• ISSN 0258-2724
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钢渣细骨料混凝土单轴受压应力-应变关系试验研究

薛刚 付乾 周海峰 孙立所

薛刚, 付乾, 周海峰, 孙立所. 钢渣细骨料混凝土单轴受压应力-应变关系试验研究[J]. 西南交通大学学报, 2022, 57(6): 1165-1174. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210099
引用本文: 薛刚, 付乾, 周海峰, 孙立所. 钢渣细骨料混凝土单轴受压应力-应变关系试验研究[J]. 西南交通大学学报, 2022, 57(6): 1165-1174. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210099
XUE Gang, FU Qian, ZHOU Haifeng, SUN Lisuo. Experimental Study on Stress-Strain Relationship of Steel Slag Fine Aggregate Concrete Under Uniaxial Compression[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2022, 57(6): 1165-1174. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210099
Citation: XUE Gang, FU Qian, ZHOU Haifeng, SUN Lisuo. Experimental Study on Stress-Strain Relationship of Steel Slag Fine Aggregate Concrete Under Uniaxial Compression[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2022, 57(6): 1165-1174. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210099

钢渣细骨料混凝土单轴受压应力-应变关系试验研究

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20210099
基金项目: 国家自然科学基金(52168032)
详细信息
    作者简介:

    薛刚(1968—),男,教授,研究方向为新型混凝土材料与结构,E-mail:xuegang-2008@126.com

  • 中图分类号: TU528

Experimental Study on Stress-Strain Relationship of Steel Slag Fine Aggregate Concrete Under Uniaxial Compression

  • 摘要:

    为研究钢渣细骨料在混凝土中的适用性及钢渣细骨料混凝土的轴压本构模型,进行了钢渣细骨料的物理化学性能试验,并对钢渣细骨料的稳定性进行测试分析;在此基础上,制备了6组不同钢渣细骨料掺量的钢渣混凝土立方体及棱柱体试件,研究了钢渣细骨料混凝土的单轴受压性能. 研究结果表明:本文选用钢渣的游离氧化钙含量、压蒸粉化率均满足相关规范要求,适用于混凝土细骨料;钢渣细骨料混凝土破坏的脆性特征更加明显,比普通混凝土的抗压强度有明显提高;钢渣混凝土棱柱体抗压强度与立方体抗压强度比值为0.80 ~ 0.86;可依据Carreira and Chu模型及Wee模型对钢渣混凝土本构关系进行分段描述,分段式本构模型与实测钢渣细骨料混凝土的应力-应变曲线基本吻合.

     

  • 图 1  钢渣细骨料级配曲线

    Figure 1.  Grading curves of steel slag fine aggregate

    图 2  钢渣细骨料

    Figure 2.  Steel slag fine aggregate

    图 3  钢渣混凝土棱柱体轴心抗压试验装置

    Figure 3.  Axial compressive test apparatus for steel slag concrete prisms

    图 4  混凝土立方体试件破坏现象

    Figure 4.  Failure phenomenon of concrete cube specimens

    图 5  普通混凝土及钢渣细骨料混凝土轴压破坏形态

    Figure 5.  Failure modes of ordinary concrete and steel slag fine aggregate concrete under axial compression

    图 6  钢渣细骨料不同替代率下混凝土单轴受压应力-应变曲线

    Figure 6.  Stress-strain curves of concrete under uniaxial compression under different substitution rates of steel slag fine aggregate

    图 7  试验曲线与模型曲线对比

    Figure 7.  Comparison of test curves and modelt curves

    图 8  确定系数及取值区间

    Figure 8.  Determine coefficient and value interval

    图 9  上升段参数D对曲线的影响

    Figure 9.  Influences of ascending stage parameter D on the curves

    图 10  上升段参数D与替代率关系

    Figure 10.  Relationship between the ascending stage parameter D and the substitution rate

    图 11  下降段参数与替代率的关系

    Figure 11.  Relationships between the descending parameters and the substitution rate

    图 12  试验曲线与本文建立模型曲线对比

    Figure 12.  Comparison of test curves and model curves established in this paper

    表  1  钢渣主要化学成分

    Table  1.   Main chemical composition of steel slag

    化学成分CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOf-CaO其他
    质量分数/%36.523.09.010.07.51.212.8
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    表  2  骨料物理性能指标

    Table  2.   Physical properties of aggregate

    材料表观密度/
    (kg·m−3
    细度模数松散堆积密度/(kg·m−3吸水率/%含水率/%
    26012.8715660.900.50
    钢渣细骨料34402.9418003.700.25
    石子268114500.800.50
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    表  3  钢渣细骨料混凝土配合比

    Table  3.   Mix proportion of steel slag fine aggregate concrete kg

    试验编号水泥粉煤灰河砂钢渣细
    骨料
    碎石减水剂
    NC32357795.0010541715.7
    SSC-10%715.579.5
    SSC-30%556.5238.5
    SSC-50%397.5397.5
    SSC-70%238.5556.5
    SSC-100%0795.0
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    表  4  棱柱体抗压强度与立方体抗压强度

    Table  4.   Prism compressive strength and cube compressive strength

    试验编号fc(ssc)/MPafcu(ssc)/MPafc(ssc)/fcu(ssc)
    NC33.445.10.74
    SSC-10%37.947.40.80
    SSC-30%39.048.90.80
    SSC-50%41.850.50.83
    SSC-70%46.353.60.86
    SSC-100%41.449.20.84
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-02-23
  • 修回日期:  2021-05-18
  • 网络出版日期:  2022-08-16
  • 刊出日期:  2021-06-11

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