地聚物混凝土强度尺寸效应和三轴压缩试验研究

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地质聚合物材料能够充分利用固废并有助于减少CO2的排放,同时拥有一系优异的性能。但是常规强度和高强度地聚物混凝土(GPC)的尺寸和形状效应,龄期对GPC强度影响,复杂应力状态下GPC的力学特性研究较少,需要进一步探讨研究。本文系统研究了常规强度和高强GPC尺寸效应和形状效应。并针对不同形状试块,研究了常规强度GPC的弹性模量,并与其他学者提出的弹模预测公式做了比较和分析。研究了常规强度和高强GPC在13种围压比下了三轴压缩特性,并进一步采用3种破坏准则进行拟合分析与比较。主要结果包括以下几个方面。(1)180天龄期GPC与普通混凝土(OPC)尺寸效应规律不同,是因为GPC会受到泛碱的影响。泛碱削弱了GPC强度的进一步发展,且试件尺寸越小,泛碱对强度的影响程度越大。高强和常规强度GPC分别比OPC的形状效应系数大。Lee等人预测方程很好的预测了本文GPC的弹性模量。(2)在三轴压缩条件下,随着围压比的升高,抗压强度和临界应变也随之增加。与OPC相似,在中低水平围压下,GPC的压缩子午线上升的斜率较大,在较高的围压下,GPC的压缩子午线趋于平缓。标定的Power-law和Willam-Warnke破坏准则非常符合试验数据。(3)GPC临界轴向应变与围压之间的关系符合Xiao等人针对OPC提出的模型。横向应变和轴向应变之间的关系符合Montoya等人提出的模型。在偏应力下,GPC的体积表现为先压缩后膨胀,在不同围压下破坏时的正割应变比为0.5,与OPC表现出相同的性质。
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