玻化微珠保温混凝土基本力学性能及本构关系的尺寸效应研究

发布时间：2017-03-20 08:01

  本文关键词：玻化微珠保温混凝土基本力学性能及本构关系的尺寸效应研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：玻化微珠保温混凝土是一种集保温、承重、节能及轻质于一体的新型混凝土,其在节能、耐久性和抗震等方面的性能优于普通混凝土,且其发展符合国家相关建筑节能标准规范及绿色建筑政策要求,具有广泛的应用前景。玻化微珠保温混凝土中含有轻质保温骨料-玻化微珠,其受力变形特征与普通混凝土存在一定差异,因参考普通混凝土规范进行保温混凝土设计时应考虑其适用性。参考的规范标准不同,研究保温混凝土力学性能的试块尺寸有所不同,而混凝土的力学性能随试块几何尺寸的变化而变化,即混凝土存在尺寸效应。为了更深入地研究玻化微珠保温混凝土的力学性能,方便与国外相关研究成果作比较,为保温混凝土规范的修订提供技术支持,本文参考《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2002)和ASTM标准以及本构关系相关文献,对玻化微珠保温混凝土基本力学性能及本构关系展开试验研究,具体工作如下:(1)设计C30、C40、C50、C60和C70五种强度等级试块,研究其保温性能,结果表明:强度等级为C30~C70时,保温混凝土导热系数为0.332~0.589W/(m·K),保温混凝土的导热系数随强度等级的增加呈增加趋势,保温性能逐渐变差。(2)设计五种强度等级和不同尺寸的保温混凝土试块,以换算系数反映尺寸效应规律,对试块抗压强度、劈裂抗拉强度以及弹性模量的尺寸效应进行研究,结果表明:保温混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度存在尺寸效应,尺寸越大,试块抗压和劈拉强度越小,而尺寸对弹性模量影响不大。(3)分析五种强度等级下保温混凝土抗压、劈拉以及抗折试验破坏形态,结果表明:保温混凝土抗压、劈拉和抗折试验破坏形态与过镇海提出的普通混凝土和高强混凝土的破坏形态一致,强度等级越高,破坏越彻底。(4)设计五种强度等级和两种尺寸(棱柱体和圆柱体)的保温混凝土试块,进行单轴受压应力-应变关系试验,分析普通混凝土相关规范对保温混凝土应力-应变拟合关系式的适用性,结果表明:保温混凝土受压应力-应变关系存在尺寸效应,棱柱体和圆柱体应力-应变关系拟合式不同。(5)以极限应变与峰值应变的比值为指标,分析强度等级和尺寸对保温混凝土延性的影响,并与普通混凝土作比较,结果表明:强度等级为C30、C40和C50时,保温混凝土的延性随着强度等级的增加而降低,棱柱体的延性优于圆柱体,同强度等级下,保温混凝土的延性优于普通混凝土。
【关键词】：玻化微珠保温混凝土 尺寸效应 换算系数 力学性能 本构关系
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 符号说明11-13
• 第一章 绪论13-27
• 1.1 选题背景13-16
• 1.1.1 建筑节能的重要性13-14
• 1.1.2 保温体系的发展14-16
• 1.2 玻化微珠保温混凝土的研究现状16-18
• 1.3 混凝土尺寸效应的研究现状18-23
• 1.3.1 混凝土力学性能尺寸效应研究现状18-20
• 1.3.2 混凝土本构关系尺寸效应研究现状20-23
• 1.4 本文的研究意义和主要内容23-27
• 1.4.1 本文的研究意义23
• 1.4.2 本文研究的主要内容23-27
• 第二章 玻化微珠保温混凝土基本力学性能及本构关系的尺寸效应试验概况27-39
• 2.1 试块制作及设计方案27-31
• 2.1.1 试验材料27-29
• 2.1.2 试验配合比设计29-30
• 2.1.3 试块设计方案30
• 2.1.4 试块的制作与养护30-31
• 2.2 力学性能试验设备及方法31-35
• 2.2.1 抗压强度试验31-32
• 2.2.2 劈裂抗拉强度试验32-33
• 2.2.3 静力受压弹性模量试验33
• 2.2.4 抗折强度试验33-34
• 2.2.5 导热系数试验34-35
• 2.3 本构关系试验设备及方法35-38
• 2.3.1 试验方案35-38
• 2.3.2 试验过程38
• 2.4 本章小结38-39
• 第三章 玻化微珠保温混凝土基本力学性能的尺寸效应试验研究39-61
• 3.1 引言39
• 3.2 导热系数分析39-40
• 3.3 强度特征值分析40-54
• 3.3.1 抗压强度40-45
• 3.3.2 劈裂抗拉强度45-49
• 3.3.3 静力受压弹性模量49-52
• 3.3.4 抗折强度52-54
• 3.4 破坏形态54-58
• 3.4.1 破坏机理分析54-55
• 3.4.2 立方体抗压破坏形态55-56
• 3.4.3 棱柱体和圆柱体抗压破坏形态56-57
• 3.4.4 劈裂抗拉破坏形态57-58
• 3.4.5 抗折破坏形态58
• 3.5 本章小结58-61
• 第四章 玻化微珠保温混凝土本构关系的尺寸效应试验研究61-85
• 4.1 引言61
• 4.2 应力-应变全曲线61-64
• 4.2.1 强度等级对应力-应变全曲线的影响61-62
• 4.2.2 尺寸对应力-应变全曲线的影响62-64
• 4.3 单轴受压应力-应变关系64-78
• 4.3.1 单轴受压应力-应变关系曲线的特点64
• 4.3.2 单轴受压应力-应变关系模型64-67
• 4.3.3 单轴受压应力-应变曲线拟合67-74
• 4.3.4 单轴受压破坏全过程分析74-76
• 4.3.5 强度等级对受压应力-应变关系曲线的影响76-77
• 4.3.6 尺寸对受压应力-应变关系曲线的影响77-78
• 4.4 峰值应变和极限应变78-81
• 4.4.1 峰值应变78-80
• 4.4.2 极限应变80-81
• 4.5 泊松比81-82
• 4.6 压缩应变能82-83
• 4.7 本章小结83-85
• 第五章 结论与展望85-87
• 5.1 结论85-86
• 5.2 展望86-87
• 参考文献87-95
• 致谢95-97
• 攻读学位期间发表的学术论文目录97

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