纤维增强自密实轻质混凝土的性能与应用研究
发布时间：2022-08-07 21:41
近年来,随着城市建设节能减排、可持续发展等环保政策的出台,建筑行业中工程技术也进行着不断的革新,以10天内奇迹般完成装配式模块化建筑的火神山/雷神山医院为例,预制装配式建筑施工正在成为建筑产业化的发展趋势。然而普通混凝土存在着自重大、韧性不足、抗裂性差等缺点,这些缺点极大的约束了传统混凝土在装配式建筑结构中的应用。本文所研究的自密实轻质混凝土是在运用Design-Expert10.0得出最优配合比的基础上,掺入不同种类的纤维,并通过调整高效减水剂的用量,使之达到优良的自密实性能,同时对比分析聚乙烯醇纤维、钢纤维及聚丙烯纤维增强自密实轻质混凝土（self-compacting light-aggregate concrete,简称SCLC）的工作性能、基本力学性能和收缩性能,并对压型钢板-纤维增强SCLC组合楼板的受弯性能进行数值模拟分析,为这种新型压型钢板混凝土组合楼板在装配式结构中的应用提供试验依据和理论支持。具体的研究结论如下:（1）利用Design-Expert10.0软件中的BBD分析通过筛选出的体积砂率、胶凝材料用量及净用水量3个影响因子对自密实轻质混凝土的工作性能与力学性能...
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.1.1 课题背景
1.1.2 研究意义
1.2 自密实轻骨料混凝土研究现状
1.3 纤维增强自密实轻质混凝土研究现状
1.4 压型钢板混凝土组合楼板研究现状
1.5 论文研究内容及技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 技术路线
2 自密实轻骨料混凝土配合比设计
2.1 原材料
2.1.1 粗骨料
2.1.2 纤维
2.1.3 水泥
2.1.4 细骨料
2.1.5 粉煤灰
2.1.6 磨细矿渣粉
2.1.7 减水剂
2.1.8 水
2.2 初始配合比计算
2.2.1 配制强度的确定
2.2.2 确定粗骨料体积(V_g)及质量(m_g)
2.2.3 确定水胶比(m_w/m_b)
2.2.4 干表观密度
2.3 水泥胶砂流动度
2.4 基于Design-Expert软件SCLC配合比调整
2.4.1 试验配合比
2.4.2 试验拌合物情况
2.5 试件制备成型方式
2.6 本章小结
3 纤维增强SCLC配合比设计优化
3.1 SCLC配合比最优化预测
3.1.1 响应面优化法RSM
3.1.2 响应面优化法的一般流程
3.1.3 工作性能试验结果与分析
3.1.4 力学性能测试结果与分析
3.1.5 最优配合比
3.2 纤维增强SCLC配合比优化
3.3 本章小结
4 纤维增强SCLC的性能研究
4.1 工作性能
4.2 干表观密度
4.3 立方体抗压强度
4.3.1 试验现象及试件破坏形态
4.3.2 试验结果与分析
4.4 劈裂抗拉强度
4.4.1 试验现象及试件破坏形态
4.4.2 试验结果与分析
4.5 抗折强度
4.5.1 试验现象及破坏形态
4.5.2 试验结果与分析
4.6 轴心抗压强度
4.6.1 试验现象及破坏形态
4.6.2 试验结果与分析
4.7 静力受压弹性模量
4.7.1 弹性模量试验装置
4.7.2 试验结果与分析
4.8 收缩试验
4.8.1 收缩试验装置
4.8.2 试验结果与分析
4.9 本章小结
5 压型钢板-纤维增强SCLC组合楼板的受弯性能数值分析
5.1 本构模型
5.1.1 混凝土的本构关系
5.1.2 压型钢板的本构关系
5.2 材料参数取值
5.2.1 纤维增强SCLC楼板参数取值
5.2.2 压型钢板截面形式选择
5.2.3 钢筋设计参数取值
5.2.4 钢筋网的布置
5.3 压型钢板-纤维增强SCLC组合楼板有限元模型的建立
5.3.1 单元选取
5.3.2 模型建立
5.4 有限元模拟结果分析
5.4.1 等效应力云图
5.4.2 模型结果非线性分析
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]纤维增强自密实轻骨料混凝土早期抗裂性能试验[J]. 董健苗,曹嘉威,王留阳,余浪,王慧敏. 广西科技大学学报. 2020(02)
[2]单掺与混掺纤维增强自密实轻骨料混凝土力学性能试验研究[J]. 董健苗,王留阳,曹嘉威,余浪,王慧敏. 广西科技大学学报. 2020(01)
[3]Box-Behnken法固化合肥湖积软土试验分析[J]. 黄银明,邵艳,张芳. 兰州工业学院学报. 2019(05)
[4]自密实再生骨料混凝土的基本力学性能[J]. 余芳,姚大立,胡绍金. 沈阳工业大学学报. 2019(03)
[5]考虑滑移的压型钢板-轻骨料混凝土组合板抗弯性能研究[J]. 谢飞,郑晓燕,张文华,蒯楠. 钢结构. 2019(03)
[6]自密实系列混凝土基本力学性能试验研究[J]. 张军,赵志青,朱从香. 混凝土与水泥制品. 2019(03)
[7]全轻混凝土的工程应用发展综述[J]. 刘玲利,李亦卓. 四川建材. 2018(12)
[8]开口型压型钢板-混凝土组合楼板抗弯承载力试验研究[J]. 李帼昌,郭丰伟,杨志坚,章潇. 建筑钢结构进展. 2018(04)
[9]轻骨料自密实混凝土性能研究[J]. 文庆军,丁华柱,杨志伟,陈源伟. 混凝土世界. 2017(09)
[10]粉煤灰对轻骨料自密实混凝土性能的影响[J]. 缪金良,史泽波,钟王果,鲁万卿. 粉煤灰综合利用. 2017(04)
博士论文
[1]自密实轻骨料混凝土的设计、制备和增韧[D]. 李京军.重庆大学 2018
[2]自密实轻骨料混凝土的力学性能研究[D]. 吴熙.大连理工大学 2014
[3]自密实轻骨料混凝土性能研究[D]. 张云国.大连理工大学 2009
硕士论文
[1]自密实轻骨料混凝土柱轴心受压承载力研究[D]. 周悦志.广西科技大学 2019
[2]纤维增强混凝土轻质墙板配合比设计及相关性能试验研究[D]. 李洋洋.广西科技大学 2019
[3]自密实轻骨料钢管混凝土柱轴压性能试验研究[D]. 杨唤威.广西科技大学 2019
[4]轻骨料对机制砂自密实混凝土性能影响研究[D]. 李秉正.重庆交通大学 2018
[5]压型钢板-ECC组合楼板受弯性能试验研究及分析[D]. 王增保.长安大学 2017
[6]自密实钢纤维全轻混凝土基本力学性能研究[D]. 马园园.华北水利水电大学 2017
[7]粉煤灰陶粒混凝土配合比优化设计及综合应用性能[D]. 诸雪青.青岛理工大学 2016
[8]聚丙烯—钢纤维自密实轻骨料混凝土韧性研究[D]. 李梦楠.大连交通大学 2016
[9]自密实轻骨料混凝土性能研究[D]. 王磊.哈尔滨工业大学 2015
[10]聚丙烯纤维自密实轻骨料混凝土韧性及其相关性研究[D]. 张皓.大连交通大学 2015
本文编号：3671090
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.1.1 课题背景
1.1.2 研究意义
1.2 自密实轻骨料混凝土研究现状
1.3 纤维增强自密实轻质混凝土研究现状
1.4 压型钢板混凝土组合楼板研究现状
1.5 论文研究内容及技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 技术路线
2 自密实轻骨料混凝土配合比设计
2.1 原材料
2.1.1 粗骨料
2.1.2 纤维
2.1.3 水泥
2.1.4 细骨料
2.1.5 粉煤灰
2.1.6 磨细矿渣粉
2.1.7 减水剂
2.1.8 水
2.2 初始配合比计算
2.2.1 配制强度的确定
2.2.2 确定粗骨料体积(V_g)及质量(m_g)
2.2.3 确定水胶比(m_w/m_b)
2.2.4 干表观密度
2.3 水泥胶砂流动度
2.4 基于Design-Expert软件SCLC配合比调整
2.4.1 试验配合比
2.4.2 试验拌合物情况
2.5 试件制备成型方式
2.6 本章小结
3 纤维增强SCLC配合比设计优化
3.1 SCLC配合比最优化预测
3.1.1 响应面优化法RSM
3.1.2 响应面优化法的一般流程
3.1.3 工作性能试验结果与分析
3.1.4 力学性能测试结果与分析
3.1.5 最优配合比
3.2 纤维增强SCLC配合比优化
3.3 本章小结
4 纤维增强SCLC的性能研究
4.1 工作性能
4.2 干表观密度
4.3 立方体抗压强度
4.3.1 试验现象及试件破坏形态
4.3.2 试验结果与分析
4.4 劈裂抗拉强度
4.4.1 试验现象及试件破坏形态
4.4.2 试验结果与分析
4.5 抗折强度
4.5.1 试验现象及破坏形态
4.5.2 试验结果与分析
4.6 轴心抗压强度
4.6.1 试验现象及破坏形态
4.6.2 试验结果与分析
4.7 静力受压弹性模量
4.7.1 弹性模量试验装置
4.7.2 试验结果与分析
4.8 收缩试验
4.8.1 收缩试验装置
4.8.2 试验结果与分析
4.9 本章小结
5 压型钢板-纤维增强SCLC组合楼板的受弯性能数值分析
5.1 本构模型
5.1.1 混凝土的本构关系
5.1.2 压型钢板的本构关系
5.2 材料参数取值
5.2.1 纤维增强SCLC楼板参数取值
5.2.2 压型钢板截面形式选择
5.2.3 钢筋设计参数取值
5.2.4 钢筋网的布置
5.3 压型钢板-纤维增强SCLC组合楼板有限元模型的建立
5.3.1 单元选取
5.3.2 模型建立
5.4 有限元模拟结果分析
5.4.1 等效应力云图
5.4.2 模型结果非线性分析
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]纤维增强自密实轻骨料混凝土早期抗裂性能试验[J]. 董健苗,曹嘉威,王留阳,余浪,王慧敏. 广西科技大学学报. 2020(02)
[2]单掺与混掺纤维增强自密实轻骨料混凝土力学性能试验研究[J]. 董健苗,王留阳,曹嘉威,余浪,王慧敏. 广西科技大学学报. 2020(01)
[3]Box-Behnken法固化合肥湖积软土试验分析[J]. 黄银明,邵艳,张芳. 兰州工业学院学报. 2019(05)
[4]自密实再生骨料混凝土的基本力学性能[J]. 余芳,姚大立,胡绍金. 沈阳工业大学学报. 2019(03)
[5]考虑滑移的压型钢板-轻骨料混凝土组合板抗弯性能研究[J]. 谢飞,郑晓燕,张文华,蒯楠. 钢结构. 2019(03)
[6]自密实系列混凝土基本力学性能试验研究[J]. 张军,赵志青,朱从香. 混凝土与水泥制品. 2019(03)
[7]全轻混凝土的工程应用发展综述[J]. 刘玲利,李亦卓. 四川建材. 2018(12)
[8]开口型压型钢板-混凝土组合楼板抗弯承载力试验研究[J]. 李帼昌,郭丰伟,杨志坚,章潇. 建筑钢结构进展. 2018(04)
[9]轻骨料自密实混凝土性能研究[J]. 文庆军,丁华柱,杨志伟,陈源伟. 混凝土世界. 2017(09)
[10]粉煤灰对轻骨料自密实混凝土性能的影响[J]. 缪金良,史泽波,钟王果,鲁万卿. 粉煤灰综合利用. 2017(04)
博士论文
[1]自密实轻骨料混凝土的设计、制备和增韧[D]. 李京军.重庆大学 2018
[2]自密实轻骨料混凝土的力学性能研究[D]. 吴熙.大连理工大学 2014
[3]自密实轻骨料混凝土性能研究[D]. 张云国.大连理工大学 2009
硕士论文
[1]自密实轻骨料混凝土柱轴心受压承载力研究[D]. 周悦志.广西科技大学 2019
[2]纤维增强混凝土轻质墙板配合比设计及相关性能试验研究[D]. 李洋洋.广西科技大学 2019
[3]自密实轻骨料钢管混凝土柱轴压性能试验研究[D]. 杨唤威.广西科技大学 2019
[4]轻骨料对机制砂自密实混凝土性能影响研究[D]. 李秉正.重庆交通大学 2018
[5]压型钢板-ECC组合楼板受弯性能试验研究及分析[D]. 王增保.长安大学 2017
[6]自密实钢纤维全轻混凝土基本力学性能研究[D]. 马园园.华北水利水电大学 2017
[7]粉煤灰陶粒混凝土配合比优化设计及综合应用性能[D]. 诸雪青.青岛理工大学 2016
[8]聚丙烯—钢纤维自密实轻骨料混凝土韧性研究[D]. 李梦楠.大连交通大学 2016
[9]自密实轻骨料混凝土性能研究[D]. 王磊.哈尔滨工业大学 2015
[10]聚丙烯纤维自密实轻骨料混凝土韧性及其相关性研究[D]. 张皓.大连交通大学 2015
本文编号：3671090
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