论文部分内容阅读
随着社会经济、科技水平的快速发展和混凝土使用环境日趋恶劣,研究高强高性能混凝土已成为目前以及未来相当长时期内建筑材料科学与技术发展的一个主要方向。因此,本文根据基金项目进行了高强钢纤维碳纳米管混凝土的相关研究。根据钢纤维强度高、韧性好,而碳纳米管所具有的强度高、密度小、韧性大等优点,首先分别确定了强度等级为C70-C100的素混凝土及高强钢纤维碳纳米管混凝土的最优配合比;然后又分别对其强度、耐久性、收缩徐变、单轴受压和双轴受压等进行了试验研究;结果证明了高强钢纤维碳纳米管混凝土具有强度高、耐久性好、韧性大、延性好等诸多优良特性。具体研究内容如下:(1)通过探索试验,首先确定了高强混凝土(High Strength Plain Concrete,简称为HSPC),配合比范围,并在此基础上进行了正交试验,最后得到了高强混凝土最优配合比;再通过单掺、混掺钢纤维及碳纳米管,最终得到了高强钢纤维碳纳米管混凝土(High Strength Steel Fiber and Carbon Nanotubes Reinforced Concrete,简称为HSSFCNRC)最优配合比;(2)将HSPC与未掺矿物掺合料的普通高强混凝土(High-Strength Concrete without Mineral Admixtures,简称为HSCwMA)、HSPC与HSSFCNRC在力学性能、耐久性进行了对比分析。结果表明,HSSFCNRC具有较高的强度及较好的耐久性;(3)研究了HSPC在实验室内环境条件下的收缩徐变特性,并分别比较了CEB-FIP(1990)模型、B3模型、GL2000模型对本试验结果的适应性。结果表明,B3模型与试验值最为接近。然后,又对水胶比、矿物掺合料、湿度、温度等方面进行了综合修正,从而使得修正后的B3模型更为准确;(4)对HSPC、HSSFCNRC分别进行了单轴受压试验,并建立了相应的本构关系;(5)对HSPC、HSSFCNRC也分别进行了双轴受压试验,并建立了双轴受压破坏准则及其本构关系;(6)根据平煤一矿回风井相关资料,以及本文所建立的混凝土双轴破坏准则及本构关系,建立了井筒平面应变模型,并利用ANSYS软件进行了仿真模拟,对井壁在其自重、围岩压力、孔隙水压力综合作用下的破坏形式进行了模拟分析。