煤系矸石混凝土材料强度及细观破坏模拟研究

摘要

为研究煤系高岭岩替代煤矸石对煤系矸石混凝土的影响，以煤系高岭岩掺量为研究因素，制备煤系矸石混凝土。测试了煤系矸石混凝土的抗压强度与劈裂抗拉强度，对其破坏形态进行了分析，基于ABAQUS建立了细观压拉破碎仿真模型，对其破坏过程进行了模拟。采用NMR技术，分析了煤系矸石混凝土的孔隙结构特征。结果表明，煤系高岭岩的掺入可提升煤系矸石混凝土的强度，当掺量达到60%时，煤系矸石混凝土的28 d抗压强度最大为19.9 MPa,劈裂抗拉强度最大为2.57 MPa。随着煤系高岭岩掺量的上升，煤系矸石混凝土孔隙率下降明显，孔隙分布得到优化。ABAQUS模拟显示，细观压拉破碎仿真模型能较好地描述煤系矸石混凝土的力学特性、破坏模式和内部损伤演化过程。

关键词

煤矸石 / 煤系高岭岩 / 混凝土 / 抗压强度 / 细观仿真