持续荷作用下粉煤灰混凝土力学性能发展研究

摘要

实际结构中的混凝土均处于受力状态下，结构受载的龄期不断提前，加载时混凝土强度可能仍未发展成熟，将在荷载下继续发展，同时，荷载下混凝土力学性能发展将与无荷载状态下有所不同。大量试验数据表明，低应力下混凝土力学性能有增强作用，而目前对混凝土力学性能的研究几乎没有考虑荷载对混凝土性能的作用，故需要对荷载下粉煤灰混凝土力学性能进行研究。
　　随着工程技术不断进步，混凝土的配合比也越来越复杂，新的掺合料和添加剂的加入使混凝土性能有很大的变化，例如粉煤灰。粉煤灰的掺入使混凝土内部水化机理发生了变化，也使混凝土后期力学性能与普通混凝土有很大区别，在荷载作用下这一问题变得更加复杂。
　　本文研究了荷载作用下粉煤灰混凝土力学性能发展，主要工作如下:
　　1.对粉煤灰混凝土荷载作用下的抗压强度、弹性模量随龄期的发展进行了试验研究，试验设计了40％、60％两种中高掺量的粉煤灰混凝土，自制了三角形试验加载设备，对加载试件在第28天施加，荷载等级为未加载试件28天棱柱体抗压强度的20％，在指定龄期测试加载与非加载试件抗压强度与弹性模量;
　　2.分析了应力下粉煤灰混凝土力学性能增强的机理，考虑应力下额外的水泥水化、火山灰反应以及额外反应下骨料密度的改变，在浆体、浆体-骨料两个尺度上建立适用粉煤灰混凝土的代表体积单元(REV)，通过缩核水化模型得到水化及粉煤灰反应程度发展情况，得出RVE内各相材料体积分数;
　　3.考虑骨料体积分数及类型，建立了荷载作用下粉煤灰混凝土抗压强度发展模型，分析加载时间和荷载等级对荷载下粉煤灰混凝土抗压强度发展的影响;
　　4.在细观力学框架下，依次计算两代表体积单元有效刚度，建立了荷载作用下粉煤灰混凝土弹性模量发展模型，分析加载时间和荷载等级对荷载下粉煤灰混凝土弹性模量发展的影响。

目录

声明

致谢

摘要

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 研究现状

1．2．1 混凝土力学性能发展理论研究

1．2．2 粉煤灰混凝土力学性能发展

1．2．3 荷载作用下混凝土力学性能研究

1．3 存在的问题

1．4 本文研究内容、创新点、技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 创新点

1．4．3 技术路线

2．持续荷载下粉煤灰混凝土力学性能发展试验

2．1 试验准备

2．1．1 试验材料

2．1．2 试验设备

2．2 试验方案

2．2．1 试件及配合比设计

2．2．2 试验过程

2．3 试验结果及讨论

2．4 本章小结

3．持续荷载下粉煤灰混凝土微观结构特性

3．1 应力作用机理研究

3．1．1 额外水化

3．1．2 体积变化

3．2 粉煤灰混凝土微观结构

3．2．1 典型体积单元

3．2．2 缩核水化模型

3．2．3 计算结果

3．3 本章小结

4 持续荷载下粉煤灰混凝土抗压强度发展模型

4．1 考虑骨料特性的粉煤灰混凝土强度发展模型

4．2 模型验证

4．3 参数分析

4．3．1 加载时间

4．4．2 加载等级

4．5 本章小结

5．持续荷载下粉煤灰混凝土弹性模量发展模型

5．1 浆体RVE统一刚度

5．2 浆体-骨料RVE统一刚度

5．3 模型验证

5．4 参数分析

5．4．1 加载时间

5．4．2 加载等级

5．5 本章小结

6．结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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