检索结果-南通市图书馆

作者：王晨中国矿业大学

学位级别：硕士

随着城市建设的发展,建筑垃圾数量迅速增加,为提高建筑产业的资源利用率以及缓解建筑垃圾对于环境的压力,本文参照我国针对于建筑垃圾的处理方法,把建筑垃圾处理后制备成再生粗骨料并加入混凝土,并合理设计再生混凝土配合比。考虑到酸... 详细信息

随着城市建设的发展,建筑垃圾数量迅速增加,为提高建筑产业的资源利用率以及缓解建筑垃圾对于环境的压力,本文参照我国针对于建筑垃圾的处理方法,把建筑垃圾处理后制备成再生粗骨料并加入混凝土,并合理设计再生混凝土配合比。考虑到酸雨问题和冻融影响,本文以试验研究为基础,分析再生混凝土受酸雨侵蚀后的基本力学性能以及其抗冻性能,并利用微观电镜扫描、能谱分析试验进行机理分析。另外,本文利用最小二乘法中参数识别方法进行数据的再处理,得到较为合理的参数值,以下为全文主要研究内容:(1)通过分析研究现有的建筑垃圾标准规范,采用适宜本地区的再生粗骨料生产工艺和分级标准:通过相应工艺制备再生粗骨料,测定其吸水率、压碎指标等,并进行相关的混凝土试配,研究发现“有效水灰比”可以大幅提升再生混凝土的力学性能。(2)分析考虑中国酸雨发展趋势以及模拟酸雨侵蚀的试验方法,确定硫酸根离子和硝酸根离子的浓度比6:1,并利用硝酸和硫酸铵制备成酸雨溶液(pH值为2.5和3.5),然后设计喷洒的方案以及安装酸雨喷淋设备进行酸雨侵蚀的模拟。(3)试验中选取再生粗骨料掺量、酸雨pH值、侵蚀天数作为主要试验因素,掺合料掺量作为次要试验因素,通过以上因素进行表观状态、中性化深度、抗压强度、轴压强度、弹性模量以及抗冻性等试验:针对抗压强度分析发现再生粗骨料取代率为35%时更适用于抵抗较低pH值(2.5)酸雨侵蚀,再生粗骨料取代率50%更加适用较高pH值(3.5)时的酸雨侵蚀;针对掺合料对于再生混凝土抗压强度的影响,单掺时,10%硅灰较好,而且掺合料越多其抗压强度越小。(4)本文对受酸雨侵蚀后的再生混凝土抗冻性能进行相关的研究分析,研究发现:冻融循环后的各组混凝土均是相对动弹性模量首先达到破坏标准值,而质量损失率一直低于5%;在不同pH酸雨侵蚀情况下,与再生混凝土相比,天然混凝土抗冻性最好。(5)通过微观电镜扫描以及能谱分析进行部分混凝土的界面区分析,并通过该试验中进行再生混凝土受侵蚀后表观、力学以及抗冻性能分析。本文还参考已有的再生混凝土及其受酸雨侵蚀后的侵蚀系数模型,进行相应的模型参数识别,得到合适的参数值。

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氯盐侵蚀环境中螺栓球节点的腐蚀性能研究

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作者：陈冲中国矿业大学

学位级别：硕士

螺栓球节点因施工简易、快捷,可以缩短工期的特性,在网格结构体系中发挥的作用越来越重要。然而,螺栓球节点并不耐腐蚀,服役于海洋大气环境中的螺栓球节点网架易受到氯离子的侵蚀,这会严重降低螺栓球节点的承载能力;此外,现场施工时螺... 详细信息

螺栓球节点因施工简易、快捷,可以缩短工期的特性,在网格结构体系中发挥的作用越来越重要。然而,螺栓球节点并不耐腐蚀,服役于海洋大气环境中的螺栓球节点网架易受到氯离子的侵蚀,这会严重降低螺栓球节点的承载能力;此外,现场施工时螺栓假拧情况时有发生,这也会降低节点的承载能力。节点承载力的降低很可能导致整个网架结构的倒塌,极大的威胁了建筑服务人群的生命与财产安全。因此,本文采用当量折算、试验研究以及数值模拟分析相结合的方法,对氯盐侵蚀环境中螺栓球节点的腐蚀性能进行了系统性研究,主要研究结论如下:利用当量折算原理编制出了海洋大气环境下螺栓球节点当量加速试验环境谱,通过该加速试验侵蚀螺栓球节点387.2h大约相当于在海洋大气环境中暴露1年(1a)。利用当量加速环境谱对螺栓球节点施加侵蚀作用,主要考虑了腐蚀周期对节点腐蚀性能的影响。试验结果表明:(1)螺栓球节点表面的腐蚀程度随着腐蚀周期的增加而逐渐变大;节点的锈蚀质量损失率随着腐蚀周期的增加而逐渐增大但并非呈线性关系。(2)螺栓球节点的荷载—位移曲线较为平滑,在超过极限承载力峰值点之后逐渐下降;节点的破坏形式均为螺栓断裂破坏,且节点的极限抗拉承载力随着腐蚀周期的增加而逐渐降低。利用深度系数λ来表征螺栓球节点存在拧入缺陷,主要考虑了拧入缺陷对螺栓球节点的腐蚀性能的影响。试验结果表明:(1)螺栓球节点的λ不同,其锈蚀质量损失率基本相同;断裂螺栓切片的微观腐蚀形貌主要有四类,四类形貌所含主要元素种类相同但各元素的相对含量不同。(2)当λ<1.0时,未腐蚀螺栓球节点的荷载—位移曲线在超过峰值点之后几乎垂直下降,对应螺栓脱出破坏,而腐蚀节点的曲线在峰值点之后逐渐下降对应螺栓断裂破坏。(3)当λ<1.0时,螺栓球节点的计算刚度均有所降低;当1.0≤λ≤1.2时,腐蚀节点的计算刚度有所降低而未腐蚀节点的计算刚度变化不大。(4)螺栓球节点的极限抗拉承载力随着深度系数λ的减小而逐渐降低。利用ABAQUS有限元软件对螺栓球节点的抗拉性能进行了模拟分析,主要结论如下:(1)模拟分析所得螺栓球节点的破坏方式与试验研究所得基本相同,一种为螺栓脱出破坏,另一种为螺栓断裂破坏;螺栓球节点的模拟承载力与试验实测承载力之间误差较小,所创建的节点模型具有一定可靠性。(2)提出了螺栓球节点抗拉承载力的理论计算公式,理论计算承载力与试验实测及模拟承载力之间的误差较小,所提出的理论计算公式具有一定可靠性。该论文有图69幅,表18个,参考文献132篇。

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装配整体式RC框架结构接缝处的氯离子传输规律研究

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作者：周青松中国矿业大学

学位级别：硕士

装配整体式钢筋混凝土（RC）结构由于其施工简单,建造周期较短且对环境危害较小等优点,被越来越多的新建建筑物所采用;但是其内部存在天然的不连续的连接面,即预制与现浇混凝土连接处的接缝,对于沿海环境下的装配整体式RC框架结构,这就... 详细信息

装配整体式钢筋混凝土（RC）结构由于其施工简单,建造周期较短且对环境危害较小等优点,被越来越多的新建建筑物所采用;但是其内部存在天然的不连续的连接面,即预制与现浇混凝土连接处的接缝,对于沿海环境下的装配整体式RC框架结构,这就为氯离子到达其内部的钢筋表面提供了便捷的通道,而氯盐侵蚀引起的钢筋锈蚀在严重情况下会显著降低混凝土结构的使用性能,进而导致结构物的倒塌,对人们的生命与财产安全造成严重威胁。本文设计了24组叠合梁端接缝试件,6组预制柱底接缝试件,分别研究了水灰比、应变、裂缝宽度和侵蚀时间对接缝处的氯离子传输的影响,提出了适用于描述装配整体式RC框架构件尺度上的氯离子传输理论模型,并结合Matlab与COMSOL Multiphysics对氯离子在接缝处的传输规律进行了模拟分析。采用盐溶液浸泡法研究了叠合梁端接缝处的氯离子传输规律,考虑了水灰比、裂缝宽度、应变和侵蚀时间对叠合梁端接缝处的氯离子传输的影响。结果表明:（1）水灰比较大时,接缝处的氯离子浓度明显比预制、现浇部分高,且此时接缝左右两侧各10mm范围内的氯离子浓度分布呈现出非对称的倒“V”字形分布模态;但随着水灰比的降低,接缝处的氯离子浓度与现浇、预制部分的差异在显著减小。（2）越靠近试件表面,应变对叠合梁端接缝处的氯离子传输的影响越大,氯离子浓度随应变的变化呈现出线性关系。（3）接缝处受拉一侧上表面的裂缝宽度为0-0.13mm时,对沿接缝深度方向上的氯离子传输几乎未产生影响,而当裂缝宽度超过0.13mm时,随着裂缝宽度的增加,同一侵蚀深度方向上的氯离子浓度增长速率较为明显,且接缝对氯离子传输的影响范围也在显著增加。（4）随着侵蚀时间的增长,接缝处的氯离子浓度呈现逐渐增加的趋势,且侵蚀时间在60-90d范围内的增长速率比侵蚀时间为30-60d的增长速率高。对预制柱底接缝处的氯离子传输进行了试验研究,主要考虑了灌浆料和接缝处上表面的裂缝宽度对氯离子传输的影响,试验研究表明:（1）灌浆料的存在使氯离子沿预制柱底接缝的传输速率要明显大于普通混凝土部分,在侵蚀深度15mm以内,接缝处两侧各10mm范围内的氯离子浓度分布呈现非对称的倒“V”字形分布,而当侵蚀深度大于15mm时,预制柱底接缝试件同一侵蚀深度处的氯离子浓度并没有表现出显著差异。（2）预制柱底接缝处的裂缝宽度在0.08-0.11mm之间时,其内部的氯离子浓度分布在0-1%之间,且随着裂缝宽度的增加,浓度值并未发生显著的变化。在综合分析现有氯离子扩散系数的理论模型之上,首先基于Python提出了氯离子扩散系数的数值解法,而后提出了适用于多因素影响下装配整体式RC框架结构内的氯离子传输影响区模型,基于复合材料基本理论推导了接缝处的氯离子扩散系数的理论计算方法,基于应变损伤理论推导了荷载作用对接缝处的氯离子传输的影响理论公式,且对理论结果的分析表明:理论水灰比为0.20时,接缝的存在对氯离子传输未产生影响,本文建议的装配整体式RC框架结构采用的工程水灰比宜在0.4以下。提出的影响区模型理论计算结果与试验结果吻合较好,能够有效的用来描述多因素作用下装配整体式RC框架结构接缝处的氯离子传输规律。基于Matlab编程语言对COMSOL进行了二次开发,提出了适用于装配整体式RC框架结构细微观层面的随机骨料投放算法,并对接缝处的氯离子传输进行了COMSOL数值分析,模拟结果表明:（1）侵蚀时间会显著增加氯离子受到接缝影响的广度和深度;在细微观尺度上,骨料与水泥砂浆界面区的浓度明显要高于同一侵蚀深度上的水泥砂浆部分,且接缝处靠近侵蚀表面的浓度出现了局部积聚现象。对预制柱底接缝试件的模拟结果显示,接缝对沿试件纵向,灌浆料一侧的氯离子浓度分布未超过10mm。（2）考虑了损伤区和等效矩形裂缝的试件几何模型能够很好的模拟实际开裂状态下接缝处的氯离子传输规律,数值模拟结果表明,随着侵蚀时间和裂缝宽度的增加,氯离子侵蚀深度和沿试件纵向裂缝影响到的范围也在显著增加,开裂接缝处的氯离子浓度积聚现象比未开裂部位明显。数值模拟结果与试验结果吻合较好,模型可靠度较高。该论文有图109幅,表12个,参考文献117篇。

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锈蚀钢筋与粉煤灰混凝土粘结性能的研究

引用

作者：奚邦发中国矿业大学

学位级别：硕士

钢筋与混凝土之间的粘结性能是保证钢筋与混凝土协同工作的重要前提,同时也是混凝土基本理论体系的一个重要问题。本文针对这一问题在锈蚀钢筋与粉煤灰混凝土之间的粘结性能试验及有限元分析做了部分研究工作,主要研究内容包括:(1)为得... 详细信息

钢筋与混凝土之间的粘结性能是保证钢筋与混凝土协同工作的重要前提,同时也是混凝土基本理论体系的一个重要问题。本文针对这一问题在锈蚀钢筋与粉煤灰混凝土之间的粘结性能试验及有限元分析做了部分研究工作,主要研究内容包括:(1)为得到稳定的粉煤灰混凝土抗压强度值,针对不同龄期的粉煤灰混凝土进行强度试验,发现粉煤灰的龄期较长,随着养护周期变长,粉煤灰的抗压强度逐渐增强,同时,当采用超量取代法在混凝土中掺入粉煤灰时,一定量的掺量粉煤灰混凝土抗压强度比普通混凝土要略大。(2)通过对混凝土试块中钢筋进行中心拉拔试验,研究了不同钢筋锈蚀率对钢筋与混凝土间的粘结性能的影响,发现随着钢筋发生锈蚀,钢筋与混凝土之间的极限粘结强度、自由端初始滑移对应的粘结应力以及极限荷载对应下的平均滑移量在初始时均有一定程度增大,随着钢筋锈蚀率增大而逐渐减小,且随着混凝土试件的破坏,钢筋与混凝土间存在残余应力。同时,根据试验结果建立极限粘结强度、平均滑移值、与锈蚀率的关系模型。(3)同样,通过拉拔试验分别考虑了粉煤灰掺量、混凝土强度、箍筋作用对钢筋与混凝土之间粘结性能的影响,研究表明:在其它条件相同的情况下,一定粉煤灰掺量的拉拔试件自由端开始滑移时对应的粘结力相对较大,在相同的粘结应力时自由端滑移较小,且破坏时相对的粘结力大,这说明一定粉煤灰掺量使得钢筋与混凝土之间的极限粘结强度变大,同时塑性变好,但随着粉煤灰掺量增加,对应的极限粘结强度逐渐减小;混凝土强度高的对应的钢筋与混凝土之间的极限粘结强度大,对应的自由端的滑移量小;配置箍筋作用的试件,钢筋与混凝土之间的极限粘结应力大,滑移量小,说明有箍筋作用的试件延性较好。(4)通过结合试验研究与理论分析,基于典型粘结滑移本构关系曲线,将粘结滑移曲线分为初始滑移段、劈裂段、陡降段、破坏段和残余段,以及相应阶段对应的特征值。由此建立了相应的特征值试验模型,以推导出锈蚀钢筋与混凝土粘结滑移本构关系模型。(5)通过ABAQUS模拟三种不同钢筋锈蚀程度下的试件在各级荷载拉拔下的钢筋和混凝土的应力、应变,发现钢筋与混凝土的受力和变形情况与实际相符;同时引用非线性弹簧单元模拟锈蚀钢筋与混凝土的粘结滑移关系,将试验结果与所得到的有限元计算结果进行了比较,二者的结果相近,说明了试验结果较为准确。(6)以试验为基础,建立锈蚀钢筋极限粘结应力退化与锈蚀率的关系模型,以钢筋混凝土梁正截面承载能力计算模型为前提,基于混凝土梁截面应力应变基本假定,推导出锈蚀钢筋混凝土梁正截面承载力的计算式,通过与已有的试验结果比较,验证了本文中锈蚀钢筋混凝土梁正截面承载力表达式具有较高的准确性。

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常温下及高温后RC深受弯构件的抗剪性能研究

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作者：王伟中国矿业大学

学位级别：硕士

近年来,建筑火灾的频发,不但危害了人类的生命财产安全,同时还对建筑结构本身产生了不利的影响。而在高层建筑和桥梁等工程结构中广泛使用的深受弯构件,其受力性能对整个结构具有较大的影响。因此,本文共设计并制作了17根深受弯梁,其中... 详细信息

近年来,建筑火灾的频发,不但危害了人类的生命财产安全,同时还对建筑结构本身产生了不利的影响。而在高层建筑和桥梁等工程结构中广泛使用的深受弯构件,其受力性能对整个结构具有较大的影响。因此,本文共设计并制作了17根深受弯梁,其中8根用于常温下的抗剪试验,9根用于火灾后的抗剪试验。分别研究了火灾高温、剪跨比和跨高比对深受弯构件受剪承载力、挠度、钢筋应变、最大裂缝宽度和破坏形态的影响;并结合ABAQUS有限元分析结果和粒子群神经网络算法分别建立了常温下及高温后深受弯构件的抗剪承载力预测模型。对常温下的深受弯构件进行了试验研究和ABAQUS有限元模拟,讨论和分析了跨高比和剪跨比对深受弯试件抗剪性能的影响。结果表明:(1)其他条件相同时,随着剪跨比的增大,深受弯试件的初裂剪力和极限剪力均是减小的;(2)当试件的跨高比相同时,在同一荷载作用下,试件的跨中挠度随着剪跨比的增大而逐渐增大;(3)对于深受弯试件的抗剪承载力,水平腹筋的作用大于竖向箍筋的作用;(4)对于跨高比不同的试件,剪跨比对试件裂缝宽度的影响是一致的,即在同一荷载作用下,试件的裂缝宽度随着剪跨比的增大而增大;(5)ABAQUS能较好的模拟出深受弯构件的受力情况,且模拟结果较好,与试验值和拉-压杆理论模型均吻合的较好。对火灾高温后的深受弯构件进行了试验研究,讨论和分析了火灾高温温度、跨高比和剪跨比对深受弯试件抗剪性能的影响。结果表明:(1)其他条件相同时,随着火灾高温的升高,深受弯试件的受剪承载力先增加后减小;且随着试件剪跨比和跨高比的增大,高温对试件受剪承载力的影响逐渐减弱;(2)在同一荷载作用下,随着受火温度的升高,试件的挠度总体上是逐渐增大的;在同一高温煅烧后,试件的挠度随着剪跨比和跨高的增大而逐渐增大。基于传热学理论及深受弯构件的抗剪理论,分别采用拉-压杆模型及我国混凝土结构设计规范中深受弯构件的抗剪规定对本文中火灾后深受弯构件的受剪承载力进行了计算,并与试验结果进行对比;结果表明:基于分层法的拉-压杆模型能够较好的预测火灾后深受弯构件的剩余受剪承载力,具有一定的适用性。针对BP神经网络易陷入局部最优、网络的鲁棒性和泛化能力较差等缺点,本文运用粒子群算法对BP神经网络的权值和阈值进行了优化。通过对大量试验结果数据的学习和训练,分别建立了深受弯构件抗剪承载力的BP神经网络预测模型和PSO-BP神经网络预测模型,并对两者的预测效果进行了比较。结果表明:与BP神经网络预测模型相比,PSOBP神经网络预测模型的预测精度较高,稳定性好,收敛速度快,在测试过程中其绝对误差率一直小于15%。

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基体砼及矿物掺合料对再生透水砼性能影响的研究

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作者：鲁春浩中国矿业大学

学位级别：硕士

透水混凝土由于其具有出色的透水效果,以及防滑降噪的现实功效,是建设海绵城市的重要工具之一,目前在工程领域运用广泛。本文在对骨料的材料性质进行测定分析后,分别研究了再生骨料和成型方式对透水混凝土抗压强度及透水系数的影响,找... 详细信息

透水混凝土由于其具有出色的透水效果,以及防滑降噪的现实功效,是建设海绵城市的重要工具之一,目前在工程领域运用广泛。本文在对骨料的材料性质进行测定分析后,分别研究了再生骨料和成型方式对透水混凝土抗压强度及透水系数的影响,找到最优配合比进行后续试验。开展了基体混凝土强度及矿物掺合料对再生透水混凝土性能影响的研究。对试验数据进行了正态统计分析,并对抗压强度、透水系数、孔隙率的计算值进行曲线拟合,提出函数拟合模型。分别测定了天然粗骨料与再生粗骨料的表观密度、压碎指标、堆积密度和吸水率,研究发现天然粗骨料的表观密度和堆积密度高于再生粗骨料,压碎指标和吸水率低于再生粗骨料,经过筛分后,将其用于再生透水混凝土试验的全过程。采用普通混凝土的抗压强度测定法和达西定律定水头法自制透水系数测定装置测定透水系数,结果表明:（1）再生骨料取代率和粗骨料粒径的增加会使透水混凝土的抗压强度先增加后降低;振动时间的延长能增加透水混凝土的抗压强度,分层插捣法成型的透水混凝土的抗压强度最高。（2）再生骨料取代率、粗骨料粒径的增加会使透水系数先减小后增大;振动成型的透水混凝土随着振动时间的增加透水性能变差。（3）择优选取最优组作为后续试验配合比及成型方式。进行了矿物掺合料对再生透水混凝土抗压强度、透水系数和抗冻性能的影响研究,结果表明:（1）再生透水混凝土的抗压强度会随着粉煤灰掺量的增加而增加,硅灰较小掺量时抗压强度会小幅度上升,较大硅灰掺量时抗压强度会下降。（2）透水系数会随着粉煤灰掺量的增加而降低;随着硅灰掺量的增加,透水系数会随之增加。（3）较小掺量的粉煤灰与硅灰会增加再生透水混凝土的抗冻性能,随着粉煤灰与硅灰掺量的增加,混凝土的抗冻性能会变差。研究了不同强度基体混凝土对再生透水混凝土性能的影响,结果表明:（1）再生透水混凝土的抗压强度会随着基体混凝土强度的增加而增加。（2）透水系数会随着基体混凝土强度的增加而减小。（3）再生透水混凝土的抗冻性能会随着基体混凝土强度的增加而变好。将再生透水混凝土试验数据进行了正态分布统计并对再生透水混凝土各性能的试验数据和计算孔隙率进行曲线拟合,提出拟合函数模型,结果表明:（1）再生透水混凝土的抗压强度与透水系数均满足正态分布。（2）根据拟合曲线提出了非线性乘幂函数,得出再生透水混凝土的抗压强度值与透水系数值呈反比。（3）对再生透水混凝土的横截面图像经过二值化处理并计算孔隙率。该论文有图52幅,表42个,参考文献114篇。

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孔隙水饱和度对粉煤灰混凝土力学性能影响的研究

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作者：张艳龙中国矿业大学

学位级别：硕士

本文进行了孔隙水饱和度对粉煤灰混凝土力学性能影响规律的试验研究，得出了微环境相对湿度、温度、粉煤灰掺量和水胶比对粉煤灰混凝土孔隙水饱和度的影响规律，探讨了孔隙水饱和度对粉煤灰混凝土抗压强度和弹性模量的影响，并进行了孔... 详细信息

本文进行了孔隙水饱和度对粉煤灰混凝土力学性能影响规律的试验研究，得出了微环境相对湿度、温度、粉煤灰掺量和水胶比对粉煤灰混凝土孔隙水饱和度的影响规律，探讨了孔隙水饱和度对粉煤灰混凝土抗压强度和弹性模量的影响，并进行了孔隙水饱和度对无损检测粉煤灰混凝土抗压强度影响规律的试验研究，主要内容如下：进行了不同水胶比和粉煤灰掺量混凝土在不同温湿度条件下孔隙水饱和度的试验研究，分析了微环境相对湿度、温度、粉煤灰掺量以及水胶比对孔隙水饱和度的影响规律。研究结果表明，孔隙水饱和度分别随微环境相对湿度的增大、温度的降低和水胶比的减小而增大，当粉煤灰掺量不超过15%时，孔隙水饱和度随粉煤灰掺量的增加而增大，当粉煤灰掺量超过15%时，孔隙水饱和度降低。最后分析了微环境相对湿度、温度、粉煤灰掺量以及水胶比与混凝土孔隙水饱和度之间的相关性。进行了不同孔隙水饱和度的粉煤灰混凝土抗压强度的试验研究，分析了孔隙水饱和度对粉煤灰混凝土抗压强度的影响规律。研究结果表明，粉煤灰混凝土的抗压强度随孔隙水饱和度的增大而降低，当孔隙水饱和度小于20%时，抗压强度随孔隙水饱和度的增大而缓慢降低，孔隙水饱和度从20%增加到60%时，抗压强度迅速下降，孔隙水饱和度大于60%时，抗压强度趋于稳定。进行了不同孔隙水饱和度对粉煤灰混凝土回弹值和超声声速影响的试验研究，分析了孔隙水饱和度对无损检测粉煤灰混凝土抗压强度的影响规律。研究结果表明，平均回弹值随孔隙水饱和度的增大而减小，超声声速随孔隙水饱和度的增大而增大，最后建立了考虑孔隙水饱和度的粉煤灰混凝土的测强曲线。进行了不同孔隙水饱和度的粉煤灰混凝土弹性模量的试验研究，分析了孔隙水饱和度对粉煤灰混凝土弹性模量的影响规律。研究结果表明，粉煤灰混凝土的弹性模量随着孔隙水饱和度的增大而增大，当孔隙水饱和度不大于20%时，弹性模量随孔隙水饱和度的增加而缓慢增大，孔隙水饱和度从20%增加到60%时，弹性模量迅速增大，孔隙水饱和度大于60%时，弹性模量缓慢增大。

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矿物掺合料对再生混凝土抗氯盐侵蚀及抗冻性能影响的研究

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作者：韦胜怀中国矿业大学

学位级别：硕士

近年来,随着我国城市化进程的不断推进,一方面,建筑材料的需求量逐年增加,另一方面,老旧建筑的拆除、重建也产生了大量的建筑垃圾。再生骨料作为一种可再生的绿色资源,将其运用到建筑行业中,不仅可以保护环境、节约天然砂石等不可再生资... 详细信息

近年来,随着我国城市化进程的不断推进,一方面,建筑材料的需求量逐年增加,另一方面,老旧建筑的拆除、重建也产生了大量的建筑垃圾。再生骨料作为一种可再生的绿色资源,将其运用到建筑行业中,不仅可以保护环境、节约天然砂石等不可再生资源,同时对建筑行业的可持续发展也具有重要意义。但由于再生骨料自身具有高吸水率、密实性差等缺陷,再生混凝土的耐久性问题成为阻碍其应用于工程实际的主要因素。目前,利用矿物掺合料来改善普通混凝土耐久性的研究已经比较透彻,但对于再生混凝土,特别是双掺矿物掺合料条件下的再生混凝土耐久性能的研究还亟需加强,部分已有研究结论还存在较大争议。因此,本文考虑了再生粗骨料取代率、单掺和双掺条件下粉煤灰及矿渣粉的掺量等因素,设计了再生混凝土配合比,并结合COMSOL有限元模拟软件,进行了以下研究:（1）通过分析目前常用的再生粗骨料生产工艺,选择适合本试验的生产工艺及分级标准进行再生粗骨料制备,并对比研究了天然粗骨料与再生粗骨料的基本性能,研究表明,本试验制备的再生粗骨料,其颗粒级配曲线与天然粗骨料吻合度良好,再生粗骨料的表观密度、压碎指标及吸水率均明显大于天然粗骨料,试验用再生粗骨料符合国家Ⅱ类再生粗骨料标准。（2）对再生混凝土抗压强度进行了试验研究,分析了再生粗骨料取代率、单掺和双掺条件下粉煤灰及矿渣粉掺量对其的影响。结果表明:（1）相同条件下,再生混凝土的抗压强度低于普通混凝土,再生粗骨料取代率越大,再生混凝土抗压强度越小;（2）再生混凝土的抗压强度随粉煤灰、矿渣粉掺量的增加呈现出先增长后降低的趋势,即存在最优掺量,单掺掺量30%时,再生混凝土的抗压强度最大;（3）总掺量30%前提下,双掺粉煤灰、矿渣粉对再生混凝土抗压强度的增强效果强于单掺。（3）对再生混凝土抗氯盐侵蚀性能进行了试验研究,通过电通量试验,测得通过再生混凝土试件的电通量值并通过经验公式换算成氯离子扩散系数,分析了不同再生粗骨料取代率、单掺和双掺条件下粉煤灰及矿渣粉掺量对其的影响。结果表明:（1）再生混凝土抗氯盐侵蚀能力弱于天然混凝土,随再生粗骨料取代率的增加而降低;（2）适量的粉煤灰、矿渣粉能有效增强再生混凝土的抗氯盐侵蚀能力,总掺量30%条件下,双掺优于单掺。（4）对再生混凝土抗冻性进行了试验研究,分析了再生混凝土抗冻性受再生粗骨料取代率、单掺和双掺条件下粉煤灰及矿渣粉的掺量、冻融循环次数影响的规律。研究结果表明:（1）再生粗骨料不利于再生混凝土的抗冻性,其取代率越大,再生混凝土的抗冻性越差;（2）单掺粉煤灰、矿渣粉能有效增强再生混凝土的抗冻性,二者均存在最优掺量。当掺量为30%时,对再生混凝土的抗冻性的增强效果最为明显;（3）双掺粉煤灰、矿渣粉对再生混凝土抗冻性的增强效果优于单掺。在总掺量30%的前提下,粉煤灰与矿渣粉1:1掺入效果最佳。（5）基于COMSOL的氯离子侵蚀混凝土的数值模拟研究。本文运用COMSOL有限元模拟软件,建立氯离子侵蚀混凝土模型,分析了侵蚀时间、再生粗骨料取代率、粉煤灰掺量、渗透深度对氯离子在混凝土内浓度分布的影响。结果表明:COMSOL能较好地模拟氯离子侵蚀混凝土的过程,模拟计算结果与试验结果吻合度较高,所得结论基本一致。氯离子侵蚀深度随侵蚀时间而增加,再生粗骨料不利于混凝土抗氯离子侵蚀,而粉煤灰能有效增强混凝土的抗氯离子侵蚀能力。本文共有图60幅,表26个,参考文献127篇。

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