微硅粉对EPS混凝土静态与动态力学性能影响的试验研究

发布时间：2017-05-25 17:14

  本文关键词：微硅粉对EPS混凝土静态与动态力学性能影响的试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：聚苯乙烯(Expanded Polystyrene,简称EPS)颗粒质量轻,存在大量封闭微孔,部分取代粗细骨料可制成不同表观密度的EPS混凝土,EPS混凝土是新型建筑材料,其力学性能和缓冲吸能特性得到学者的广泛关注。通过静态抗压、劈裂抗拉试验和SHPB试验,研究了不同EPS颗粒体积掺量(10%、20%、30%和40%)的EPS混凝土静态压拉强度、动态抗压强度和缓冲吸能特性：当EPS颗粒体积掺量为30%时,研究了不同微硅粉掺量(5%、10%、15%和20%)的EPS混凝土静态压拉强度、动态抗压强度和缓冲吸能特性；当EPS颗粒体积掺量为30%、微硅粉掺量为15%时,采用SHPB装置研究了EPS混凝土做芯层、垫层和抗冲击层等不同结构形式下EPS混凝土与普通混凝土复合材料的动态抗压强度和缓冲吸能特性。试验结果表明,随着EPS颗粒体积掺量的增加,EPS混凝土静态压拉强度均降低,EPS颗粒体积掺量为10%、20%、30%和40%时,对应的抗压强度分别为54.3MPa、41.0MPa、31.7MPa和19.4MPa,对应的劈裂抗拉强度分别为4.9MPa、4.2MPa、3.9MPa和3.5MPa。EPS混凝土动态抗压强度随EPS颗粒体积掺量的增加而减小,随应变率的增加而增大,具有明显的应变率效应。EPS混凝土吸收能随应变率的增加而增大；当EPS颗粒体积掺量为30%时,其临界破坏形态所能承受的吸收能为101.4J,是普通混凝土的3.37倍,具有明显的缓冲吸能特性。微硅粉的掺入能显著改善EPS颗粒与水泥浆体的粘结性能及其在水泥基体中的分散性能,从而提高EPS混凝土的强度；当微硅粉掺量为15%时,EPS混凝土抗压强度提高20%,劈裂抗拉强度提高13%。不同微硅粉掺量的EPS混凝土动态抗压强度和吸收能均随应变率的增加而增大。同一应变率下,当微硅粉掺量为15%时,EPS混凝土动态抗压强度提高较多。当应变率在38.9s-1～60.5s-1之间,EPS混凝土试件裂而不碎；处于临界破坏形态时,吸收能在105.0J左右。EPS混凝土做芯层、垫层和抗冲击层等不同结构形式下的SHPB试验表明,同一应变率下,EPS混凝土做芯层时动态抗压强度最低,做垫层时动态抗压强度最高,EPS混凝土做芯层时破坏程度严重,而做抗冲击层和垫层时完整性较好。
【关键词】：EPS混凝土 抗压强度 抗拉强度 缓冲吸能特性 微硅粉
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 绪论13-19
• 1.1 研究背景与意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.3 研究内容、目的和方法16-19
• 1.3.1 研究内容16-17
• 1.3.2 研究目的17
• 1.3.3 研究方法17-19
• 2 试验设计和方法19-34
• 2.1 试验概况19
• 2.2 试验材料19-21
• 2.3 配合比设计21-23
• 2.4 试件制备与养护23-26
• 2.4.1 试验准备阶段23-24
• 2.4.2 试件制备与养护24-25
• 2.4.3 圆盘形试件的加工25-26
• 2.5 静态力学性能试验26-29
• 2.5.1 静态压拉强度试验过程26-27
• 2.5.2 静态压拉强度的计算方法27-29
• 2.6 动态力学性能试验29-34
• 2.6.1 SHPB试验装置简介29-30
• 2.6.2 SHPB试验原理30-31
• 2.6.3 SHPB试验过程31-33
• 2.6.4 SHPB试验数据处理33-34
• 3 EPS颗粒对混凝土力学性能影响试验与分析34-51
• 3.1 EPS颗粒对混凝土静态压拉强度影响试验研究34-40
• 3.1.1 EPS颗粒对混凝土静态压拉强度影响试验结果分析34-36
• 3.1.2 EPS颗粒对混凝土静态压拉强度影响机理分析36-39
• 3.1.3 表观密度和EPS混凝土压拉强度的关系39-40
• 3.2 EPS颗粒对混凝土动态抗压强度影响试验研究40-49
• 3.2.1 EPS颗粒对混凝土动态抗压强度影响试验结果分析40-44
• 3.2.2 EPS混凝土的缓冲吸能特性分析44-49
• 3.3 本章小结49-51
• 4 微硅粉掺量对EPS混凝土力学性能影响试验与分析51-65
• 4.1 微硅粉掺量对EPS混凝土静态压拉强度影响试验研究51-54
• 4.1.1 微硅粉掺量对EPS混凝土静态压拉强度影响试验结果分析51-53
• 4.1.2 微硅粉掺量对EPS混凝土静态压拉强度影响机理分析53-54
• 4.2 微硅粉对EPS混凝土动态抗压强度影响试验研究54-61
• 4.2.1 微硅粉掺量对EPS混凝土动态抗压强度影响试验结果分析54-59
• 4.2.2 不同微硅粉掺量的EPS混凝土缓冲吸能特性分析59-61
• 4.3 EPS混凝土与普通混凝土的对比分析61-63
• 4.4 本章小结63-65
• 5 不同结构形式对EPS混凝土动态抗压强度影响试验与分析65-72
• 5.1 不同结构形式EPS混凝土试验设计65-66
• 5.2 不同结构形式EPS混凝土动态抗压强度试验结果分析66-68
• 5.3 不同结构形式EPS混凝土缓冲吸能特性分析68-71
• 5.4 本章小结71-72
• 6 结论与展望72-74
• 6.1 结论72-73
• 6.2 展望73-74
• 参考文献74-79
• 致谢79-80
• 作者简介及读研期间主要科研成果80

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