再生高强混凝土静力与抗冲击力学性能研究

发布时间：2020-06-27 07:52

【摘要】：随着城市化进程的不断加快,城市的生产生活污染,尤其是工业“三废”,干扰和破坏了所在地区的环境生态。使得城市的生态系统变的非常脆弱。其中建筑垃圾问题已变得愈来愈严重。再生混凝土技术的产生很好解决了处理废弃混凝土的回收利用问题,减轻对环境造成的污染。随着再生混凝土使用范围的扩大,对于再生混凝土的要求也会越来越高,对再生高强混凝土的研究越来越广泛。对于再生高强混凝土的研究现在也取得了许多研究成果,但对再生高强混凝土受到冲击与爆炸等偶然荷载作用下的性能研究却少有成果。本文首先通过对镍铁渣矿物料在水泥中的性能进行系统的材料性能试验,然后对掺镍铁渣的再生高强混凝土进行静力试验,最后利用分离式霍普金斯压杆装置对再生高强混凝土的抗冲击性能研究。具体工作如下:(1)对掺有镍铁渣的水泥胶砂试件共计69组(共计216个试件)进行试验。研究镍铁渣含量对水泥工作性能、抗压强度和抗折强度的影响。试验研究表明,添加镍铁渣后水泥安定性均合格。对于水泥胶砂试件而言随着镍铁渣含量的增加,标准稠度用水量与凝结时间均随着增加且凝结时间增加速率呈现先缓后急的趋势。在单掺镍铁渣的情况下,龄期为3 d的掺有镍铁渣的水泥胶砂试件的抗压强度与抗折强度随着镍铁渣含量的增加先处于小幅度波动的状态随后呈现下降趋势。龄期为7 d、28 d的水泥胶砂试件的抗压强度、抗折强度随着镍铁渣含量的增加而降低;在水泥胶砂试件复掺镍铁渣与硅灰的情况下,龄期为28 d时,随着掺有镍铁渣的混合材料的增加,水泥胶砂试件的强度大部分大于单掺情况且强度增长幅度呈下降趋势。与宏观角度相对比,使用电镜扫描对水泥胶砂试件微观结构进行初探,研究镍铁渣对水泥胶砂试件的影响。以试件强度为标准,当镍铁渣混合材料的掺量为20%,镍铁渣与硅灰比例为2:1时,水泥胶砂试件的抗压强度与抗折强度达到最大值。相同配合比下,掺有镍铁渣的水泥胶砂试件的抗压强度大于掺有粉煤灰的水泥胶砂试件。(2)对再生高强混凝土共计60组试件进行试验。测量粗骨料的基本物理性能,比较再生粗骨料与天然粗骨料之间的材料性能差异。研究再生粗骨料取代率与玄武岩纤维含量对再生高强混凝土的抗压强度、抗折强度、劈裂强度与弹性模量的影响。试验结果表明,相同强度等级下,随再生粗骨料取代率增加,混凝土坍落度、抗压强度和弹性模量存在下降趋势;随着玄武岩纤维含量的增大,混凝土抗折强度、劈裂强度和弹性模量呈现先增加后下降的趋势,但对混凝土抗压强度影响较小。(3)对20组再生高强混凝土试件进行冲击压缩试验。研究应变率与再生粗骨料取代率对再生高强混凝土的动态抗压强度、峰值应变、韧性指标以及相对韧性的影响。研究结果表明:随着应变率的增加,混凝土试件的动态抗压强度、峰值应变、韧性指标与相对韧性值均得到提高;随着再生粗骨料含量的增加,混凝土试件的峰值应变得到提高但动态抗压强度呈现下降趋势。用最小二乘法原理拟合在冲击荷载作用下再生高强混凝土的动力放大系数(动态抗压强度)与应变率的关系。
【学位授予单位】：福建工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528
【图文】：

镍铁,稠度,用水量,对标

对试验设备进行检查，保证试验过程顺利。使用湿布对水泥净浆揽的扇叶和搅拌锅进行擦拭。将称量好的试样倒入搅拌锅中随后倒入拌合水并防止试样合水溅出搅拌锅外。开启搅拌机进行搅拌过程直至结束，随后将净浆装入玻璃板的模并用小刀进行插捣数次，抹平。刮去多余净浆；把模具和玻璃板整体的中心部位移动卡仪的试杆下端，将试杆降低，直至水泥净浆表面，拧紧螺丝停滞ｌ？２ｓ后，随后突开试杆使之自由下降，当试杆下降３０邋ｓ或者试杆维持稳定后测量试杆距离底板高度，杆升高后擦拭底部，将试杆下降稳定后距离底板氋度为（６士１）邋ｍｍ时的净浆称之为标浆稠度。形成标准净浆稠度所消耗的拌合水用量为净浆的标准稠度用水量，以试样的百分比计算［７５］。逡逑镍铁渣在单掺情况下对水泥标准稠度用水量的影响如下图２．１所示。水泥标准稠水量随着镍铁渣掺量的增加呈现线性增长，镍铁渣掺量每增加１０％，水泥标准稠度用也会随之增加。这是因为镍铁渣颗粒相对比水泥颗粒更小，且镍铁渣颗粒基本上形态匀，多为颗粒棱角分明，少数颗粒呈圆粒状或扁平状，比表面积比水泥熟料更大导致的水分更多。因此随着镍铁渣掺量的增加，水泥标准稠度用水量将会提高［７６］。逡逑１７０逡逑

镍铁,凝结时间

重新测量一次，如果两次测量结果一致，则视为初凝状态。在终准确观察下沉的情况。当初凝时间测量完后，将试样同浆体一起径小端在下，大端在上，随后再次将试样放入标准养护箱中。当１５邋ｍｉｎ对试验进行测量。当试针沉入试样表面０．０５邋＿，即环形附在试件，水泥达到终凝时间。此时应对试样重新测量一次，如果两，就视为达到终凝状态［７５］。逡逑情况下对水泥凝结时间的影响如下２．２图所示。水泥初凝时间和影响呈上升趋势。镍铁渣含量在１０％至２０％时，图中水泥初凝时率会呈现先缓后急的趋势。这是因为凝结时间很大程度上受到水镍铁渣掺量较小时，镍铁渣颗粒比水泥颗粒小，可以填补水化反，因此能够弥补由于水泥熟料缺少所引起的水化产物减少对凝结时大于２０％时，水泥熟料减少导致的水化反应生成的Ｃ－Ｓ－Ｈ胶凝数系网状结构的成型速率也会降低，虽然镍铁渣掺量增加能提供填充，凝结时间仍会延长逡逑

【参考文献】