方钢管再生玻璃骨料自密实混凝土短柱受压性能研究

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当前,全球范围内废弃玻璃的排放量十分巨大,如果能够加以利用,和我国可持续发展战略高度贴合。废弃玻璃取代混凝土中的粗细骨料是一种十分可取的手段,能够增强其早期强度,可以增大混凝土的坍落扩展度,提高混凝土工作性能,并为废弃玻璃进行合理有效的回收利用,提供了较好的思路。目前对钢管加入玻璃自密实混凝土,作为短柱混凝土核心区,这类试验研究较少。首先,制作了6根方钢管再生玻璃骨料自密实混凝土短柱,探究其受压时的力学性能。对废玻璃自密实混凝土的工作性能研究试验;测得不同玻璃细骨料取代率混凝土的基本力学参数;以玻璃细骨料取代率、宽厚比两个因素为变量,并记录试验过程,分析了方钢管再生玻璃骨料自密实混凝土短柱受压力学性能。其次,利用非线性有限元软件ABAQUS对方钢管再生玻璃骨料自密实混凝土短柱进行了建模和计算。最后,引入参数,对轴压承载力计算公式进行修正。本文主要结论如下:(1)随着玻璃取代率的增加,表观密度逐渐降低,扩展度损失降低,坍落扩展度变大,流动性提高,表现为:其表观密度从2380 kg/m~3到2350kg/m~3,相对降低了1.26%;1 h扩展度损失从90mm降低到62mm;初凝时间为普通混凝土的1.5倍;坍落扩展度从685mm达到了730mm,增加幅度大约为6.5%;阻塞高差从18降至17。(2)随着玻璃取代率的增加,立方体抗压强度和轴心抗压强度都降低,弹性模量相差不大,具体表现为:其立方体抗压强度分别为40.5MPa、38.2MPa、36.9MPa,强度损失相对应分别为5.9%、10.3%、16.3%;轴心抗压强度分别为30.4 MPa、28.8 MPa、28.3MPa,强度损失相对应分别为7.6%、12.5%、13.1%;其对应的弹性模量分别为32.9GPa、33.1GPa、33.3GPa,损失相对应分别为1.5%、0.9%、0.3%。(3)宽厚比分别为40、30、24时,实测极限荷载分别为951 k N、1077 k N、1144k N,后两个分别提高了13.2%、20.3%。玻璃取代率分别为10%、20%、30%时,实测极限荷载分别为967 k N、981 k N、1011 k N,分别提高了1.7%、3.2%、6.3%。(4)引入关于玻璃取代率的折减系数,提出相应的修正公式,标准差为0.069;引入关于宽厚比的折减系数,提出相应的修正公式,标准差为0.028。
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