纤维自密实混凝土的性能试验研究与数值模拟

发布时间：2020-05-08 03:57

【摘要】：随着技术的进步与发展,各种样式复杂的混凝土结构层出不穷,施工难度越来越大。纤维自密实混凝土流动性好,而且纤维的存在可以改善混凝土抗拉性能弱、抗冲击性能差等诸多缺陷,所以被广泛应用于实际工程中。因此,对纤维自密实混凝土的力学性能及其本构关系的探究是一个十分重要的课题。本文主要通过试验和数值模拟对玄武岩纤维和钢纤维自密实混凝土的性能进行了深入的研究。首先,进行了不同体积掺量的6组玄武岩纤维自密实混凝土的性能试验。试验表明,随着纤维掺量的增加,拌合物的流动性能越来越差;纤维的加入降低了抗压强度,但是可以有效抑制裂缝的开展;抗折强度随掺量的增加而提高,折压比也随之提高。其次,进行了不同体积掺量的5组钢纤维自密实混凝土试件的抗折强度试验,并将同掺量(0.3%)的钢纤维和玄武岩纤维自密实混凝土进行对比,研究表明,掺入钢纤维可以显著提高混凝土抗折强度,抗折强度与纤维掺量呈正相关;在同掺量(0.3%)的条件下,钢纤维的增韧效果较好;同时对0.3%掺量的两种混凝土进行了静力受压弹性模量试验,结果表明钢纤维提高了混凝土的弹性模量,而玄武岩纤维降低了弹性模量。然后,以1%掺量的钢纤维自密实混凝土抗折试验的条件和数据为基础,利用ABAQUS有限元软件建立了钢纤维自密实混凝土的数值模型,对梁的破坏过程进行了数值模拟,并将结果与试验结果对比,验证了数值模拟的有效性和准确性,继而探究了其破坏过程中混凝土最大主应力、受拉损伤、钢纤维Mises应力等变化规律。最后,对钢纤维的掺量、分布、长度进行了变参数计算分析,进一步分析了这些因素对混凝土性能的影响。研究表明,随着掺量的提升,混凝土的抗弯韧性得到提高;纤维单向分布对纤维的利用率极高,达到了 14.4%;在体积掺量不变的情况下,适当提高纤维的长度,也可抑制裂缝的开展,使抗弯韧性得以提高。
【图文】：

图２－１玄武岩纤维逡逑表２－１玄武岩纤维材料参数逡逑单纤直邋长度逦密度逦弹性模量逦抗拉强度径（ｕｍ）逦（ｍｍ）邋（ｋｇ／ｃｍ３）邋（ＧＰａ）逦（ＭＰａ）１３逦３６逦２．６５逦９３－１１０逦３０００－３５００配合比逡逑验研宄所采用的试验配合比是参考文献［４０］，并在此基得到的，试验配合比见表２－２。逡逑表２－２玄武岩纤维混凝土的组分及其配合比组分逦值（ｋｇ／ｍ３）逡逑

其底板为质地坚硬、表面平滑、不吸水的方形钢板，Ｊ环为不锈钢材料，圆环中逡逑心直径３００ｍｍ，，圆环厚２５ｍｍ，并将１６根０１６ｍｍＸ邋１００ｍｍ圆钢焊接在圆环上，逡逑圆钢中心间距应为５８．９ｍｍ，试验所用装置如图２－２所示。逡逑图２－２坍落度筒及Ｊ环装置逡逑２．３．２坍落扩展度试验逡逑坍落拓展度试验主要用来测定新拌自密实混凝土的填充性、流动性以及是否逡逑１１逡逑
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528

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本文编号：2654080