混杂纤维活性粉末混凝土钢筋钢丝网加固材料的研究

发布时间：2017-05-05 17:07

  本文关键词：混杂纤维活性粉末混凝土钢筋钢丝网加固材料的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：混杂纤维活性粉末混凝土钢筋钢丝网加固材料是借鉴了活性粉末混凝土的理念,在高性能复合砂浆钢筋钢丝网加固材料的基础上进行研究。通过对加固材料的研究,提供出的方案不仅可以满足实际工程中混凝土构件的强度要求,而且能够满足材料耐久性的要求。试验通过掺入具有火山灰活性的混合材料提高RPC复合砂浆的强度和耐久性,掺入钢纤维和聚丙烯纤维提高抗冲击性、抗劈裂性能等,还掺入了其他材料提高了混凝土的工作性能和施工性能。为满足实际工程,本次试验共预制6根混凝土简支梁进行加固,进行结构计算和测试,并用有限元软件模拟分析,进一步核验计算和测试结果。本文的具体工作内容如下:(1)试验依次掺入不同基材配制基准砂浆,单因素分析材料对基准砂浆强度和耐久性的影响,确定最佳掺量;对外加剂和纤维分别进行多因素分析,研究材料对基准砂浆力学性能和耐久性能的影响,确定各材料的最佳掺量;根据被加固混凝土构件的强度不同,通过正交设计和试验,配制出满足被加固混凝土构件强度要求的RPC复合砂浆,并对复合砂浆进行抗渗性、抗冻性和抗碳化性能等耐久性能的研究。(2)通过SEM、XRD、比表面积及孔径分析仪等试验设备,对机械活化粉煤灰和RPC复合砂浆分别从界面、孔结构、化学成分以及微观结构等方面进行了分析和研究。(3)验算RPC复合砂浆和混凝土梁的弹性模量大小以及应力应变曲线变化趋势,最终确定与混凝土梁相匹配的RPC复合砂浆;分别计算梁在正面破坏和斜截面破坏情况下的最大承载力,确定加载方案和施工工艺。(4)预制6根混凝土梁,3根正面破坏的梁和3根斜截面破坏的梁,分别经过一次加载和二次加载后进行加固试验。经试验分别从混凝土梁的裂缝宽度、挠度大小、应力应变曲线变化等方面进行比对和分析。此外,对RPC复合砂浆和混凝土梁的界面也进行了研究和分析。(5)用ANSYS有限元分析软件建立混凝土梁的力学模型,在五级荷载作用下,比对加固前和加固后梁的竖向位移变化,加固后混凝土梁的最大位移比加固前混凝土梁的最大位移变化量要小,加固后混凝土梁的刚度和抗弯性能增大,与结构计算结果和试验测试结果相一致。
【关键词】：加固材料 活性粉末混凝土 钢筋钢丝网 混杂纤维 加固混凝土梁 结构验算 有限元分析 机理研究
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528.57
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-15
• 第1章 绪论15-26
• 1.1 维修加固的重要性15-16
• 1.2 传统加固方法16
• 1.3 复合砂浆钢筋钢丝网加固方法16-24
• 1.3.1 国内、外研究现状17-23
• 1.3.2 技术优点和不足23-24
• 1.4 本课题研究意义24-26
• 第2章 原材料性能与试验方法26-35
• 2.1 原材料性能26-28
• 2.2 试验方法28-35
• 2.2.1 石英砂的粒径分布28
• 2.2.2 RPC复合砂浆的力学性能测定28-29
• 2.2.3 FA的机械活化试验29
• 2.2.4 FA和SF的细度测定29
• 2.2.5 RPC复合砂浆的抗冲击试验29-30
• 2.2.6 RPC复合砂浆的劈裂抗拉试验30-31
• 2.2.7 RPC复合砂浆的抗渗性能测试31-32
• 2.2.8 RPC复合砂浆的抗冻性试验32
• 2.2.9 RPC复合砂浆的抗碳化试验32
• 2.2.10 比表面积及孔径的测定32-34
• 2.2.11 XRD成分测定34
• 2.2.12 SEM微观结构测定34-35
• 第3章 RPC复合砂浆性能的研究35-77
• 3.1 石英砂的级配试验35-37
• 3.2 胶砂比的试验研究37-38
• 3.3 SF对RPC复合砂浆力学性能的影响38-40
• 3.4 FA对RPC复合砂浆力学性能的影响40-43
• 3.4.1 机械活化FA的试验研究40-41
• 3.4.2 FA对RPC复合砂浆力学性能的影响41-43
• 3.5 SF和FA复掺对RPC复合砂浆力学性能的影响43-44
• 3.6 聚羧酸高效减水剂对RPC复合砂浆力学性能的影响44-46
• 3.7 胶粉对RPC复合砂浆力学性能的影响46-48
• 3.7.1 胶粉对RPC复合砂浆抗压抗折强度的影响46-47
• 3.7.2 胶粉对RPC复合砂浆粘结强度的影响47-48
• 3.8 钢纤维对RPC复合砂浆力学性能的影响48-51
• 3.8.1 钢纤维对RPC复合砂浆抗压抗折强度的影响48-50
• 3.8.2 钢纤维对RPC复合砂浆抗劈拉性能的影响50-51
• 3.9 聚丙烯纤维对RPC复合砂浆力学性能的影响51-54
• 3.9.1 聚丙烯纤维对RPC复合砂浆抗压抗折强度的影响51-53
• 3.9.2 聚丙烯纤维对RPC复合砂浆抗劈拉性能的影响53-54
• 3.10 膨胀剂对RPC复合砂浆力学性能的影响54-56
• 3.11 钢纤维、聚丙烯纤维复掺对RPC复合砂浆力学性能的影响56-59
• 3.11.1 钢纤维、聚丙烯纤维复掺对RPC复合砂浆强度的影响56-58
• 3.11.2 钢纤维、聚丙烯纤维复掺对RPC复合砂浆抗冲击和抗劈拉性能的影响58-59
• 3.12 钢纤维、膨胀剂复掺对RPC复合砂浆力学性能的影响59-61
• 3.13 聚丙烯纤维、膨胀剂复掺对RPC复合砂浆力学性能的影响61-63
• 3.14 RPC复合砂浆不同强度等级的正交设计63-73
• 3.14.1 强度等级为C30的RPC复合砂浆正交设计63-65
• 3.14.2 强度等级为C40的RPC复合砂浆正交设计65-67
• 3.14.3 强度等级为C50的RPC复合砂浆正交设计67-69
• 3.14.4 强度等级为C60的RPC复合砂浆正交设计69-71
• 3.14.5 强度等级为C70的RPC复合砂浆正交设计71-73
• 3.15 SF和FA复掺对RPC复合砂浆抗渗性能的影响73-74
• 3.16 RPC抗冻性能研究74
• 3.17 RPC抗碳化性能研究74-75
• 3.18 小结75-77
• 第4章 RPC复合砂浆的微观分析77-89
• 4.1 FA及RPC复合砂浆的微观分析77-81
• 4.1.1 机械活化后FA的物理性能及电耗分析77-78
• 4.1.2 机械活化后FA的SEM分析78-80
• 4.1.3 RPC复合砂浆的SEM分析80-81
• 4.2 SF和FA复掺的RPC复合砂浆微观分析81-85
• 4.2.1 SF和FA复掺对RPC复合砂浆孔结构的影响81-83
• 4.2.2 SF和FA复掺的RPC复合砂浆界面分析83-84
• 4.2.3 SF和FA复掺的RPC复合砂浆XRD分析84-85
• 4.3 钢纤维和聚丙烯纤维复掺的RPC复合砂浆SEM分析85-87
• 4.4 本章小结87-89
• 第5章 结构加固混凝土梁试验研究与理论分析89-144
• 5.1 试验方案设计89-93
• 5.1.1 混凝土梁的规格及配筋89-90
• 5.1.2 RPC复合砂浆与梁混凝土的弹性模量90
• 5.1.3 RPC复合砂浆与梁中混凝土的应力-应变曲线90-93
• 5.1.4 RPC复合砂浆的综合评价指标93
• 5.2 试验概况93-100
• 5.2.1 正面破坏的梁94-95
• 5.2.2 斜截面破坏的梁95-96
• 5.2.3 加载及测试方法96-97
• 5.2.4 施工工艺97-100
• 5.3 混凝土梁的裂缝分析100-116
• 5.3.1.正面破坏的梁100-108
• 5.3.2 斜截面破坏的梁108-116
• 5.4 混凝土梁的挠度分析116-119
• 5.4.1 正面破坏的梁116-117
• 5.4.2 斜截面破坏的梁117-119
• 5.5 应力应变对比分析119-137
• 5.5.1 正面破坏的梁119-126
• 5.5.2 斜截面破坏的梁126-137
• 5.6 RPC复合砂浆与混凝土梁的界面分析137-142
• 5.6.1 加固后的梁137-139
• 5.6.2 RPC复合砂浆与混凝土梁的界面分析139-142
• 5.7 本章小结142-144
• 第6章 有限元分析144-153
• 6.1 有限元设计方案144-146
• 6.2 混凝土梁的位移分析146-148
• 6.3 混凝土梁的力学模型148-152
• 6.4 本章小结152-153
• 结论153-155
• 参考文献155-160
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文160-161
• 致谢161

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本文编号：346737