钢渣混凝土的断裂性能试验研究

发布时间：2017-05-10 18:17

  本文关键词：钢渣混凝土的断裂性能试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：研究如何将新型材料应用在混凝土中已经成为混凝土性能研究和废弃物环保利用研究的重要课题,使混凝土在添入新型材料下可以提升必要的性能。本文所研究的是一种新型的环保高性能混凝土材料——钢渣混凝土(SSC)。这种新型混凝土材料主要采用的是废旧钢渣。利用钢渣高强度、高吸水性的特点来改善混凝土的力学性能,本文主要研究钢渣混凝土的断裂性能(主要包括断裂能、断裂韧度、双K断裂参数)。将尺寸为150mm×150mm×550mm的钢渣混凝土切口梁进行三点弯曲试验,并从试验中测得数据。本文的研究内容为以下三个方面：(1)通过利用钢渣石作为粗骨料掺入到普通混凝土与橡胶取代10%细骨料的橡胶混凝土中,配制成钢渣石混凝土和钢渣橡胶混凝土(掺量为20%、40%、60%、80%、100%),在三点弯曲试验下测取实验数据,得出荷载—挠度(P-δ)曲线、荷载—裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线和荷载—应变曲线,并用公式计算出钢渣石混凝土和钢渣橡胶混凝土的断裂性能。试验结果显示,随着钢渣石掺量的增大,钢渣石混凝土断裂能呈现先增长后下降的趋势,在掺量为60%时断裂能最低,在掺量40%和80%时断裂能最大。断裂韧度规律和双K断裂参数与断裂能大致相同,在掺量100%时达到最大。橡胶的掺入会降低钢渣混凝土的抗断裂强度,断裂性能规律与钢渣石混凝土相同。(2)通过利用钢渣砂作为细骨料掺入到混凝土中配制成钢渣砂混凝土(掺量为20%、40%、60%、80%、100%),在三点弯曲试验下测取实验数据,得出相关曲线,并通过公式计算出相应的断裂性能。试验结果显示,随着钢渣砂掺量的增大,断裂能呈现先增长后下降的趋势,并在60%掺量时达到最大值。断裂韧度和双K断裂参数随掺量增加而增加,但在80%时断裂韧度降至最低值。(3)通过利用钢渣粉代替水泥掺入混凝土中配制成钢渣粉混凝土(掺量为5%、10%、15%、20%),在三点弯曲试验下测取数据,得出曲线并计算出相应的断裂性能。试验结果显示,钢渣粉混凝土在掺量为5%时断裂能、断裂韧度、双K断裂参数都有提高,而当掺量继续增大时,钢渣粉混凝土断裂性能随掺量增大而下降。
【关键词】：钢渣混凝土 三点弯曲试验 断裂能 断裂韧度 双K断裂参数
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 课题研究的背景意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-21
• 1.2.1 钢渣混凝土14-17
• 1.2.2 混凝土断裂力学与断裂性能17-19
• 1.2.3 三点弯曲试验19-21
• 1.3 本文研究目的与内容21-23
• 1.3.1 研究目标21
• 1.3.2 研究内容21-23
• 第二章 试验方案与研究方法23-29
• 2.1 实验材料23-24
• 2.1.1 实验基本材料23
• 2.1.2 实验钢渣材料23-24
• 2.2 试件制备24-25
• 2.3 三点弯曲试验25-29
• 第三章 钢渣石混凝土的断裂性能29-55
• 3.1 引言29-30
• 3.2 钢渣石混凝土配合比与立方体抗压强度30-31
• 3.3 钢渣石混凝土梁断裂能试验结果31-41
• 3.3.1 断裂能计算方法31-33
• 3.3.2 钢渣石混凝土断裂能的计算结果与分析33-36
• 3.3.3 钢渣石混凝土断裂能影响因素36-41
• 3.4 钢渣石混凝土梁断裂韧度试验结果与分析41-49
• 3.4.1 钢渣石混凝土断裂韧度的计算41-42
• 3.4.2 钢渣石混凝土断裂韧度试验结果42-45
• 3.4.3 钢渣石混凝土断裂韧度影响因素45-47
• 3.4.4 钢渣石混凝土断裂破坏模式47-49
• 3.5 钢渣石混凝土的双K断裂参数49-53
• 3.5.1 双K断裂准则49-50
• 3.5.2 钢渣石混凝土双K断裂参数结果分析50-53
• 3.6 本章小结53-55
• 第四章 钢渣砂混凝土的断裂性能55-69
• 4.1 引言55-56
• 4.2 钢渣砂混凝土的配合比与立方体抗压强度56-57
• 4.3 钢渣砂混凝土断裂能试验结果57-61
• 4.3.1 钢渣砂混凝土断裂能计算方法57
• 4.3.2 钢渣砂混凝土断裂能结果分析57-59
• 4.3.3 钢渣砂混凝土断裂能影响因素59-61
• 4.4 钢渣砂混凝土梁断裂韧度试验结果61-65
• 4.4.1 断裂韧度计算方法61
• 4.4.2 断裂韧度计算结果分析61-64
• 4.4.3 钢渣砂混凝土断裂破坏模式64-65
• 4.5 钢渣砂混凝土的双K断裂参数65-67
• 4.5.1 双K断裂准则65-66
• 4.5.2 钢渣砂混凝土双K断裂参数结果分析66-67
• 4.6 本章小结67-69
• 第五章 钢渣粉混凝土的断裂性能69-81
• 5.1 引言69
• 5.2 钢渣粉混凝土的配合比与立方体抗压强度69-70
• 5.3 钢渣粉混凝土断裂能试验结果70-73
• 5.3.1 断裂能计算方法70
• 5.3.2 断裂能计算结果分析70-72
• 5.3.3 钢渣粉混凝土断裂能影响因素72-73
• 5.4 钢渣粉混凝土断裂韧度试验结果分析73-77
• 5.4.1 断裂韧度计算方法73-74
• 5.4.2 断裂韧度计算结果分析74-77
• 5.4.3 钢渣粉混凝土的断裂模式77
• 5.5 钢渣粉混凝土双K断裂参数77-80
• 5.5.1 双K断裂准则77-78
• 5.5.2 钢渣粉混凝土双K断裂参数结果分析78-80
• 5.6 本章小结80-81
• 结论与建议81-83
• 主要结论81-82
• 建议与展望82-83
• 参考文献83-87
• 在校期间发表的与学位论文内容相关的学术论文87-89
• 致谢89

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