陶粒聚合物混凝土的力学特性与应用研究

发布时间：2020-08-17 07:37

【摘要】：我国在役桥梁数量巨大,其中绝大部分为中小桥梁,巨大的数量使得中小桥梁的养护成为困难。随着服役年限的增加,我国的许多中小桥梁出现各种各样的病害,这些病害极大地降低了桥梁的承载能力,影响正常交通。中小桥梁的加固成为了一个重要的问题。MPC聚合物材料作为一种高性能复合材料,其轻质、高强、抗裂、抗震性能好等特点令其在桥梁加固工程中有着广泛的应用。经过多年的研究,MPC聚合物材料已经得到了充分地实践与证明。然而,MPC聚合物材料的造价却是制约其进一步推广的一个重要因素。为了降低MPC聚合物材料的造价,方便推广,本文研究在MPC聚合物材料中加入人造轻骨料陶粒来解决这一问题。本文首先选择陶粒的种类,确定陶粒聚合物混凝土的配合比。测量陶粒聚合物混凝土的流动性、温度等特性。进行力学实验测量陶粒聚合物混凝土的抗拉强度、抗压强度及抗弯拉弹性模量等力学性能,为陶粒聚合物混凝土在工程中的应用提供必要参数。其次,本文研究了陶粒聚合物混凝土在空心板梁单梁加固中的应用。先推导陶粒聚合物混凝土加固空心板梁的各种情况下的正截面承载能力计算公式。然后利用有限元软件建立陶粒聚合物混凝土加固空心板梁的有限元模型。分析影响陶粒聚合物混凝土加固空心板梁的因素,并对比陶粒聚合物混凝土材料和MPC聚合物材料的加固效果,验证陶粒聚合物混凝土材料在空心板梁单梁加固中的可行性。最后,本文研究了陶粒聚合物混凝土在空心板梁整体性加固中的应用。先研究了不同厚度陶粒聚合物混凝土加固空心板梁的加固效果。然后对比陶粒聚合物混凝土和MPC聚合物材料的加固效果并研究了桥面铺装层对陶粒聚合物混凝土加固空心板梁整体性的影响。此外,本文介绍了不同方式加固后空心板梁桥荷载横向分布系数理论计算公式。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U444
【图文】：

陶粒,粒径,液体原料

a）陶粒（ 3mm） b）陶粒废料图 2-1 不同粒径的陶粒图2.2 配合比设计本次实验中首先测定两种不同规格的陶粒的堆积密度，然后根据堆积密度加入对应体积的 MPC 复合材料配置成为陶粒聚合物混凝土。本试验中 MPC 的各原料按质量的配置比例（液体原料 A：液体原料 B：特制水泥）为 1:1:2。两组不同骨料的陶粒聚合物混凝土的配合比如表 2-4 和表 2-5 所示。表 2-4 CASE-1 配合比组成成分成分比例（%）陶粒（ 3mm） 53.83液体原料 A 11.54液体原料 B 11.54特制水泥 23.08表 2-5 CASE-2 配合比组成成分成分比例（%）

聚合物混凝土,陶粒,弯拉强度,抗折强度

图 2-2 陶粒聚合物混凝土弯拉强度试验图 2-3 陶粒聚合物混凝土抗压强度试验通过数理统计分析得到两组陶粒聚合物混凝土材料的抗折强度分别如表表 2-10 所示。表 2-9 CASE-1 抗弯拉强度实验结果编号 b（mm） L（mm）F（kN）抗折强度（MPa）A－01 40 100 10.56 24.75A－02 40 100 9.83 23.04A－03 40 100 10.08 23.63平均值 23.81表 2-10 CASE-2 抗弯拉强度实验结果编号 b（mm） L（mm）F（kN）抗折强度（MPa）B－01 40 100 11.46 26.86B－02 40 100 11.01 25.80B－03 40 100 12.09 28.33平均值 26.99

聚合物混凝土,陶粒,抗压强度试验,抗折强度

【参考文献】