1. 研究目的与意义
传统混凝土阻尼性能差,难以依靠材料自身阻尼实现建筑结构自减振目标。长期以来,普通混凝土的阻尼值一直偏低的问题严重制约着混凝土构筑物的动力学性能,若能在保证混凝土足够强度的条件下,提高混凝土的阻尼性能,其工程意义十分巨大。
然而目前阻尼性能的研究主要集中于金属和聚合物材料,对于全世界用量最大的 结构材料混凝土来说,由于其自身的阻尼能力低,在建筑结构设计中一般将其 视为定值,一直没有得到人们的足够重视,研究进展较为缓慢。
研究高阻尼混凝土的关键问题是解决材料的强度、阻尼及成本三者之间的关系。目前存在的问题是强度高的结构材料阻尼值小,变形能力小,而阻尼高的材料强度低,没有足够的承载能力,因而不能作为结构材料使用。此外,高阻尼混凝土大量使用高分子材料,其成本要高于普通混凝土,如果在工程中大量使用,势必会增加工程造价。
2. 国内外研究现状分析
2、混凝土阻尼的研究进展:
研究背景;阻尼是材料和结构重要的动力学特性之一。阻尼的分类主要分为两类,即材料阻尼和结构阻尼。由于影响混凝土阻尼值的因素众多,如混凝土的强度、混凝土构件的配筋率,混凝土结构间的连接方式等。而且对于阻尼的测量方法现在并没有一个统一的标准,各种试验方法和试验仪器的改变,都会带来混凝土及其制品阻尼值的测量结果的巨大差异。物理现象上区分,可以将阻尼的产生机理分为5类:
(1)工程材料的材料阻尼
3. 研究的基本内容与计划
自波特兰水泥出现以来,以水泥作为主要胶凝材料的混凝土,因其抗压强度高、耐久性好、价格低廉等优点,已发展成为用量最多,使用范围最广的建筑材料,目前已被广泛应用于建筑、桥梁、隧道、水港码头和道路等多个领域。随着高层大跨及有特殊功能要求的建筑物的设计建造,混凝土必须朝着更高强度、更高耐久性和更高可靠性的方向发展,在这种背景下,超高性能混凝土应运而生。超高性能混凝土,又称活性粉末混凝土,是继高强、高性能混凝土之后,出现的一种力学性能和耐久性更加优越的新型建筑材料。
最近几年,由于建筑结构像高层、大跨度及重型化发展,结构截面尺寸、结构自重的使用大大的减少,传统混凝土目前已经不能满足新时代建筑的要求,而高强性能混凝土的出现恰好满足了当代土木工程界的需求。活性粉末就是在这样时代背景下研究出来的。
与传统混凝土相比,超高性能混凝土有很多优点: 超高性能混凝土的抗压强度高于 150 mpa,约是传统混凝土的 3 倍以上。超高性能混凝土具有优异的韧性和断裂能,和高性能混凝土相比,超高性能混凝土的韧性提高了 300 倍以上,和一些金属相当,使得混凝土结构在超载环境下或地震中具有更优异的结构可靠性。超高性能混凝土具有优异的耐久性能,可大幅度提高混凝土结构的使用寿命,减小混凝土结构的维修费用。超高性能混凝土几乎是不渗透性的,几乎无碳化,氯离子渗透和硫酸盐渗透也几乎为零。超高性能混凝土优异的耐磨性能延长了桥梁的使用寿命,而超高性能混凝土的抗腐蚀性能为混凝土结构在恶劣环境下提供了保护。在开裂情形下,由于超高性能混凝土存在大量未水化水泥颗粒,使得混凝土具有自修复功能。超高性能混凝土结构自重约是传统混凝土结构的 1 /3 或 1 /2,显著降低了静荷载。自重的减少有利于制造更细长的建筑结构,降低了混凝土结构的厚度,节省了材料和成本,降低工程总造价。
4. 研究创新点
橡胶集料超高性能混凝土
