陶粒混凝土的力学性能及其在电缆沟的应用研究
电缆沟是城市电力工程中重要的基础工程设施，而陶粒混凝土具有轻质高强、绿色环保的的优势，将陶粒混凝土运用于电缆沟构件中有利于解决普通混凝土电缆沟强度较低、材料自重较大、运输与安装不便且工程经济性低等问题。但是目前运用陶粒混凝土作为承重结构的工程实例较少，关于陶粒混凝土、陶粒混凝土预制电缆沟的力学性能能否满足实际工程中使用需求仍有待探究。 本文通过探究不同配合比对陶粒混凝土力学性能的影响规律，获得适用于预制电缆沟构件的陶粒混凝土最佳配合比，再通过电缆沟构件抗裂性能试验与ABAQUS有限元模拟试验评估了陶粒混凝土电缆沟的力学性能，主要工作如下： （1）通过试配试验以及正交试验，探究了水泥用量、砂率、净用水量、粗细骨料松散堆积总体积四个因素对陶粒混凝土的坍落度、立方体抗压强度、干表观密度的影响。结果表明，水泥用量、砂率、净用水量对于陶粒混凝土的坍落度、抗压强度、干表观密度影响较大； （2）通过单因素试验，探究了水泥用量、砂率、水灰比、钢纤维体积率对陶粒混凝土立方体抗压强度、抗折强度、受压弹性模量等力学性能及干表观密度的影响规律，重点讨论了钢纤维体积率对陶粒混凝土力学性能的影响。结果表明，陶粒混凝土的力学性能受到水泥用量和砂率的共同影响，水灰比对于陶粒混凝土影响程度较低；钢纤维体积率每提升1％，陶粒混凝土的抗压强度提升约10％，抗折强度提升约30％，受压弹性模量提升约30％，干表观密度仅提升约3％； （3）通过预制电缆沟构件抗裂试验，重点对比了普通混凝土、陶粒混凝土、钢纤维陶粒混凝土三种混凝土电缆沟构件的破坏形态、跨中位移－荷载曲线、钢筋应力－荷载曲线，评估了陶粒混凝土电缆沟及钢纤维陶粒混凝土电缆沟的力学性能及工程优势。结果表明，普通混凝土预制电缆沟构件的裂缝荷载为119KN，破坏荷载为349KN；陶粒混凝土预制电缆沟构件的裂缝荷载为121KN，破坏荷载为280KN；加入1％的钢纤维的陶粒混凝土预制电缆沟构件的裂缝荷载为137KN，破坏荷载为334KN；钢纤维电缆沟构件与普通混凝土电缆沟构件的承载能力相近，但是钢纤维陶粒混凝土预制电缆沟构件自重降低了19.6％； （4）通过ABAQUS有限元模拟试验，验证了电缆沟力学性能试验的可靠性。结果表明，有限元模拟试验中电缆沟在使用荷载下的破坏形态及跨中位移荷载曲线与实际试验结果相似，模拟试验与实际试验相吻合，试验结果可靠。
预制电缆沟;陶粒混凝土;配合比;力学性能
重庆交通大学
硕士
力学
韩西
2023
中文
TU528.062
2023-09-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）