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现浇磷石膏应力-应变曲线试验研究

建筑结构学报 2015年第5期36卷 150-157页

作者：吴琴张华刚贾晓飞陈红鸟马克俭赵敏毛华祥余万江贵州大学空间结构研究中心贵州贵阳550003 贵州大学勘察设计研究院贵州贵阳550025 贵州建工集团第一建筑工程有限公司贵州贵阳550003

采用自制加载装置,通过棱柱体试件单轴受压试验研究现浇磷石膏的本构关系,并测定材料弹性模量和泊松比。制作了9组不同材料配合比试件共38个,采集到33个试件的有效数据。试验结果表明:当试件应变接近峰值应变时,现浇磷石膏具有迅速破坏... 详细信息

采用自制加载装置,通过棱柱体试件单轴受压试验研究现浇磷石膏的本构关系,并测定材料弹性模量和泊松比。制作了9组不同材料配合比试件共38个,采集到33个试件的有效数据。试验结果表明:当试件应变接近峰值应变时,现浇磷石膏具有迅速破坏的脆性性质,破坏状态主要为劈裂破坏;残余应力与峰值应力之比约为0.5~0.8,极限应变与峰值应变之比约为1.1~1.6;缓凝剂对峰值应力影响较大,当其掺入量在0.3%左右时,峰值应力可取8.6 MPa,极限应变可取2.54×10-3,而当其掺入量远大于0.3%时,峰值应力可取2.8 MPa,极限应变可取2.01×10-3;残余应力可取峰值应力的0.7倍,极限应变可取峰值应变的1.45倍;提出了材料的三段式本构方程,可反映受压试验所表现的全部特征;现浇磷石膏强度较高时,弹性模量也较高,当缓凝剂掺入量在0.3%左右时,弹性模量可取5 300 MPa,缓凝剂掺入量远大于0.3%时,弹性模量可取2 000 MPa;材料泊松比可取0.19。

关键词：现浇磷石膏轴心受压试验应力-应变曲线弹性模量泊松比

现浇磷石膏-混凝土网格式框架组合墙在竖向荷载作用下协同工作性能分析

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空间结构 2021年第1期27卷 44-51页

作者：吴琴张华刚杨想红王林均马克俭贵州民族大学建筑工程学院贵州贵阳550025 贵州大学空间结构研究中心贵州贵阳550003

现浇磷石膏-混凝土网格式框架组合墙是由混凝土网格式框架和现浇磷石膏共同组成.为了解现浇磷石膏对组合墙竖向承载力的影响,推导了在竖向荷载作用下组合墙中混凝土网格式框架的荷载分配系数,分析并确定了混凝土网格式框架与现浇磷石膏... 详细信息

现浇磷石膏-混凝土网格式框架组合墙是由混凝土网格式框架和现浇磷石膏共同组成.为了解现浇磷石膏对组合墙竖向承载力的影响,推导了在竖向荷载作用下组合墙中混凝土网格式框架的荷载分配系数,分析并确定了混凝土网格式框架与现浇磷石膏的协同工作的影响因素.通过有限元分析研究楼层梁截面高度、柱截面宽度、梁跨度等因素对荷载分配系数及两者协同工作的影响,检验理论公式的正确性.结果表明:混凝土网格式框架荷载分配系数的理论计算结果与有限元分析结果误差小于7%,计算精度较好;现浇磷石膏的弹性模量对荷载分配系数的影响最大,柱截面宽度的影响次之,梁柱的混凝土等级对其影响较小;将有限元分析结果、试验结果与理论计算结果进行对比,混凝土网格式框架的荷载分配系数公式具有理想的计算精度,可为结构的工程应用提供参考.

关键词：现浇磷石膏网格式框架荷载分配系数有限元分析试验研究

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现浇磷石膏单轴受压本构关系研究

现浇磷石膏单轴受压本构关系研究

作者：翁婉琳武汉理工大学

学位级别：硕士

磷石膏是磷肥工业的副产物。截至2015年,我国堆存的磷石膏已累计达到3亿吨。大量未经处理的磷石膏暴露于自然环境中,不仅造成土地资源的浪费,还对生态系统造成了严重危害。我国“十三五”生态环境保护规划明确要求提高工业固体废弃物的... 详细信息

磷石膏是磷肥工业的副产物。截至2015年,我国堆存的磷石膏已累计达到3亿吨。大量未经处理的磷石膏暴露于自然环境中,不仅造成土地资源的浪费,还对生态系统造成了严重危害。我国“十三五”生态环境保护规划明确要求提高工业固体废弃物的综合利用率,并鼓励将磷石膏应用于各种建材和建材添加剂中。将现浇磷石膏作为建筑材料应用于实际工程,是实现磷石膏低成本、大规模资源化利用的新方向。但是目前现浇磷石膏的研究成果少,其工程应用受到限制。本文结合试验研究、理论分析和数值模拟,对现浇磷石膏的力学性能进行研究,并建立其单轴受压本构关系模型。主要研究内容和结论如下:(1)通过对16组配合比的现浇磷石膏棱柱体试件进行单轴受压试验,描述了现浇磷石膏试件的破坏形态,并测得现浇磷石膏单轴受压应力-应变曲线,及其轴心抗压强度、弹性模量和泊松比等重要力学性能指标,并分析了外加组分缓凝剂、减水剂和玻化微珠的影响。(2)根据试验所得16组现浇磷石膏单轴受压应力-应变全曲线的几何特性,选取多项式、三角函数和有理分式三种数学模型对现浇磷石膏单轴受压全曲线进行拟合。通过误差分析可得,当采用上升段为多项式模型、下降段为有理分式模型的分段式数学模型时,拟合曲线与试验结果最为吻合。曲线拟合所得的现浇磷石膏单轴受压曲线统一方程能够满足试验曲线的各项几何特性,为研究其单轴受压本构关系提供了合理的数学模型。(3)采用曲线拟合与数学推导相结合的方法,建立了现浇磷石膏的本构关系经验模型。选取检测组,建立其单轴受压本构关系理论曲线,并通过与该组实测应力-应变曲线对比,初步验证了本构关系模型的合理性。(4)通过有限元软件ABAQUS建立现浇磷石膏棱柱体三维模型,采用本文建立的本构关系模型定义现浇磷石膏的材料属性,并对现浇磷石膏模型进行了轴心受压模拟。结果表明,现浇磷石膏有限元模型能够较好地模拟现浇磷石膏单轴受压试验,数值模拟结果与试验结果基本一致,进一步验证了现浇磷石膏单轴受压本构关系模型是合理可靠的。

关键词：现浇磷石膏单轴受压试验力学性能本构关系模型数值模拟

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现浇磷石膏墙体研究及性能试验分析

工业建筑 2014年第4期44卷 60-64,103页

作者：卢亚琴张华刚罗玚梁凡凡马克俭湖南大学土木工程学院长沙410082 贵州大学空间结构研究中心贵阳550003

基于现浇磷石膏在住宅结构应用的研究现状及施工工艺,将磷石膏与磷渣粉、熟石灰和水泥混合成干物料,并掺入减水剂和缓凝剂加水搅拌,制作试件研究其抗压强度、放射性、凝结时间和含水率等基本性能。材料配合比9组,共制作27个立方体试件... 详细信息

基于现浇磷石膏在住宅结构应用的研究现状及施工工艺,将磷石膏与磷渣粉、熟石灰和水泥混合成干物料,并掺入减水剂和缓凝剂加水搅拌,制作试件研究其抗压强度、放射性、凝结时间和含水率等基本性能。材料配合比9组,共制作27个立方体试件。抗压强度试验表明：现浇磷石膏墙体的抗压强度标准值在2.5-11.0 MPa之间,强度设计值可按0.478的标准值采用,完全可作框架填充墙及低层小开间住宅承重墙使用;另外,缓凝剂掺量对现浇磷石膏墙体抗压强度影响显著。基于推荐配合比的磷石膏试件的检测表明,现浇磷石膏墙体的初凝时间为45 min,终凝时间为55 min,能满足现场浇筑工艺要求;放射性检测结果符合国家标准对建筑主材放射性的要求;墙体5 d的含水率为2.6%,基本能达到干燥状态。

关键词：现浇磷石膏立方体抗压强度承重墙基本性能试验研究

现浇磷石膏—混凝土网格式框架组合墙平面外偏心受压力学性能研究

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现浇磷石膏—混凝土网格式框架组合墙平面外偏心受压力学性能研究

作者：董晓龙贵州大学

学位级别：硕士

贵州省旅游资源丰富,风景优美的青山绿水为贵州的GDP做出了极大贡献,然而贵州作为一个磷矿资源大省,每年湿法生产磷酸后排放了大量磷石膏,对我们赖以生存的青山绿水造成了极大地污染。工业废料磷石膏现浇于网格式框架构成网格式框架组合... 详细信息

贵州省旅游资源丰富,风景优美的青山绿水为贵州的GDP做出了极大贡献,然而贵州作为一个磷矿资源大省,每年湿法生产磷酸后排放了大量磷石膏,对我们赖以生存的青山绿水造成了极大地污染。工业废料磷石膏现浇于网格式框架构成网格式框架组合墙,将磷石膏转化为新型建筑材料,减少了混凝土的用量,促进磷石膏的资源化利用,有利于环境保护和贵州省经济发展。本文首先叙述了磷石膏、节能墙体和网格式框架组合墙体的研究现状以及研究目的和意义。以现浇磷石膏-混凝土网格式框架组合墙为研究对象,运用有限元线弹性理论分析了研究对象在平面外偏心荷载作用下的力学性能。数据分析表明,现浇磷石膏对网格式框架组合墙有明显的强度贡献作用。根据有限元分析结果制定了试验方案,按1/3缩尺比例制作了4组试件进行偏心距为40mm的竖向加载试验,每组试件均含2榀组合墙和1榀网格式框架。试验结果表明:试件的楼层梁先于层间梁开裂,中柱先于边柱被压溃,试件破坏时,组合墙上可见明显的现浇磷石膏崩塌现象;组合墙开洞对结构承载力有明显影响,未开洞组合墙的承载力约为网格式框架承载力的1.5倍,而开洞组合墙的承载力与网格式框架的承载力相当;现浇磷石膏可以有效分担结构的竖向偏心荷载,在同级偏心竖向荷载作用下,组合墙中混凝土构件的压应力明显低于纯网格式框架构件的压应力;弹性有限元分析的应力结果与试件开裂前的应力测试结果误差较小,明显表明了现浇磷石膏的强度贡献作用。本文对竖向偏心荷载作用下现浇磷石膏-混凝土网格式框架组合墙混凝土柱的内力分配系数进行研究。为了考察竖向偏心力大小变化对不同考察截面混凝土柱内力分配系数的影响,取平面外偏心距为40mm,四种不同竖向偏心力施加于现浇磷石膏-混凝土网格式框架组合墙和对比框架;为了考察开洞、开门情形对网格式框架组合墙不同考察截面受拉、受压面混凝土柱内力分配系数的影响,通过开洞、开门算例与相同构件尺寸和截面的算例进行对比。分析表明,荷载大小的变化对不同截面混凝土柱内力分配系数几乎没有影响,而开洞、开门情形对混凝土柱在不同考察截面的柱内力分配系数影响很大,特别是对开洞洞口两侧中柱以及开门侧中柱和边柱的内力分配系数影响尤为明显。

关键词：现浇磷石膏网格式框架组合墙有限元分析平面外偏心受压试验研究内力分配系数

现浇磷石膏力学性能试验装置的设计及刚度试验分析

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现浇磷石膏力学性能试验装置的设计及刚度试验分析

现浇磷石膏-混凝土网格式框架组合墙平面外偏心受压试验研究

2015中国建筑材料联合会石膏建材分会第六届年会暨第十...

作者：吴琴张华刚贾晓飞黄宗辉贵州大学空间结构研究中心

为测定现浇磷石膏的力学性能,设计了以弹簧作为刚性辅助元件的加载装置,并自制荷载传感器采集荷载,进行了该装置的刚度测试。结果表明,该装置可作为强度较低的脆性材料力学性能的测试装置,但弹簧的制作及安装误差使荷载传感器偏心受力,... 详细信息

为测定现浇磷石膏的力学性能,设计了以弹簧作为刚性辅助元件的加载装置,并自制荷载传感器采集荷载,进行了该装置的刚度测试。结果表明,该装置可作为强度较低的脆性材料力学性能的测试装置,但弹簧的制作及安装误差使荷载传感器偏心受力,该影响可作为系统误差;由于弹簧和自制荷载传感器存在变形差异,导致装置的加载刚度和卸载刚度不等,但刚度测试结果精度较好。

关键词：现浇磷石膏力学性能试验装置弹簧刚度试验

来源： cnki会议评论

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贵州大学学报（自然科学版） 2016年第3期33卷 114-118页

作者：董晓龙张华刚吴琴刘卓群贵州大学空间结构研究中心贵州贵阳550003

为研究现浇磷石膏-混凝土网格式框架组合墙的平面外偏心受压性能,按1/3缩尺比例制作4组试件进行偏心距为40 mm的竖向加载试验,每组试件均含2榀组合墙和1榀网格式框架。结果表明:试件的楼层梁先于层间梁开裂,中柱先于边柱被压溃,试件破坏... 详细信息

为研究现浇磷石膏-混凝土网格式框架组合墙的平面外偏心受压性能,按1/3缩尺比例制作4组试件进行偏心距为40 mm的竖向加载试验,每组试件均含2榀组合墙和1榀网格式框架。结果表明:试件的楼层梁先于层间梁开裂,中柱先于边柱被压溃,试件破坏时,组合墙上可见明显的现浇磷石膏崩塌现象;组合墙开洞对结构承载力有明显影响,未开洞组合墙的承载力约为网格式框架承载力的1.5倍,而开洞组合墙的承载力与网格式框架的承载力相当;现浇磷石膏可以有效分担结构的竖向偏心荷载,在同级偏心竖向荷载作用下,组合墙中混凝土构件的压应力明显低于纯网格式框架构件的压应力;弹性有限元分析的应力结果与试件开裂前的应力测试结果误差较小,明显表明现浇磷石膏的强度贡献作用。

关键词：现浇磷石膏网格式框架组合墙平面外偏心受压试验研究

现浇磷石膏力学性能试验装置的设计及刚度试验分析

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贵州大学学报（自然科学版） 2014年第1期31卷 99-103页

作者：吴琴张华刚贾晓飞黄宗辉贵州大学空间结构研究中心贵州贵阳550003

关键词：现浇磷石膏力学性能试验装置弹簧刚度试验

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现浇磷石膏弹性模量和泊松比的初步试验研究

贵州大学学报（自然科学版） 2013年第2期30卷 81-85页

作者：梁凡凡张华刚罗玚黄宗辉吴琴段渝忠贵州大学空间结构研究中心贵州贵阳550003 贵州大学土木建筑工程学院贵州贵阳550003

对采自瓮福磷业集团的磷石膏,掺入磷渣微粉、熟石灰、水泥、减水剂和缓凝剂共制作了54个100 mm×100 mm×300 mm的棱柱体试件,分别进行了轴心抗压强度试验及弹性模量和泊松比测试试验。结果表明,由于现浇磷石膏存在搅拌发热而产生气泡... 详细信息

对采自瓮福磷业集团的磷石膏,掺入磷渣微粉、熟石灰、水泥、减水剂和缓凝剂共制作了54个100 mm×100 mm×300 mm的棱柱体试件,分别进行了轴心抗压强度试验及弹性模量和泊松比测试试验。结果表明,由于现浇磷石膏存在搅拌发热而产生气泡的客观缺陷,全部试件未出现完整的锥形破坏,相当一部分试件出现劈裂破坏;工程应用前,应对磷石膏的石膏组分进行检测,本文配比可供参考;现浇磷石膏各组分中,水泥对其强度不起决定作用,而缓凝剂对试件的强度影响较大。本文给出了各配比的弹性模量和泊松比,可供工程应用参考。当缓凝剂掺量控制在0.3%左右时,试件轴心抗压强度标准值可达9.0 N/mm2,此时弹性模量可取1350 N/mm2,泊松比可取0.08.

关键词：现浇磷石膏轴心抗压强度弹性模量泊松比试验研究