高强轻骨料混凝土单轴受压力学性能研究

发布时间：2020-10-08 18:09

　　高强轻骨料混凝土作为一种高强轻质的绿色建筑材料,其耐久性能高、抗冻性能好、保温隔热性能优,但也存在弹性模量低,脆性特征显著等不足。国外目前关于其单轴受压作用下应力-应变全曲线以及加入纤维后延性改善方面的研究资料相对偏少。我国轻骨料混凝土的研究资料主要集中在LC40级以下,现有规范建议的应力-应变全曲线模型主要基于七八十年代的低强度的试验数据。因此,有必要开展高强轻骨料混凝土单轴受压作用下应力-应变全曲线的研究。采用900级高强碎石型页岩陶粒,制备了LC40、LC50、LC60级以高强轻骨料混凝土,并且配制了以LC60为基准组的体积掺量分别为0.3%、0.6%、0.9%的碳纤维和钢纤维高强轻骨料混凝土,开展了其在单轴受压作用下的力学性能试验研究及理论分析。主要内容有:1.完成了高强轻骨料混凝土弹性模量试验,研究了混凝土强度等级、纤维掺量及种类对弹性模量的影响;在试验基础上,收集国内外轻骨料混凝土弹性模量试验数据842组,建立了弹性模量的数值模型。研究表明:建议的弹模数值模型能够较为准确的预测高强轻骨料混凝土弹性模量。2.完成了高强轻骨料混凝土单轴受压应力-应变全曲线试验,分析了其破坏过程,研究了混凝土强度等级、纤维种类及掺量对峰值应变、极限应变等曲线特征点的影响;在试验基础上,收集国内轻骨料混凝土轴心抗压强度数据107组,给出了高强轻骨料混凝土轴压强度与立方体抗压强度的换算关系;基于能量法对高强轻骨料混凝土在单轴受压作用下的韧性进行了定量研究。研究表明:纤维能够显著提高高强轻骨料混凝土峰值应变与极限应变,并且能够改善其韧性。3.在与已有本构模型对比的基础上,建立了适用于高强轻骨料混凝土的单轴受压应力-应变全曲线分段式修正模型,基于试验数据得到了模型上升段与下降段参数,并回归得到了其参数关于强度等级、纤维掺量及种类的表达式;收集国内外150组无约束轻骨料混凝土试验数据,建立了峰值应变的数值模型。4.基于统计分布与损伤力学理论建立了高强轻骨料混凝土随机损伤本构模型,该模型定量分析了其损伤演化规律,能够较好的反映高强轻骨料混凝土在单轴受压作用下的损伤机制。论文完成的相关工作,可以进一步丰富国内外高强轻骨料混凝土试验资料,为我国轻骨料混凝土相关标准的修订提供试验依据,对于进一步深入了解该类混凝土材料性能以及加入纤维后其性能的变化,指导工程实际,促进该类绿色环保材料在国内工程中的推广应用具有重要意义。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TU528
【部分图文】：

纤维种类,纤维

而根据弹性模量可以把纤维划分为刚性纤维和柔性纤维，若纤维弹模高于水泥基材料弹模则称为刚性纤维，如 CF 纤维、SF 纤维以及 GF 纤维，可用于改善结构的脆性性能；反之则称为柔性纤维，如聚丙烯纤维、PF 纤维、NF 纤维等，可用于改善结构的抗冲击能力[25]。表 1.2 为常见纤维种类及其性能参数，表 1.3 为常见纤维的优缺点介绍。（a）直线状钢纤维（b）波纹状钢纤维（c）直线状聚丙烯纤维

页岩陶粒,碎石,高强轻骨料混凝土,圆球

长安大学硕士学位论文因此，本章旨在试验基础上，达到以下三个目的：1.研究不同强度等级高强轻骨料混凝土弹性模量的影响。2.研究不同掺量的碳纤维和钢纤维对高强轻骨料混凝土弹性模量的影响。3.建立高强轻骨料混凝土弹性模量与其强度、干密度之间的定量关系。2.1.2 配合比设计(1)粗骨料

示意图,纤维,示意图,辅助胶凝材料

第二章高强轻骨料混凝土弹性模量试验及模型研究含水率 1.9%，最大粒径 4mm，辅助胶凝材料为 920U 微硅粉、Ⅰ级粉煤灰，聚羧酸减水剂。维表 2.3 纤维性能指标维密度（kg/m3）长度（mm）直径（um）伸长率（%）弹性模量（GPa）抗拉（M维(SF) 7800 13 200 3.2 200 >30维(CF) 1760 6 7 1.8 240 >40

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