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复材增强约束珊瑚骨料混凝土柱抗震性能试验研究

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工业建筑 2019年第9期49卷 48-52,94页

作者：伊超冯鹏孙丽林红威沈阳建筑大学土木工程学院沈阳110168 清华大学土木工程系北京100084

纤维增强复合材料具有轻质高强、耐腐蚀等优点,可广泛应用于海洋工程结构,从根本上解决传统工程结构面临的钢材锈蚀问题。将复材管、拉挤型材和珊瑚骨料混凝土进行组合应用,提出了一种复材增强约束珊瑚骨料混凝土组合柱,并通过拟静力试... 详细信息

纤维增强复合材料具有轻质高强、耐腐蚀等优点,可广泛应用于海洋工程结构,从根本上解决传统工程结构面临的钢材锈蚀问题。将复材管、拉挤型材和珊瑚骨料混凝土进行组合应用,提出了一种复材增强约束珊瑚骨料混凝土组合柱,并通过拟静力试验对其抗震性能进行了研究。研究变量包括轴压比、复材管缠绕角度、复材管厚度,重点探讨了不同情况下组合柱的破坏模式、极限承载力、耗能以及延性特征等的变化规律。结果表明,所有试件破坏模式均为内部拉挤型材断裂,同时混凝土压碎。改变试件轴压比、复材管缠绕角度、复材管厚度会对试件抗震性能产生影响。

关键词：纤维增强复合材料复材管拉挤型材珊瑚骨料混凝土抗震性能

FRP-PVC管约束珊瑚骨料混凝土柱轴压性能试验研究

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FRP-PVC管约束珊瑚骨料混凝土柱轴压性能试验研究

作者：罗雨西安建筑科技大学

学位级别：硕士

海洋海岛工程建设中传统混凝土原材料匮乏,采用珊瑚骨料混凝土既可以就地取材,减少混凝土原材料运输产生的高昂费用,也可以缩短建设周期降低建设成本。然而,珊瑚骨料疏松多孔,制备的混凝土强度普遍较低,且在海洋环境中珊瑚骨料混凝土中... 详细信息

海洋海岛工程建设中传统混凝土原材料匮乏,采用珊瑚骨料混凝土既可以就地取材,减少混凝土原材料运输产生的高昂费用,也可以缩短建设周期降低建设成本。然而,珊瑚骨料疏松多孔,制备的混凝土强度普遍较低,且在海洋环境中珊瑚骨料混凝土中的钢筋极易锈蚀。采用FRP-PVC管约束珊瑚骨料混凝土,一方面可以提升构件的承载力,另一方面也可以隔绝海洋有害侵蚀介质对混凝土构件的腐蚀。本文主要针对FRP-PVC管约束珊瑚骨料混凝土柱的承载力性能进行研究,具体研究内容如下:(1)开展了FRP-PVC管约束珊瑚骨料混凝土柱轴心受压试验研究,依据试验结果,分析了不同FRP种类、FRP环箍间距及轴压比对FRP-PVC管约束珊瑚骨料混凝土柱破坏模式和极限承载力的影响;引入FRP和PVC套箍系数,定量分析了FRP约束对PVC管珊瑚骨料混凝土柱承载力的提升效果。(2)根据极限平衡理论,确立FRP-PVC管约束珊瑚骨料混凝土柱破坏准则,通过理论推导,建立了FRP-PVC管约束珊瑚骨料混凝土柱承载力计算模型,并依据约束柱轴压试验结果对模型进行了验证。(3)分析了不同FRP种类、环箍间距及轴压比对FRP-PVC管约束珊瑚骨料混凝土柱变形及轴压应力-应变曲线变化规律的影响,并根据不同约束效应下珊瑚骨料混凝土柱应力-应变曲线测试结果,建立了FRP-PVC管约束珊瑚骨料混凝土柱应力-应变关系模型。

关键词：珊瑚骨料混凝土 FRP-PVC管约束承载力模型应力-应变关系

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冲击荷载下珊瑚骨料混凝土力学行为研究

冲击荷载下珊瑚骨料混凝土力学行为研究

作者：蔡洋湘潭大学

学位级别：硕士

自党的十八提出“海洋强国”战略以来,南海岛礁建设如火如荼,在基础设施建设、国防工程、海洋岛礁工程等领域得到了迅速的发展。所需的建筑材料也不断的逐年增加,然而南海岛礁远离大陆,运输大量的原材料需要花费巨大的成本,以及存在诸... 详细信息

自党的十八提出“海洋强国”战略以来,南海岛礁建设如火如荼,在基础设施建设、国防工程、海洋岛礁工程等领域得到了迅速的发展。所需的建筑材料也不断的逐年增加,然而南海岛礁远离大陆,运输大量的原材料需要花费巨大的成本,以及存在诸多不安全因素。使用珊瑚作为制备混凝土的骨料有着节约成本,缩短工期等优点。本文采用MTS准静态压力机与分离式霍普金森压杆（Split-Hopkinson pressure bar,SHPB）试验装置对珊瑚骨料混凝土（Coral aggregate concrete,CAC）和普通硅酸盐混凝土（Ordinary Portland cement,OPC）分别进行准静态和冲击压缩加载,探究CAC和OPC在应变率在1×10s～166 s范围准静态与动态力学性能的差异。全文主要结论如下:（1）在静态力学方面,同等配合比下,CAC和轻质骨料混凝土（Lightweight aggregate concrete,LAC）的准静态抗压强度要低于OPC;同等强度下,CAC的弹性模量介于LAC与OPC之间;CAC破碎界面与OPC截然不同,其破碎的主要界面在珊瑚骨料;CAC的脆性特征要比OPC更为明显,与LAC接近;OPC的耗能系数明显要大于LAC与CAC。（2）在动力力学方面,采用SHPB试验装置系统对CAC、OPC分别进行4种应变率下的试验,并对破碎试样进行筛分。结果表明,CAC的峰值应力明显高于OPC,这是由于高速冲击下CAC中的自由水增强了珊瑚骨料与砂浆之间的胶结力;当应变速率为166s时,OPC粒径演化逐渐趋于稳定,而CAC的粒径演化尚未完成;在相同应变率下,CAC的动态增强因子（Dynamic increase factor,DIF）高于OPC,C45 CAC的DIF介于C30 CAC和C60 CAC之间。此外,建立了不同应变率下CAC的DIF的经验方程;通过分析脆性指数（B）,发现CAC具有明显的脆-延性转化,;从能量耗散的角度分析,在应力峰值之前CAC的冲击韧性低于OPC。（3）在数值模拟方面,CAC的试验破坏形态与数值模拟的破坏形态相似,试件都呈现出了四种破坏形态;基于Holmquist-Johnson-Cook（HJC）模型,有效地模拟了CAC的动态力学行为。

关键词：珊瑚骨料混凝土 Hopkinson压杆冲击压缩力学性能数值模拟

膨润土和石灰石粉对珊瑚混凝土力学与耐久性能的影响

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混凝土与水泥制品 2020年第11期 87-91页

作者：贾慧娜李亚丽张舜泉商丘工学院土木工程学院河南商丘476000 东南大学材料科学与工程学院江苏南京211189

利用钙基膨润土和石灰石粉部分取代水泥,研究了不同掺量的膨润土、石灰石粉对珊瑚混凝土力学性能与耐久性能的影响。结果表明:复掺膨润土和石灰石粉可明显提高珊瑚混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度,且当膨润土掺量为15%时达到最大值;复... 详细信息

利用钙基膨润土和石灰石粉部分取代水泥,研究了不同掺量的膨润土、石灰石粉对珊瑚混凝土力学性能与耐久性能的影响。结果表明:复掺膨润土和石灰石粉可明显提高珊瑚混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度,且当膨润土掺量为15%时达到最大值;复掺膨润土和石灰石粉可有效提高珊瑚混凝土的抗Cl-渗透性和抗硫酸盐侵蚀能力,且二者的最佳掺量均为15%。

关键词：膨润土石灰石粉珊瑚骨料混凝土力学性能耐久性能

极端热湿环境下珊蝴骨料混凝土临界氯离子浓度研究

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极端热湿环境下珊蝴骨料混凝土临界氯离子浓度研究

作者：蔡孟廷西安建筑科技大学

学位级别：硕士

我国南海岛礁的基础设施建设正在大规模地开展,由于距离大陆遥远,缺乏建设原材料,就地取材采用珊瑚碎屑制备珊瑚骨料混凝土可以有效地缓解这一难题。珊瑚骨料混凝土内含氯离子,孔隙率高、离子渗透性好,因氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀问题... 详细信息

我国南海岛礁的基础设施建设正在大规模地开展,由于距离大陆遥远,缺乏建设原材料,就地取材采用珊瑚碎屑制备珊瑚骨料混凝土可以有效地缓解这一难题。珊瑚骨料混凝土内含氯离子,孔隙率高、离子渗透性好,因氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀问题较为突出。因此,研究南海极端热湿环境下的珊瑚骨料混凝土的临界氯离子浓度研究珊瑚骨料混凝土结构的耐久性有非常重要的意义。本文立足于南海高温、高湿岛礁环境,通过人工气候干湿循环法和电迁移法开展氯盐加速侵蚀试验,对珊瑚骨料混凝土的临界氯离子浓度进行了深入研究。主要研究内容包括:从珊瑚骨料混凝土的多孔、轻质、自带氯离子的特点入手,考虑到南海极端热湿气候条件,提出了高温、高湿条件下珊瑚骨料混凝土临界氯离子浓度的试验方法,包括氯离子加速侵蚀方法、钢筋脱钝判别方法、钢筋锈蚀微观表征方法和氯离子含量测定方法,为后续试验结果的分析和模型的建立提供了有力的支持。以C30珊瑚骨料混凝土为研究对象,采用干湿循环法和电迁移法缩短氯盐侵蚀试验周期,开展了钢筋脱钝电化学参数时变规律研究,分析了钢筋表观/微观锈蚀形貌特征和物相组成,对比分析了干湿循环法和电迁移法的临界氯离子浓度值,建立了两种方法之间的相关性。通过测定珊瑚骨料混凝土的自由氯离子浓度、总氯离子浓度和[Cl]/[OH]浓度比,对珊瑚骨料混凝土的临界氯离子浓度展开分析,研究了水胶比、粉煤灰、硅灰及矿渣对临界氯离子浓度的影响,建立了临界氯离子浓度与各影响因素的关系模型。

关键词：临界氯离子浓度极端热湿气候珊瑚骨料混凝土水胶比掺合料

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PVA改性水泥基珊瑚骨料试验研究

当代化工 2017年第11期46卷 2213-2218页

作者：郭曈欧忠文唐军务刘晋铭陆军勤务学院重庆401331 海军工程大学勤务学院天津300450

针对混凝土珊瑚骨料孔隙率大、骨料强度低、吸水率高的特点。采用PVA溶液对珊瑚骨料进行强化处理改性。研究了经不同浓度PVA溶液浸泡不同时间处理后的珊瑚骨料吸水率以及压碎指标,并使用改性后的珊瑚骨料拌制混凝土,测定其坍落度及立方... 详细信息

针对混凝土珊瑚骨料孔隙率大、骨料强度低、吸水率高的特点。采用PVA溶液对珊瑚骨料进行强化处理改性。研究了经不同浓度PVA溶液浸泡不同时间处理后的珊瑚骨料吸水率以及压碎指标,并使用改性后的珊瑚骨料拌制混凝土,测定其坍落度及立方体抗压强度。试验结果显示,珊瑚骨料平均吸水率降低了38%,最高降低达55%;压碎指标整体上随PVA浓度和浸泡时间先下降再回升;改性后珊瑚骨料拌制的混凝土7 d龄期强度可提升21%,28 d龄期强度提升可达16.85%。采用扫描电子显微镜(SEM)分析研究PVA改性珊瑚骨料的机理,结果显示改性后的珊瑚骨料表面形成致密的有机质薄膜,此薄膜可以使珊瑚骨料孔隙率明显降低,使骨料吸水率降低,同时可以改善骨料表面微观结构,降低其压碎指标,增加与水泥石的咬合强度,提高了拌合混凝土的强度。

关键词：珊瑚骨料混凝土 PVA 骨料改性微观性能