泡沫混凝土的单轴抗压力学特性研究

制备了3种不同密度的泡沫混凝土,在4种龄期阶段对不同密度的泡沫混凝土的压缩力学性能进行了测试。研究了龄期、密度对泡沫混凝土单轴受压的应力-应变曲线的影响,在此基础上提出了考虑龄期、密度影响下的泡沫混凝土单轴抗压应力-应变关系表达式。表达式均采用多项式,最高次为4次。研究结果表明:在单轴压缩下泡沫混凝土的峰值应力随龄期的增加而增大,密度大的峰值应力增长速率要高,尤其在低龄期时最为明显,但泡沫混凝土随着龄期的增加,峰值应力增长速率是降低的;密度为400～800kg/m3的泡沫混凝土龄期从3～28d峰值应力增加了2倍左右,范围在0.2～3.5MPa之间。

轻质泡沫混凝土的劈裂破坏力学行为分析

利用平台巴西圆盘加载方式和钢质压条加载方式,对两种厚度为25mm和50mm、不同密度的轻质泡沫混凝土(400～1000kg/m3)进行巴西圆盘劈裂试验,研究密度和厚度对泡沫混凝土裂纹宽度、劈裂强度、断裂韧度、断裂能的影响规律。结果表明,在橡胶垫平台巴西圆盘和钢质压条加载方式下,其劈裂断裂特征大致分为四个阶段:线性弹性段、非线性弹性段、起裂阶段、失稳阶段。同样加载率下最大裂纹宽度随着泡沫混凝土密度增加逐渐减小,劈裂拉伸强度、断裂韧度、断裂能呈幂函数形式增加。借鉴Reinhardt非线性软化曲线,对不同密度泡沫混凝土的应力软化关系进行曲线拟合,建立基于拉伸强度、断裂韧度等控制参数的应力-裂纹宽度关系三段式模型。基于试验结果,对理想多孔材料细观力学预测模型进行修正,获得泡沫混凝土孔隙率与拉伸强度的半经验公式。