高强钢纤维混凝土断裂能及尺寸效应分析
发布时间：2021-09-03 11:07
混凝土作为一种准脆性材料,其断裂参数存在明显的尺寸效应。由于尺寸效应的存在,混凝土断裂能并不是一个常数。真实反映混凝土的实际断裂能,不仅对研究混凝土材料本身具有重要意义,并且对混凝土结构设计具有重要的指导作用。本文基于国际材料与结构研究实验联合会（International union of laboratories and experts in construction materials,systems and structures,RILEM）推荐的混凝土单边切口梁（Single-edge notched beam,SENB）三点弯曲加载试验,对156根不同尺寸、跨高比、以及缝高比的高强混凝土单边切口梁断裂能开展了试验研究,深入分析钢纤维对混凝土断裂能及尺寸效应的影响机制。主要创新性成果如下:（1）基于高强钢纤维混凝土（Steel fiber reinforced high strength concrete,SFRHSC）基本力学性能试验,研究结果表明:当钢纤维掺量为2%时,高强钢纤维混凝土的抗压强度相较于基准混凝土强度提高了 27.8%,劈裂抗拉强度相对于基准混凝土强度提高1...
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
92高强混凝土试件制备及力学性能研究本章主要测试了不同钢纤维掺量高强混凝土的基本力学性能，并通过RILEM推荐的三点弯曲加载混凝土SENB测试不同钢纤维掺量、尺寸、跨高比以及缝高比的高强混凝断裂能，在确定固定基质混凝土配合比条件下，分析了不同钢纤维掺量对高强混凝土力学性能、断裂能以及特征长度的影响规律。2.1试验原材料（1）水泥：试验采用河南省焦作市生产的P.O42.5型普通硅酸盐水泥，其各项性能指标均合格，试验用水泥如图2-1所示，水泥主要物理性能指标如表2-1所示。图2-1水泥Fig.2-1Cement表2-1水泥主要物理力学性能Tab.2-1Propertiesofcement指标比表面积(m2/kg)密度(g/cm3)凝结时间(min)抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)初凝终凝3d28d3d28d结果4123.121672332351.64.97.3（2）粉煤灰：粉煤灰作为混凝土常用的外掺料[45]，其颗粒大小与水泥相当，且多为圆形滚珠状颗粒，有利于改善混凝土的工作性[46]，且其化学成分中含有SiO2等活性成分，可在水泥水化时发生火山灰反应，改变砂浆孔结构，减少20~100nm的细孔，使10~20nm的小孔增多，因此能够提高混凝土的后期强度和耐
10久性[47]。试验用粉煤灰如图2-2所示，粉煤灰主要物理参数如表2-2所示。图2-2粉煤灰Fig.2-2Flyash表2-2粉煤灰物理参数Tab.2-2Physicalparametersofflyash表观密度(g/cm3)堆积密度(g/cm3)比表面积(cm2/g)1.9~2.90.5311~1.2610800~1950（3）硅灰：为保证混凝土强度[48]，选用硅灰作为第二类外掺料。硅灰中所含有的大量SiO2能够在水泥水化反应放热时发生大量的火山灰效应[49]，且其颗粒细度较大，能够充分填充在水泥颗粒之间，这样不仅能够改善混凝土的强度，也能有效地提高混凝土的耐久性[50]。试验用硅灰如图2-3所示，硅灰主要物理参数如表2-3所示。图2-3硅灰Fig.2-3Silicafume
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑骨料体积含量影响的混凝土准脆性断裂预测模型及应用[J]. 徐平,胡晓智,张敏霞,马金一. 工程力学. 2018(10)
[2]超高性能混凝土国内外研究进展[J]. 孙世国,鲁艳朋. 科学技术与工程. 2018(20)
[3]纤维混凝土力学性能试验研究[J]. 樊广利,张明明,王社良. 混凝土. 2018(05)
[4]含粗骨料超高性能混凝土力学性能研究[J]. 黄政宇,李仕根. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(03)
[5]钢纤维含量对高性能混凝土断裂性能影响的试验研究及评价分析[J]. 丁亚红,马金一,徐平,张长林,薛宝贵. 混凝土与水泥制品. 2018(02)
[6]高性能混凝土研究进展Ⅰ:原材料和配合比设计方法[J]. 董方园,郑山锁,宋明辰,张艺欣,郑捷,秦卿. 材料导报. 2018(01)
[7]考虑骨料尺寸的混凝土岩石边界效应断裂模型[J]. 管俊峰,王强,HU Xiaozhi,白卫峰,姜斌. 工程力学. 2017(12)
[8]超高性能混凝土基体的组成与微结构关系研究[J]. 黄政宇,阳东翱. 硅酸盐通报. 2017(12)
[9]水泥-硅灰体系早期收缩与强度相关性[J]. 邹迪,肖莲珍,李炳昊,任政. 混凝土. 2017(11)
[10]低温环境下复合矿物掺合料火山灰效应试验研究[J]. 王云天,郭玉柱,王起才,谢松林. 硅酸盐通报. 2017(10)
博士论文
[1]轻质高强混凝土脆性机理与改性研究[D]. 姜从盛.武汉理工大学 2010
[2]大跨度桥梁施工期风险分析方法研究[D]. 张杰.同济大学 2007
[3]混凝土尺寸效应理论研究与断裂参数分析[D]. 黄海燕.河海大学 2004
硕士论文
[1]硅灰和聚合物乳液对钢纤维混凝土的耐久性影响[D]. 向超.重庆交通大学 2015
[2]局部断裂能在似水泥材料与钢筋混凝土中的分布规律研究[D]. 冷科治.中国海洋大学 2014
[3]钢纤维对超高性能混凝土性能影响的研究[D]. 高绪明.湖南大学 2013
[4]混凝土强度尺寸效应的实验研究[D]. 周红.大连理工大学 2010
[5]大体积混凝土开裂机理与仿真研究[D]. 李秀才.武汉理工大学 2003
本文编号：3380997
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
92高强混凝土试件制备及力学性能研究本章主要测试了不同钢纤维掺量高强混凝土的基本力学性能，并通过RILEM推荐的三点弯曲加载混凝土SENB测试不同钢纤维掺量、尺寸、跨高比以及缝高比的高强混凝断裂能，在确定固定基质混凝土配合比条件下，分析了不同钢纤维掺量对高强混凝土力学性能、断裂能以及特征长度的影响规律。2.1试验原材料（1）水泥：试验采用河南省焦作市生产的P.O42.5型普通硅酸盐水泥，其各项性能指标均合格，试验用水泥如图2-1所示，水泥主要物理性能指标如表2-1所示。图2-1水泥Fig.2-1Cement表2-1水泥主要物理力学性能Tab.2-1Propertiesofcement指标比表面积(m2/kg)密度(g/cm3)凝结时间(min)抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)初凝终凝3d28d3d28d结果4123.121672332351.64.97.3（2）粉煤灰：粉煤灰作为混凝土常用的外掺料[45]，其颗粒大小与水泥相当，且多为圆形滚珠状颗粒，有利于改善混凝土的工作性[46]，且其化学成分中含有SiO2等活性成分，可在水泥水化时发生火山灰反应，改变砂浆孔结构，减少20~100nm的细孔，使10~20nm的小孔增多，因此能够提高混凝土的后期强度和耐
10久性[47]。试验用粉煤灰如图2-2所示，粉煤灰主要物理参数如表2-2所示。图2-2粉煤灰Fig.2-2Flyash表2-2粉煤灰物理参数Tab.2-2Physicalparametersofflyash表观密度(g/cm3)堆积密度(g/cm3)比表面积(cm2/g)1.9~2.90.5311~1.2610800~1950（3）硅灰：为保证混凝土强度[48]，选用硅灰作为第二类外掺料。硅灰中所含有的大量SiO2能够在水泥水化反应放热时发生大量的火山灰效应[49]，且其颗粒细度较大，能够充分填充在水泥颗粒之间，这样不仅能够改善混凝土的强度，也能有效地提高混凝土的耐久性[50]。试验用硅灰如图2-3所示，硅灰主要物理参数如表2-3所示。图2-3硅灰Fig.2-3Silicafume
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑骨料体积含量影响的混凝土准脆性断裂预测模型及应用[J]. 徐平,胡晓智,张敏霞,马金一. 工程力学. 2018(10)
[2]超高性能混凝土国内外研究进展[J]. 孙世国,鲁艳朋. 科学技术与工程. 2018(20)
[3]纤维混凝土力学性能试验研究[J]. 樊广利,张明明,王社良. 混凝土. 2018(05)
[4]含粗骨料超高性能混凝土力学性能研究[J]. 黄政宇,李仕根. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(03)
[5]钢纤维含量对高性能混凝土断裂性能影响的试验研究及评价分析[J]. 丁亚红,马金一,徐平,张长林,薛宝贵. 混凝土与水泥制品. 2018(02)
[6]高性能混凝土研究进展Ⅰ:原材料和配合比设计方法[J]. 董方园,郑山锁,宋明辰,张艺欣,郑捷,秦卿. 材料导报. 2018(01)
[7]考虑骨料尺寸的混凝土岩石边界效应断裂模型[J]. 管俊峰,王强,HU Xiaozhi,白卫峰,姜斌. 工程力学. 2017(12)
[8]超高性能混凝土基体的组成与微结构关系研究[J]. 黄政宇,阳东翱. 硅酸盐通报. 2017(12)
[9]水泥-硅灰体系早期收缩与强度相关性[J]. 邹迪,肖莲珍,李炳昊,任政. 混凝土. 2017(11)
[10]低温环境下复合矿物掺合料火山灰效应试验研究[J]. 王云天,郭玉柱,王起才,谢松林. 硅酸盐通报. 2017(10)
博士论文
[1]轻质高强混凝土脆性机理与改性研究[D]. 姜从盛.武汉理工大学 2010
[2]大跨度桥梁施工期风险分析方法研究[D]. 张杰.同济大学 2007
[3]混凝土尺寸效应理论研究与断裂参数分析[D]. 黄海燕.河海大学 2004
硕士论文
[1]硅灰和聚合物乳液对钢纤维混凝土的耐久性影响[D]. 向超.重庆交通大学 2015
[2]局部断裂能在似水泥材料与钢筋混凝土中的分布规律研究[D]. 冷科治.中国海洋大学 2014
[3]钢纤维对超高性能混凝土性能影响的研究[D]. 高绪明.湖南大学 2013
[4]混凝土强度尺寸效应的实验研究[D]. 周红.大连理工大学 2010
[5]大体积混凝土开裂机理与仿真研究[D]. 李秀才.武汉理工大学 2003
本文编号：3380997
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