【摘 要】
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火山渣混凝土作为一种新型绿色材料,因其轻质,高强度,耐高温性能好,能降低建筑材料对环境的影响,已逐渐在一些建筑工程中得到应用。因此本文基于轻骨料混凝土的研究成果,考虑温度、火山渣替代率以及钢纤维掺量对钢纤维火山渣混凝土高温后的力学性能以及本构关系进行试验研究。通过对试验结果的回归分析,建立了高温后钢纤维火山渣混凝土的本构关系方程,为钢纤维火山渣混凝土结构的防火设计和火灾后的评估与修复提供了参考,具
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火山渣混凝土作为一种新型绿色材料,因其轻质,高强度,耐高温性能好,能降低建筑材料对环境的影响,已逐渐在一些建筑工程中得到应用。因此本文基于轻骨料混凝土的研究成果,考虑温度、火山渣替代率以及钢纤维掺量对钢纤维火山渣混凝土高温后的力学性能以及本构关系进行试验研究。通过对试验结果的回归分析,建立了高温后钢纤维火山渣混凝土的本构关系方程,为钢纤维火山渣混凝土结构的防火设计和火灾后的评估与修复提供了参考,具体工作如下:1、对火山渣骨料进行物理特性试验以及化学特性试验,得到火山渣骨料的材料性能。对混凝土试块进行高温试验,得到掺入钢纤维的火山渣混凝土受不同高温后的裂缝开展情况。得到经历高温后钢纤维火山渣混凝土试块表面的颜色变化以及钢纤维替代率和火山渣替代率对混凝土试块裂缝开展的影响。2、对高温后钢纤维火山渣混凝土试块进行立方体抗压试验和劈裂抗拉试验,得到不同温度作用下12种不同配合比的钢纤维火山渣混凝土试块力学性能的变化规律,对试验结果进行分析拟合得到钢纤维火山渣混凝土残余力学性能。研究结果表明:随着受火温度的升高,钢纤维火山渣混凝土试块的力学性能开始大幅下降;提高混凝土中的火山渣替代率可以减小混凝土试块因受到高温而造成的力学性能损失,但火山渣替代率的提高也会略微降低不受火时混凝土试块的力学性能;在火山渣混凝土试块中掺入适量钢纤维可以提高混凝土试块的力学性能,但钢纤维掺量大于1%后,混凝土试块力学性能提升幅度会减少。3、对钢纤维火山渣混凝土试块进行棱柱体轴心抗压试验,通过DIC得到不同温度作用下12种不同配合比的混凝土应力-应变曲线的变化规律,对试验结果进行分析得到残余峰值应变,残余弹性模量以及残余极限应变的拟合方程。研究结果表明:随着温度的升高,钢纤维火山渣混凝土峰值应变增加,弹性模量大幅减小,极限应变增大:随着火山渣替代率的增加,钢纤维火山渣混凝土高温后峰值应变的增大幅度减小,弹性模量折减系数增大,极限应变折减系数减小;随着钢纤维掺量的增加,钢纤维火山渣混凝土的峰值应变增大。4、整理分析试验数据,得到高温后钢纤维火山渣混凝土应力-应变曲线,通过曲线拟合得到高温后钢纤维火山渣混凝土的本构关系方程。将本构关系方程模拟值与试验值比对后发现吻合良好,能够较好的预测试验得出的应力-应变全曲线。
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