废弃陶瓷作为组分的水泥基材料与钢筋粘结性能研究

来源 :石家庄铁道大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:maerkangggq
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当前,固体废弃物排放造成的环境污染日益严重,同时混凝土原料短缺也成为行业热点话题。国内外对废弃陶瓷作为组分的水泥基材料进行了许多研究,但其与钢筋粘结性能的研究十分少见。考虑到粘结性能是两种材料共同作用的前提,故研究废弃陶瓷作为组分的水泥基材料-钢筋之间的粘结性能十分必要。本文采用水胶比为0.27、0.31和0.35,陶瓷粉替代率为0%、5%、10%、15%、20%和25%的净浆试件,测量14 d、21 d、28 d和56 d的交流阻抗谱数据,发现随着陶瓷粉替代率的增加交流阻抗谱中体电阻值呈递减趋势,从龄期角度看,随龄期增长,体电阻增大。抗压试件的胶砂比取为4:1,水胶比和陶瓷粉替代率同净浆一致,通过抗压强度测试发现陶瓷粉替代率增加导致砂浆抗压强度值逐渐减小,随龄期增长、抗压强度增长明显,水胶比减小,抗压强度增加。通过计算强度活性指数,表明了陶瓷粉的火山灰性质。综合运用钢筋压出试验和声发射技术研究了废弃陶瓷作为组分的水泥基材料-钢筋间粘结性能,获得了不同陶瓷粉替代率对两者间粘结性能的影响,结合试验现象和粘结滑移曲线研究试件粘结损伤全过程中声发射累计能量、事件数、频率、幅值、裕度和b值等声发射参数与试件损伤程度之间的表征关系,得到以上参数表示的不同陶瓷粉掺量的水泥基材料-钢筋的粘结损伤发展规律。运用有限元分析对压出试验进行数值建模,其中水泥基材料采用实体单元,钢筋采用桁架单元,考虑两者之间粘结滑移性能,并在钢筋-水泥基材料共节点处通过Python脚本引入弹簧连接器模拟钢筋和水泥基材料间的粘结。压出试验模拟结果显示,钢筋-水泥基材料界面损伤从加载端逐渐发展至自由端,钢筋应力沿钢筋长度不均匀分布,获得了不同配合比、不同龄期的粘结应力分布规律以及粘结滑移曲线。本文综合运用试验和数值模拟,比较全面的分析了废弃陶瓷对水泥基材料力学性能和粘结性能的影响,对进一步研究陶瓷废弃物在水泥基材料中的应用具有一定参考价值。
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