中空夹层钢管再生混凝土柱硫酸盐侵蚀后的轴压性能试验

发布时间：2020-08-02 12:41

【摘要】：由于我国地大物博,造成了地形地貌的复杂性,建筑物在复杂环境中的耐久性问题已经得到了业内人士的广泛关注。而当下日益枯竭的建筑资源使得再生混凝土的出现和推广顺理成章。作为一种建筑材料,再生混凝土强度不高与耐久性差,极大限制了其在高层与特殊要求工程中的应用。本文针对工程实际中的再生混凝土耐久性和硫酸盐侵蚀问题,利用玄武岩纤维的耐侵蚀和增强的特性,对玄武岩纤维再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能进行研究,分析了不同的再生骨料取代率(0、50%、100%)和玄武岩纤维的掺入量(0、2、4、5、6kg/m3)对再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能的影响,对比并且分析了不同干湿循环次数之后再生混凝土的抗压强度、峰值应变变化和弹性模量情况,得到再生混凝土在受到硫酸盐侵蚀后的破坏形式和力学参数。并引入叠加效应系数K,分析再生混凝土的破坏机理及其荷载-位移全过程曲线。结果表明:再生骨料的取代率和玄武岩纤维掺入量能够明显影响受硫酸盐侵蚀后混凝土的抗压强度,而对其弹性模量的影响较小。硫酸盐侵蚀对混凝土界面过渡区造成的影响使得立方体试件和圆柱体试件的破坏模式差别较大。同时,掺入玄武岩纤维可明显提高再生混凝土的峰值应变及变形能力,但对弹性模量的影响较小。最后,通过K值的引入和计算发现,掺入玄武岩纤维的量和增加冻融循环次数会降低纤维再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。本研究结果将为再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能提供新的思路,并为再生混凝土在复杂环境中的工程实际应用提供参考。中空夹层钢管混凝土是在钢管混凝土的基础上进一步优化过后的构件形式,拥有自重轻,力学性能好,施工简便,性价比高的优点。作为一种新型的构件形式,已经在工程实际中得到了广泛应用,但对其耐久性能的研究目前还处于起步阶段。本研究首先对中空夹层钢管再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能进行了试验研究,分析了不同长细比(4/4.5/5)、截面形式(方套方、方套圆)、硫酸镁溶液浓度(5%和10%)和干湿循环天数(30天和60天)对中空夹层钢管再生混凝土构件的力学性能的影响,对比分析了各组试件的质量变化、抗压性能、峰值应变和荷载-位移曲线,并分析了该种构件形式的破坏机理。结果表明:当长细比5时,长细比对中空夹层钢管再生混凝土的力学性能影响不大;同时圆形截面的钢管混凝土的力学性能要优于方形截面的。硫酸盐溶液对中空夹层钢管混凝土的侵蚀速度随着时间的增加而不断增加;低浓度时溶液浓度提升一倍对侵蚀速度的提升比时间增加一倍更快(针对试验中的浓度和时间);但中空夹层钢管混凝土构件的抗硫酸盐侵蚀性能优于钢材和混凝土,钢管能有效地保护中间的混凝土,起到隔绝侵蚀的作用。在钢管混凝土构件中使用再生混凝土能规避再生混凝土抗硫酸盐性能较弱的缺点,发挥其抗压性能不会减弱的优势,使得构件在降低成本且较为环保的同时保证了性能。
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU37
【图文】：

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图 1.1 混凝土长期受环境侵蚀后的外观Fig.1.1 The appearance of concrete after erosion2 相关课题方向的研究现状2.1 混凝土的硫酸盐侵蚀研究现状

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