自密实轻骨料混凝土柱轴心受压承载力研究

发布时间：2020-07-18 04:52

【摘要】：随着如今科学技术的快速发展和人们生活质量的改善,人们也开始致力于对新型建筑材料的追求,本文针对现有普通混凝土存在的自重较大、浇筑时需要机械振捣填平而引起噪音污染、抗震性能差等一系列问题,以粉煤灰轻质陶粒、普通细砂、外加剂、普通硅酸盐水泥等作为主要材料,设计出了自密实轻骨料的配合比,并将自密实轻骨料混凝土代替普通混凝土作为柱的基体材料,设计并制作出轻质、强度符合规范要求、施工方便、浇筑时免振捣、具有良好力学性能的自密实轻骨料混凝土柱。本文主要开展了以下几项工作:(1)参考《自密实混凝土应用技术规程》(JGJT283-2012)和《轻骨料混凝土技术规程》(JGJ51-2002),考虑了轻骨料和矿物掺合料的影响,结合试验进行自密实轻骨料混凝土配合比的试配调整,设计出强度等级分别为SCLC30、SCLC35、SCLC40和SCLC45,表观密度分别为1630kg/m~3、1734kg/m~3、1820kg/m~3和1864kg/m~3的自密实轻骨料混凝土,然后以本文设计的自密实混凝土代替普通混凝土作为柱的基体材料,设计并制作出了自密实轻骨料混凝土柱构件。(2)对自密实轻骨料混凝土柱进行轴心受压力学性能试验,分别研究了不同混凝土强度等级(SCLC30、SCLC35、SCLC40和SCLC45)、不同纵筋配筋率(1.1%、1.5%、2.0%和2.5%)和不同长细比(4、4.75、5.5和6.25)对其正截面轴心受压性能的影响;研究结果表明:自密实轻骨料混凝土柱构件具有良好的抗压性能,它在承受轴向荷载到构件破坏时都经历了弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段,而且破坏都表现为脆性;不同混凝土强度等级、纵筋配筋率和长细比均对构件的轴心抗压性能有着显著的影响,例如:其抗压承载力和抗压刚度随着纵向受压钢筋配筋率和混凝土强度的增加而提高,随着长细比的增加而下降;其开裂荷载随着混凝土强度和长细比的增加均有降低的趋势,纵向钢筋配筋率对轴压构件的开裂荷载和抗拉性能影响不是很明显。(3)结合试验,通过理论分析进行了自密实轻骨料混凝土柱轴心受压承载力计算公式的推导,得出了适用于本文设计的自密实轻骨料混凝土柱轴心受压承载力的计算公式。(4)在试验基础上利用有限元软件ABAQUS建立了数值模型,并对试验工况进行了数值模拟分析,将分析结果与试验结果进行比较,得到有限元分析结果与试验结果具有较高的吻合度。
【学位授予单位】：广西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU37
【图文】：

因此本文在由计算和试配得到的基准配合比(S-1)上，分析研究了陶粒掺量、粉煤灰掺量这两个参数对自密实轻骨料混凝土性能的影响程度。2.4.1 陶粒掺量对自密实轻骨料混凝土性能的影响表 2-9 陶粒掺量对自密实轻骨料混凝土性能的影响Tab.2-9 Effect of Ceramsite on Properties of Self-compacting LightweightAggregate Concrete配合比编号材料用量/(kg/m3)7d 立方体抗压强度fcu(Mpa)28d 立方体抗压强度fcu(Mpa)扩展度(mm)陶粒 河砂 水泥 水 减水剂 粉煤灰S-1 385.11 898.59 241.06 180.74 0.60 361.59 20.46 26.32 760S-2 449.30 834.41 241.06 180.74 0.60 361.59 22.27 28.45 796S-3 513.48 770.22 241.06 180.74 0.60 361.59 25.66 33.56 820S-4 577.67 706.03 241.06 180.74 0.60 361.59 28.45 35.66 840S-5 641.85 641.85 241.06 180.74 0.60 361.59 24.45 30.66 835

但当掺量过多时，会对混凝土拌合物的颗粒级配造成不利影响，引起混凝土内部结构不均与，从而影响了强度。2.4.2 粉煤灰对自密实轻骨料混凝土性能的影响表 2-10 粉煤灰对自密实轻骨料混凝土性能的影响Tab.2-10 Effect of fly ash on properties of self-compacting lightweight aggregate concrete配合比编号材料用量/(kg/m3)7d 立方体抗压强度fcu(Mpa)28d立方体抗压强度fcu(Mpa)扩展度(mm)陶粒 河砂 水泥 水 减水剂 粉煤灰S-1 385.11 898.59 241.06 180.74 0.60 361.59 20.46 26.32 920S-6 385.11 898.59 271.20 180.74 0.60 331.45 24.45 33.21 884S-7 385.11 898.59 301.32 180.74 0.60 301.33 33.22 38.46 835S-8 385.11 898.59 331.46 180.74 0.60 271.19 37.53 43.52 802S-9 385.11 898.59 361.59 180.74 0.60 241.06 42.48 46.85 768

SCLC35、 SCLC40 、SCLC45 的自密实轻骨料混凝土，然后分别将其制作成自密实轻骨料混凝土柱构件，根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)的规定,以不同混凝土强度等级浇筑构件时，对每种混凝土强度等级同时制作标准立方体 (尺寸为 150mm×150mm×150mm)试块 3 个和标准棱柱体(尺寸为 150mm×150mm×300mm)试块 6 个，与构件在相同的条件下进行同期养护，按照规范规定实测 90 天的混凝土的立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和弹性模量。该试验在图 3.1 所示的 TYE -A 系列数显式电液压力试验机如图 3.1进行，测试结果见表 3-3 至 3-4，其破坏形式见图 3.2。

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