荷载作用下多孔水泥混凝土本构关系试验研究

发布时间：2020-04-18 23:20

【摘要】：多孔水泥混凝土作为一种新型生态混凝土材料具有良好的吸声、排水、抗滑以及生态环保等性能,是国内外研究混凝土材料的热点。关于多孔水泥混凝土的研究,目前主要集中在骨料粒径组成的选择、配合比设计方法、制备工艺等成孔技术及孔隙率控制方面,关于多孔水泥混凝土荷载作用下本构关系的相关研究少见报道,且仅有的研究并没有一致的结论。本文围绕中轻交通等级路面强度要求,成功制备孔隙率在18-26%的路面多孔水泥混凝土,研究水灰比、孔隙率、应变率三种因素影响下多孔水泥混凝土的力学性能、应力-应变关系、尺寸效应以及边壁效应。通过测试抗压强度、弹性模量等力学性能,结合荷载作用下多孔水泥混凝土变形与破坏过程的分析,得到以下研究结论:1、研究水灰比与孔隙率对多孔水泥混凝土力学性能的影响,得到:水灰比由0.32增至0.36、0.40,抗压强度呈先增大后减小趋势,因此多孔水泥混凝土水灰比为0.36较为适宜;孔隙率由18%到22%、26%,多孔水泥混凝土内部浆体包裹层变薄,粘结强度降低,抗压强度持续下降,推荐多孔水泥混凝土最佳孔隙率范围18-22%。2、分析多孔水泥混凝土破坏形态,指出立方体试件受压破坏形态以垂直开裂为主,棱柱体试件受压破坏主要有斜裂缝破坏与劈裂破坏两种;荷载作用下,试件内部骨料与浆体的薄弱交界处,孔隙边缘与试件边缘出现应力集中现象,应力主要通过胶结的骨料进行传播。3、研究水灰比、孔隙率、应变率对多孔水泥混凝土应力-应变关系的影响,指出多孔水泥混凝土由于内部孔隙多,在受压过程中发生不均匀变形和突然性破坏的概率会随孔隙率的增大而逐渐上升;应变率越小受压试件内部裂缝发育越充分,最终试件变形越明显,且应变率对多孔水泥混凝土峰值应力与峰值应变的影响较普通水泥混凝土更为显著。4、初步探讨多孔水泥混凝土的尺寸效应与边壁效应,指出多孔水泥混凝土尺寸效应明显超过普通水泥混凝土,引起尺寸效应的主要原因是边壁效应,边壁效应影响范围为骨料最大粒径的2/3。
【图文】：

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断板、断角及碎裂等路面病害。所以，鉴于多孔水泥混凝土孔隙多且大，其形成的排水逡逑效果能够十分有效的防止各种路面病害的产生［９，１Ｑ］。多孔水泥混凝土路面排水效果示意逡逑图，如图１．１。逡逑图ｕ多孔水泥混凝土路面排水效果示意图逡逑（２）吸声性能良好逡逑多孔水泥混凝土的组成材料中少砂或无砂，使其具有了独特的孔隙结构，并其孔隙逡逑率很大，所以，多孔水泥混凝土可以称之为是一种多孔的刚性骨架材料。而且多孔水泥逡逑混凝土路面内部大量的连通孔隙使得其具有一定的吸声能力，即声音从空气传播到多孔逡逑水泥混凝土路面的表面，进而使空气运动在孔隙中产生，因此孔隙与空气气流间产生了逡逑孔壁摩擦力以及气流粘滞阻力，，这次过程中声能经过摩擦和粘滞一部分转为热能；而这逡逑个能量的转化过程中并不是完全转化，也存在一定的能量损失，此过程的能量消耗使声逡逑能一步步减弱；此外，多孔水泥混凝土表面十分不规则，表面由于其组成复杂而凹凸不逡逑平

对比图,路面,对比图,多孔水泥

断板、断角及碎裂等路面病害。所以，鉴于多孔水泥混凝土孔隙多且大，其形成的排水逡逑效果能够十分有效的防止各种路面病害的产生［９，１Ｑ］。多孔水泥混凝土路面排水效果示意逡逑图，如图１．１。逡逑图ｕ多孔水泥混凝土路面排水效果示意图逡逑（２）吸声性能良好逡逑多孔水泥混凝土的组成材料中少砂或无砂，使其具有了独特的孔隙结构，并其孔隙逡逑率很大，所以，多孔水泥混凝土可以称之为是一种多孔的刚性骨架材料。而且多孔水泥逡逑混凝土路面内部大量的连通孔隙使得其具有一定的吸声能力，即声音从空气传播到多孔逡逑水泥混凝土路面的表面，进而使空气运动在孔隙中产生，因此孔隙与空气气流间产生了逡逑孔壁摩擦力以及气流粘滞阻力，这次过程中声能经过摩擦和粘滞一部分转为热能；而这逡逑个能量的转化过程中并不是完全转化，也存在一定的能量损失，此过程的能量消耗使声逡逑能一步步减弱；此外，多孔水泥混凝土表面十分不规则，表面由于其组成复杂而凹凸不逡逑平
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528

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