析方法研究[D]. 張杰.同濟(jì)大學(xué) 2007
[3]混凝土尺寸效應(yīng)理論研究與斷裂參數(shù)分析[D]. 黃海燕.河海大學(xué) 2004
碩士論文
[1]硅灰和聚合物乳液對(duì)鋼纖維混凝土的耐久性影響[D]. 向超.重慶交通大學(xué) 2015
[2]局部斷裂能在似水泥材料與鋼筋混凝土中的分布規(guī)律研究[D]. 冷科治.中國(guó)海洋大學(xué) 2014
[3]鋼纖維對(duì)超高性能混凝土性能影響的研究[D]. 高緒明.湖南大學(xué) 2013
[4]混凝土強(qiáng)度尺寸效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 周紅.大連理工大學(xué) 2010
[5]大體積混凝土開(kāi)裂機(jī)理與仿真研究[D]. 李秀才.武漢理工大學(xué) 2003
本文編號(hào):3380997
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