动载作用下赤泥混凝土单轴抗压性能及尺寸效应研究

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赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的红褐色粉泥状工业固体废弃物,赤泥混凝土是将赤泥经过预处理后,把赤泥当作胶凝材料以一定比例代替混凝土中的水泥,实现赤泥资源化回收利用的同时也能节省水泥成本。目前国内外对赤泥混凝土的研究主要集中在其物理性能和静态荷载作用下的力学性能,对赤泥混凝土动态荷载作用下的力学性能和尺寸效应研究较少。为了达到赤泥混凝土最终推广应用的目的,对其在动态荷载作用下的力学性能及尺寸效应进行研究探讨是不可或缺的。本论文将通过制备四种不同赤泥掺量,三种不同试件尺寸的赤泥混凝土试件,在四种不同应变速率条件下进行相关试验研究,并对试验所得数据进行对比分析,其主要工作和研究内容如下:(1)因各地区赤泥基本性质存在一定的差异性,故对贵州地区赤泥进行一系列的相关室内试验和电镜扫描试验,得出赤泥的基本性质、微观形貌及内部结构,从而对贵州地区赤泥有一个较为基本的认识,从而更好地为接下来的试验打好基础。(2)通过正交试验法找出了适用于赤泥混凝土的较优配合比,通过试验得到不同赤泥掺量条件下,赤泥混凝土立方体抗压强度试验值,并对试验结果进行分析研究,通过电镜扫描试验从微观结构角度分析混凝土抗压强度随赤泥掺量增加而逐渐降低的内部结构原因。(3)对不同赤泥掺量的赤泥混凝土在不同应变速率条件下进行单轴抗压试验,并对比分析试件破坏形态。通过相关试验数据,分别对不同赤泥掺量,不同应变速率条件下的单轴抗压强度、峰值应变、弹性模量、应力-应变曲线等指标进行分析研究;在典型混凝土本构模型的基础上,考虑应变速率影响因子和损伤变量后进行调整修正,建立适用于赤泥混凝土动态抗压本构方程。(4)对不同尺寸的赤泥混凝土在不同应变速率下进行立方体抗压试验,并对它们的破坏形态进行探讨分析。通过Bazant混凝土尺寸效应公式,普通混凝土尺寸效应率经验公式、尺寸效应度对赤泥混凝土尺寸效应试验得到的抗压强度、峰值应变、弹性模量等指标的尺寸效应进行研究分析,从而得出各指标受尺寸影响的变化规律。
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