骨料对约束混凝土性能的影响的翻译土木1111吴粟川

1、毕业设计外文资料翻译题 目 骨料对约束混凝土性能的影响学 院 土木建筑学院 专 业 土木工程 班 级 土木1111 学 生 吴粟川 学 号 20110622255 指导教师 秦磊 科学指引 2004年4月5日收到;接受2005年7月15日水泥和混凝土研究36(2006)599 - 605 骨料对混凝土性能的影响Karim M. El-Dasha,*, Mohamed O. Ramadanb,Shuwaikh、科威特技术研究院，,工学院在于,开罗,埃及摘要 本文介绍了约束混凝土试件加入不同类型的粗骨料的并进行同心荷载的实验。记录试样中的聚集体的性质变化。不同的横向配筋率对加入不同粗骨料的约束混凝

2、土产生不同的影响，在这次试验中并对结果进行了分析和研究。这项研究包括四十八个圆柱试样，他们的直径为100毫米和高度为650毫米。研究结果表明，对于所用的不同种类骨料对试样的影响很大。改变箍筋间距和箍筋闭合构型对约束混凝土也产生不同的影响，并进行了研究与分析。D 2005 Elsevier公司保留所有权利。关键词：骨料；抗压强度；混凝土；约束1.介绍研究人员在过去的一个世纪里一直对约束混凝土使用不同元素感兴趣。1928，理查特开始研究约束混凝土试件的液压约束下的力学反应。许多研究者进行了具体内容的研究。以前的研究调查了很多参数，扩展到包括混凝土强度，钢筋的屈服强度的限制，体积的范围和加固的混凝土

3、芯率，对钢筋间距，横向钢筋直径，尺寸的柱，和侧面加固结构。然而,上面提到的参数并不足以确定骨料约束混凝土产生影响。混凝土具有相同的机械性能，在相同的配置下由于不同的材料可以执行不同的性能。混凝土的成分，如水泥，粗细骨料，水灰比，添加剂，掺合料，温度，混合过程中，混合比例对强度和变形产生了非常大的影响。然而，这些参数对约束混凝土的性能影响还没有被彻底的调查。本次研究的目标是探讨使用不同类型的粗骨料对混凝土柱性能的影响。2.约束混凝土受压同心加载下混凝土表现出横向扩张，由于泊松效应。在加载侧向膨胀小的早期阶段，很少或无应力的横向钢筋和混凝土应力导致限制应变关系的影响不显著。为材料的抗压强度，横向扩

4、张的增加导致更大的横向应变，从而引起较大的应力.在进一步增大载荷，轴向应力的继续增大，混凝土开始衰退，横向扩张迅速增加。在这个阶段，围应力变得非常大，混凝土侧向应力被围应力限制。当围钢筋达到屈服强度，基本上保持恒定的侧向应力的大小。超出最大阻力的横向扩展阶段，最终会变得如此之大，围钢可能断裂，导致彻底的失败膏和骨料之间的粘结倾向反应出混凝土强度极限。连接效果是由表面纹理，颗粒大小和形状和总的清洁程度产生影响。水泥浆的连接粗糙的表面比光滑表面好。然而角状颗粒和那些具有粗糙，囊泡的表面比圆形材料的水需求高。基本上粉碎的天然粗骨料一般认为是一个给定的水泥因素所拥有的相同的抗压强度。集料棱角性可能导致

5、应力集中，影响混凝土的性能。此外，粗骨料的强度与孔隙率对约束混凝土的力学性能的强度和延展性都产生影响。这些的观点影响着混凝土，其行为可近似侧压力下的失效模式。以前的研究已经表明，在合适的安排横向配筋结果显示增加受压约束混凝土的强度和韧性。这些以前的研究涉及调查侧向约束强度和应变的增强，混凝土的应力应变曲线降支斜率的变化对钢筋混凝土柱的影响。混凝土柱的横向钢筋，不可能达到屈服强度，横向钢筋的作用可能相当大，应变可能接近屈服应变。结果表明，增加的横向钢筋混凝土芯的体积比超过1%，他们的强度和延性都大大增加.在本文中，通过研究得到的参数，不同类型的聚集体区分其他特点，可能会影响总同型的效果，需要研究

6、之后才能得出结论。3.实验程序.实验方案的主要目标是确定的改善骨料类型对约束混凝土柱在同心加载的下的效果。3.1方法四十八混凝土圆柱体试件，他们的直径和高度为100毫米和650毫米。他们在进行了同心加载检测骨料的种类测试下对混凝土柱力学性能的改善做出贡献。试样的高度为最大高度，这样可以使试验机减少在试样端上的摩擦力的作用，同时也可以减少因摩擦力导致的失败模式。研究中使用的三种类型的聚集体。他们所用的试验机的加载力为1200 kN。控制试样的横截面积的选择。约束水平是由箍筋所产生的侧压力控制之间的间距。箍筋间距的变化是20毫米和80毫米之间的。它是在程序研究了箍筋封闭混凝土构件侧向约束和对随之而

7、来的影响进行考虑。两种类型的封闭箍筋采用焊接封闭箍；（重叠）箍筋。对于每个配置方案进行两次重复测试，尽量减少预期浇筑过程的偏差。3.2程序3.2.1材料为了研究不确定性集料种类对约束混凝土柱产生的影响；三种类型的骨料被用于这项研究。第一个是硅质河流砾石,比重2.55和吸收比率为2.05%。天然骨料的砾石是圆形的光滑表面。第二个是白云石,比重2.65和吸收比率为1.34%。第三类型的聚合是玄武岩,比重2.60和吸收比率为1.53%。所有类型的骨料最大粒径为20毫米。白云石和玄武岩是碎石头。因此,使用的骨料类型是角与粗糙表面。所有聚集了来自埃及东方的沙漠是符合ASTM c - 494使用。研究中使

8、用的水泥是普通硅酸盐水泥。3.2.2混合比例批次进行了大量试验。150毫米的立方体标准标本投入测试来确定目标强度37 MPa。所需的强度是基于平均抗压强度，分配对应于25兆帕的强度特性。不同的成分用分数来确定混合比例，将在28天的年龄性测试来确定压缩屈服强度。每立方米混凝土产量最佳配比中粗集料800公斤，沙子800公斤，水泥450公斤，和170升的水。对密实混凝土外加水泥重量的1.5%是用于固定混凝土在模具上的位置。控制对立方体的力，为各三个立方体集合平均，40 MPa为砾石混凝土,44 MPa对白云石混凝土,43 MPa为玄武岩混凝土。 图1模具和钢筋笼的安排。 图2钢筋布置。.钢筋屈服强度

9、为370 MPa的普通钢筋是用于纵向钢筋和横向钢筋。每个样品由六条直径为6mm纵向钢筋均匀分布在试样的周长。总配筋面积为170平方毫米2.1%配筋率。横向钢筋是布置在20，40，60和80毫米的间距，对每一种具体的侧向压力变化的影响。这些间距产量的0.0283，0.0141，0.0071和0.0035的体积配筋率；分别图1和2目前的测试和钢筋笼的细节的制备。为了避免在加载阶段机床附近的模板的扰动，厚度6毫米和高度120毫米的钢环被放置在试件端部用于加强这些区域的混凝土柱的性能。环螺钉拧紧到标本以保证混凝土充分接触，产生所需的改善混凝土的性能就在这些地区。4.实验结果测试试样经历过类似的失效模式

10、。所有的失败发生在固相萃取等的高度的中间第三。最初，骨料与浆体之间的裂缝发展。随着负载的增加，裂纹传播到失败。在骨料失败后轻微骨折被发现。箍筋破碎前经历了明显的位移。焊接箍筋略有扭曲在80，60和40毫米的间距。焊接箍筋间距20 mm经历了部分缩颈即达到了屈服强度。记录实验方案的结果表明相对于认为聚合类型是研究中的主要变量，有明显的变化聚合类型对的约束混凝土试件有不同影响；它可以从表1中给出，观察结果显示改变粗骨料的类型导致约束混凝土柱的侧向约束的影响发生变化。同时，箍筋；焊接或钩的不同，对约束混凝土的力学性能产生不同的影响。最后，在高负荷和随之而来的约束压力利用箍筋间距有助于在混凝土的强度和

11、应变的改进。 表1实验方案及结果4.1聚合类型的效果使用不同类型的粗骨料对约束混凝土的影响是表1所示的实验结果的影响。间隔20 mm的焊接箍筋约束使碎石混凝土的强度记录提高了97%。分析认为，0.0109在最大应力被记录为同一标本。相同的箍筋配置记录白云岩混凝土在峰值应变0.0098点强度增强74%。另一方面，玄武岩记录试件在峰值应变0.0057强度增强32%。硅质混凝土单元通过砾石的圆度有助于保持均匀的横向压力。受益于这种一致性，在侧压力下允许混凝土体验到更高的强度和延性。另一方面，随着负荷的增加，导致应力集中在聚集体角颗粒周围，形成浆料中的裂纹和帮助传播这些裂缝。4.2箍筋闭合效应当改变箍

12、筋用挂钩代替焊接封闭箍筋，混凝土试件性能增强明显减少。焊接箍筋增强的直径和箍筋间距相同，他们的间距为20毫米的钩箍筋碎石混凝土试件的记录提高42%对应于97%。弯钩箍筋应变为0.0058对应于焊接箍筋的0.0109。当箍筋采用相同的配置白云石混凝土，所记录的强度增强51%与焊接箍筋74%和应变记录是0.0049与焊接箍筋0.0098。玄武岩的混凝土，所记录的强度增强24%与焊接箍筋32%和相应的应变为0.0045与0.0057焊接箍筋。值得注意的是，焊接箍筋达到屈服强度时，箍筋间距为20毫米，钩箍筋未达到屈服强度。焊接箍筋保证所有试样周围的侧向压力的应力传递到屈服强度。同时，钩箍筋在经历了一些

13、变形故障前钩。这种变形导致的侧向约束的损失。4.3箍筋间距的影响在这项研究的结果表明，在所有类型的骨料混凝土柱的强度和延性在0.7%横向钢筋的体积比使混凝土获得很少的增强。当横向钢筋的体积比为1.4%的增强更有效。用于焊接箍筋试件的强度和延性的提高是令人印象深刻，当横向钢筋的体积比达到2.8%，如表1所示。在强度和延展性的有价值的改进得到钩箍筋标本，但不作为与焊接箍筋的标本。加强混凝土元素与在横向钢筋混凝土芯的体积比的增加，在以前的报告中是行之有效的。5.敏感性分析为了检验的研究结果的稳健性，敏感性分析进行测试的强度，对于每一种类型的粗骨料用于调查以及箍筋的封闭类型对应的应变的变化。敏感性分析

14、的结果，提出以下。5.1约束混凝土的强度下面的关系表明，约束混凝土的强度，相对灵敏度，相对于焊接箍筋间距S 图3显示了输出的实验作为混凝土承压强度与间隔的焊接箍筋的标本。本文结果为平均每两个复制的标本。这个图展示了不同类型的混凝土的灵敏度，用于调查关于强度增强。白云石的具体记录最高的优势为各级约束。另一方面，砾石记录最高的灵敏度和增强与侧向约束的混凝土强度变化。玄武岩的具体记录在侧向约束的增加最少的响应。它可以让人注意，白云石混凝土强度比碎石混凝土在低水平的限制，但在较高的横向钢筋的强化，提高碎石混凝土取代白云岩的混凝土。公式：（1）（3）与0.63，0.45和0.30的值，反映的是使用的类型

15、的砂砾，白云石的灵敏度，和玄武岩当用作混凝土粗骨料。用钩箍筋的混凝土试件，得到如下的关系； 图3 焊接箍筋间距对强度的影响。 图4 对力封闭箍间距的影响图4对试样的强度的实验研究结果，当被钩住箍筋。混凝土力学性能在不同类型的改善是类似于改进的标本被焊接箍筋在他们彼此的关系混凝土强度。然而，所有三种类型在强度值的增强当箍筋弯曲的几乎是线性的，它在焊接箍筋的情况下是非线性的.白云石混凝土最高强度比碎石混凝土和玄武岩混凝土有显著性差异。同时，白云岩具体记录在相对于碎石混凝土的侧向约束加剧强度小的改进。相对灵敏度，相对于焊接箍筋间距S。公式：（4）（6）；0.38，0.36，和0.26的敏感性；分别代

16、表砾石，白云石，和玄武岩混凝土箍筋间距的变化。5.2最大应力的应变下面的关系表明，在最大应力，应变的相对灵敏度的，相对于焊接箍筋间距；图5显示测试试样的抗焊接约束箍筋间距的应变。砾石和白云石的混凝土有很密切的值稍有利于碎石混凝土在较高水平的限制。而报告的玄武岩混凝土的值与其他类型的约束较低时，由于侧向约束增加获得低得多。公式：（7）（9）与1.22，1.01和0.52的值，反映的是使用的类型的砂砾，白云石的敏感性，并与最大应力对箍筋间距相对于玄武岩应变。图6对试样的实验研究结果，当被钩住箍筋。在塑性混凝土的不同类型的改进与提高标本在他们彼此的关系被焊接箍筋的延性。然而，在峰值的值的增强当箍筋钩

17、几乎是线性的所有三种类型，它是非线性的情况下焊接箍筋。白云石混凝土的最高强度对碎石混凝土和玄武岩混凝土有显著性差异。同时，白云岩具体记录在相对于碎石混凝土的侧向约束加剧强度小的改进。公式：（10）（12）；0.000062，0.000048，和0.000034的敏感性；分别代表砾石，白云石，和玄武岩混凝土。 图5 影响焊接箍筋间距对峰值应变图 图6 闭合环间距的影响，峰值应变6.结论在此基础上进行了实验方案和分析，可以得出以下结论：传统的参数，如混凝土强度，钢筋的屈服强度的限制，体积的围加固的混凝土芯率，对围钢筋间距，横向钢筋直径，柱的尺寸，以及横向配箍结构不足以预测的混凝土元件的机械和行为。

18、控制参数的矩阵，骨料，和他们的变化需要深入研究以确定其对混凝土的强度和延性性能的影响。研究表明三种类型的粗骨料用于有侧向约束混凝土柱基于骨料应用型的预期行为效果。硅质砾石混凝土经历大的提高，当横向钢筋比容积率1.4%时强度和延性大大提高。提高强度达到97%时的体积比为2.8%，箍筋焊接。相应的应变为0.0109。白云石较少的增强的强度和应变与碎石混凝土类似。强度增强74%和相应的应变为0.0098为同以前的标本。研究中使用的玄武岩增强明显的降低相对于其他两种类型的的强度和应变。强度增强32%和相应的应变为0.0057对同一标本。骨料圆协助分发的侧向约束和有经验的高应力混凝土单元。另一方面，角状

19、颗粒造成应力集中，降低元件的经历相同的高压力的能力。焊接用箍筋证明周围的混凝土试件的均匀性侧压力。该均匀侧压力放大了侧向约束对混凝土柱性能的影响相对于钩箍筋的作用。在目前的实验程序证明,减少横向加固，以增加横向钢筋的体积比为核心的行为是提高混凝土强度的方法，特别是如果这个比例是1.4%或更高。工具书类1 R.E. Richart, A Study of the Failure of Concrete Under Combined Compressive Stresses, Engineering Experiment Station, University of Illinois, Urban

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