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随着海岛开发的加速进行,海岛工程建设也越来越多。由于海岛缺少配制混凝土所需的普通碎石和拌养淡水,珊瑚碎屑和海水则成为我国海岛这个特殊环境下混凝土配合料的重要来源。本文利用珊瑚碎屑和海水代替碎石与淡水,配制结构珊瑚混凝土,并对其基本力学性能进行试验研究,为珊瑚混凝土应用于海岛混凝土工程提供参考依据。
本文首先对珊瑚的物理性能进行试验与研究,利用正交试验设计基准配合比,试验表明:利用基准配合比配制的珊瑚混凝土强度和施工性能均较优。
其次对立方体抗压强度进行统计分析,结果表明:珊瑚混凝土抗压强度概率分布特征既满足正态分布又满足对数正态分布,而且利用两种分布统计出的抗压强度标准值均满足结构珊瑚混凝土要求。通过对珊瑚混凝土不同龄期(3d、7d、14d、21d、28d)抗压强度进行研究,研究珊瑚混凝土抗压强度随龄期的发展规律,并依据其规律找出相对抗压强度与龄期的关系,然后利用早龄期强度预测珊瑚混凝土后期强度并给出经验公式,预测精度较高。
测定珊瑚混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度,并研究它们之间的关系。结果表明:立方体抗压强度与轴心抗压强度之间的关系与轻骨料混凝土规范接近,而立方体抗压强度与劈裂抗拉强度之间的关系与普通混凝土以及轻骨料混凝土推荐公式有所差异,即相同立方体抗压强度条件下,珊瑚混凝土劈裂抗拉强度高于普通混凝土和轻骨料混凝土。
最后,对混凝土常见本构模型进行综合分析,研究得出欧洲-国际混凝土委员会(CEB/FIP)给出的混凝土本构方程模型较适合珊瑚混凝土。然后以本文试验所得数据为基础拟合出珊瑚混凝土本构方程,并对其弹性模量进行试验研究。研究发现珊瑚混凝土与轻骨料混凝土变形曲线相近,其上升段也更接近直线,而弹性模量则介于相同立方体抗压强度条件下的普通混凝土与轻骨料混凝土之间。