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活性粉末混凝土制备原理及其基本力学性能研究

王志伟  
【摘要】:活性粉末混凝土(RPC)是一种超高性能混凝土,其具有较高的强度、良好的韧性以及优异的耐久性,在我国未来基础设施建设领域具有广阔的应用前景。自上世纪90年代末起,我国学者对RPC的制备和力学性能进行一定研究,取得了较多的研究成果,但制配方法不统一,试件尺寸范围跨度较大,高强度需要通过高温养护来实现,不便于工程应用。2015年国家标准《活性粉末混凝土》GBT31387-2015对RPC的制配以及试验方法进行了统一规定,本文基于新的国家标准,对RPC的制配、抗压和抗弯力学性能进行试验研究,所得结论可为RPC的工程应用提供参考。论文主要研究内容包括四个方面:(1)基于本地区原材料,按照紧密堆积理论,通过大量试配试验,不断优化配合比设计;总结制配方法,优化制配工艺和养护制度,提出RPC最优配合比和通用制备方法。(2)通过立方体抗压试验,研究养护制度、龄期、水胶比、钢纤维掺量、硅灰掺量、石英粉掺量、砂胶比等因素对RPC抗压强度的影响规律,基于鲍罗米公式,提出RPC抗压强度计算模型;研究RPC轴心受压破坏特征,建立其在不同配合比下的应力-应变曲线,分析不同因素对RPC峰值应变、弹性模量和泊松比的影响规律。(3)进行了RPC抗弯力学性能试验,分析了其破坏特征和抗折强度,探讨不同因素的影响规律;通过试件在不同钢纤维掺量下的荷载-挠度曲线,研究RPC受弯韧性和耗能能力,对评价混凝土弯曲韧性的两种方法(弯曲韧度法和剩余强度法)进行了分析比较。(4)基于试验数据,分析RPC变异系数与抗压强度的关系,对RPC的抗压强度等级进行了划分,建立立方体抗压强度、轴心抗压强度、峰值应变、弹性模量等相关指标参数的函数关系,并由目标可靠度得到材料分项系数,提出不同强度等级下各类指标参数的取值。


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