不同养护温度及砂率对衬砌混凝土力学性能的影响

主要研究在高温养护下不同砂率对衬砌混凝土各力学性能的影响,采用高温养护箱来模拟高地温隧洞真实的温湿环境对不同砂率(15%、25%、35%、45%、55%)的混凝土试块进行高温养护,然后对养护龄期为7 d、28 d的混凝土试块进行力学试验,获得不同砂率的混凝土试块的抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量。研究结果表明,在同一养护温度下,混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量随砂率的增大先增大后减小;在相同的砂率配比下,养护温度越高,混凝土的各力学性能均有所下降;养护龄期为7 d的混凝土抗压强度及劈裂抗拉强度随砂率的增大,其变化程度基本高于养护龄期为28 d的,而对于混凝土的弹性模量则表现出相反的规律。经过综合分析,砂率为35%时混凝土的各力学性能达到最佳。     

不同龄期混凝土断裂试验研究

为探究不同混凝土的双K断裂参数和材料基本参数(抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量)的内在联系,开展了龄期为2,3,7,21,28,60,90 d混凝土的力学性能试验及三点弯曲梁断裂试验,分析了不同龄期混凝土的力学性能与断裂性能。结果表明:混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量与双K断裂参数随龄期的变化趋势基本一致;各个龄期混凝土的双K断裂参数与材料基本参数近似满足双线性关系。以材料基本参数作为输入参数,借助扩展有限元软件模拟不同龄期试件的断裂过程,得到各个龄期下的P-CMOD曲线及双K断裂参数计算值,与实测结果对比,两者吻合良好。     

锂渣、钢渣高性能混凝土强度的试验研究

采用正交的试验方法,以混凝土强度3,7,28,90 d龄期的抗压强度和28 d龄期的劈裂抗拉强度作为评价指标。试验结果表明水胶比以0.27为最优,以28 d龄期为准,由试验确定的最佳锂渣和钢渣掺量分别为10%和20%,锂渣、钢渣高性能混凝土28d劈裂抗拉强度在一定程度上与其抗压强度呈现比例关系。在最优水胶比条件下,锂渣、钢渣高性能混凝土的28 d龄期及28 d龄期以后的抗压强度均高于常规混凝土和单掺锂渣混凝土,同时,7²8 d龄期的锂渣、钢渣混凝土强度增长幅度最大且最优。     

橡胶混凝土力学性能的试验研究

橡胶混凝土因其优越的材料性能而具有较好的应用前景,而强度的降低成为关键问题。试验以强度C25的普通混凝土为基准,用废旧轮胎橡胶颗粒等体积取代细骨料制成橡胶混凝土,研究不同橡胶颗粒粒径和掺量对混凝土力学性能的影响。研究结果表明:橡胶混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均较基准混凝土的小,且随着橡胶掺量的增加而逐渐减小。拉压比较基准混凝土的大,且随着橡胶掺量的增加有增大的趋势。另外试验结果也显示,橡胶的掺入增强了混凝土的韧性,可为橡胶混凝土的实际应用提供技术支持。     

水泥比表面积对碾压混凝土力学性能的影响

为探索粗水泥用于提高碾压混凝土(RCC)抗裂性的可行性,首先要研究水泥比表面积对RCC力学性能的影响.测试了5种比表面积(258～413 m2/kg)的P·I水泥胶砂强度等物理性能,分析了这5种水泥配制的三级配RCC力学性能及极限拉伸值的差异.结果表明,比表面积为258 m2/kg的粗P·I水泥仍满足42.5水泥强度要求;RCC抗压强度、轴心抗拉强度基本不随水泥比表面积的变化而变化;粗水泥配制的RCC的28 d抗拉弹模较低且极限拉伸值较大,90 d、180 d的抗压强度增长率、轴心抗拉强度增长率及抗拉弹模增长率均较大,说明粗水泥有助于提高RCC的抗裂性能.     

混杂纤维改善LC30轻骨料混凝土性能试验研究

以LC30轻骨料混凝土为试验对象,研究了轻骨料预湿时间对混凝土抗压强度的影响,考虑了将体积率0．75%和1．5%的钢纤维分别与掺量600g/m3和1200g/m3的聚丙烯纤维单掺或混掺对混凝土拌合物工作性能、抗压强度、劈裂抗拉强度、拉压比、静力受压弹性模量的影响。结果表明,轻骨料混凝土3d抗压强度随预湿时间的延长有所降低,28d抗压强度有所增加;除单掺聚丙烯纤维对混凝土抗压强度呈现负增强效应外,其余纤维均能有效改善混凝土的力学性能;采用混掺体积率0．75%的钢纤维,600g/m3的聚丙烯纤维,在节省1/2钢纤维的基础上,表现出较好的协同混杂效应,尤以劈裂抗拉强度最为显著。     

环境因素对混凝土强度特性的影响

通过对哑铃形混凝土试件和立方体试件进行轴心抗拉、轴心抗压、劈裂拉伸试验,研究了混凝土在不同温度、湿度条件下的力学性能,并从微观角度指出混凝土内部孔隙中的自由水是引起混凝土力学特性变化的重要因素。试验分析表明：混凝土在低温下其轴心抗压强度、轴心抗拉强度和劈拉强度与在室温下相比有所提高,而在饱和条件下却降低了;饱和混凝土在低温条件下的强度有较大幅度提高。     

混合粗骨料混凝土性能的模型研究

该文利用并联模型和串联模型对混合粗骨料混凝土的性能进行了研究,并用试验验证。研究表明,卵石和灰岩碎石混合粗骨料混凝土的静力抗压弹性模量、抗压强度和劈裂抗拉强度随龄期的增长规律与单一品种粗骨料混凝土一致,混合粗骨料对混凝土的力学性能无不良影响,可以用于工程;串联模型和并联模型在计算混合粗骨料混凝土的静力抗压弹性模量、抗压强度、劈裂抗拉强度和线膨胀系数的偏差均小于10%,与试验值接近。其中,串联模型计算前三项性能指标更准确,而并联模型计算线膨胀系数较准确。     

不同基体强度钢纤维混凝土劈拉性能研究

研究分析了混凝土中加入钢纤维后其劈裂抗拉强度的变化规律。分析结果表明:强度越高的混凝土掺入钢纤维后其劈裂抗拉强度的增长幅度越大,超高强混凝土在钢纤维体积掺量达到3%时劈裂抗拉强度增长率仍在提高。但对于强度相对较低的混凝土,钢纤维体积率达2%之后劈拉强度增长率已不再提高。     

高性能铁尾矿细骨料再生混凝土碳化力学性能试验研究

为了提高废弃物的利用程度,以交通工程所用混凝土为研究对象,对不同铁尾矿细骨料掺入比例下的再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度及其变形性能进行试验研究。结果表明:尾矿掺量的增加,使混凝土的立方体抗压强度在碳化前后均出现先增大后降低的趋势,峰值点时掺量为３０％;使劈裂抗拉强度值与轴心抗压强度值出现不同的波动,但碳化前后的峰值点时掺量为２０％ ～４０％;使再生混凝土的峰值应变与弹性模量均出现不同程度的降低,碳化龄期越长,降低幅度近乎越大。整体上,当尾矿掺量为３０％时,使再生混凝土的性能达到或超过普通混凝土,通过研究,为铁尾矿再生混凝土的普及应用提供了理论基础。     

基于欧洲规范的钢纤维陶粒混凝土力学性能试验研究

在欧洲规范ＣＥＢ－ＦＩＰＭｏｄｅｌＣｏｄｅ1990可计算出普通混凝土任意龄期的抗压强度、劈拉强度与 弹性模量的基础上,通过测试不同钢纤维掺量的陶粒混凝土在不同龄期（1ｄ、2ｄ、3ｄ、5ｄ、7ｄ、14ｄ、28ｄ） 时的抗压强度、劈拉强度和弹性模量,并与理论值作对比,验证现有欧洲规范对钢纤维陶粒混凝土力学 性能随龄期发展规律预测的适用性和准确性。研究表明:欧洲规范对钢纤维陶粒混凝土力学性能随龄 期发展规律在最初的5ｄ或3ｄ并不适用;采用1ｄ、28ｄ抗压强度、劈拉强度与弹性模量计算其他各龄期 的抗压强度、劈拉强度与弹性模量小于采用7ｄ、28ｄ抗压强度、劈拉强度与弹性模量计算得到的相对误 差的最大值。建议采用1ｄ、28ｄ的抗压强度、劈拉强度和弹性模量计算掺钢纤维的陶粒混凝土任意龄 期的抗压强度、劈拉强度与弹性模量。     

锈染骨料对湿筛与全级配大坝混凝土力学性能的影响对比

为分析锈染粗骨料对大坝混凝土力学性能的影响,对比测试不同骨料工况湿筛及全级配混凝土的抗压、劈拉及轴向拉伸性能。结果表明:锈染物附着在原岩表层,厚约3~5 mm,锈染骨料的强度略低于无锈染骨料,且压载过程中存在劈裂剥离现象;锈染物降低了混凝土的力学性能,锈染骨料混凝土的抗压、劈拉及轴拉强度降低率分别在5%、10%及13%以内,但随龄期的增长而减小;全级配混凝土劈拉强度、轴拉强度及极限拉伸值分别为湿筛混凝土的70%～79%、56%～62%及56%～63%;试件断面内部特大石及大石分布相对均匀、有被拔出或拉断的情况,锈染骨料切口可见锈染物。研究成果可为锈染骨料对混凝土的性能影响评价及在大坝中的合理应用提供技术支撑。     

后掺粗骨料工艺对高性能泵送混凝土性能影响研究

为解决建筑工程中高性能泵送混凝土的环境问题、成本问题,基于粗骨料嵌锁效应和界面水灰比强度理论,在保证高性能和泵送要求的条件下,提出了后掺骨料工艺,并对不同粗骨料后掺比例下的混凝土进行了力学性能和抗冻性能的研究。结果表明,随着粗骨料后掺比例的增大,7 d、28 d混凝土抗压强度持续增大,而28 d混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度均呈先增大后减小的趋势;在冻融循环作用下,质量损失率的上升速率呈先减小后增大的趋势,而抗压、抗拉、抗折强度、动弹性模量以及超声波速的下降速率均呈先减小后增大的趋势。据此建议本C30高性能泵送混凝土的粗骨料最佳后掺比例为20%。     

乌东德大坝低热水泥全级配混凝土强度性能试验研究

为正确评价乌东德大坝低热水泥混凝土的强度性能,在施工现场分春夏秋冬4次浇筑成型低热水泥全级配和湿筛混凝土试件,开展不同龄期混凝土抗压强度、劈拉强度、轴压强度和弹性模量试验研究。根据试验结果,对低热水泥混凝土强度性能的时变特性及全级配和湿筛混凝土强度性能的换算关系展开分析。结果表明,不同季节低热水泥混凝土的抗压和劈拉强度均达到设计强度;365d龄期混凝土强度性能相较于设计龄期仍有明显增长;低热水泥全级配和湿筛混凝土抗压和劈拉强度的换算关系均服从正态分布,具有95%保证率的换算关系分别为0.68和0.62。实际大坝工程,建议根据分析需要选用平均值或95%保证率的比值作为换算关系。     

有侧压混凝土动态劈拉力学性能试验研究

为模拟混凝土结构在地震等动态荷载作用下的真实应力状态,进行不同侧压力下的混凝土动态劈拉试验。对混凝土劈拉强度、峰值应变、弹性模量等力学性能与应变速率、侧压力之间的变化规律展开深入的分析,并基于统计分布理论改进了Mazars劈拉本构模型。研究结果表明,侧压力作用下混凝土劈拉受荷的力学性能仍具有率效应,应变速率和侧压力的增大均会引起混凝土劈拉强度与劈拉弹性模量的提高,混凝土动态峰值应变会随侧压力增大呈现出先减小后增大的变化规律。改进后的本构模型对不同侧压力下的混凝土动态劈拉应力-应变曲线拟合效果都很好,其中上升段拟合参数c值受应变速率与侧压力的双重影响,而下降段拟合参数A_T和B_T值则主要由试验条件决定。与其他学者的数据进行拟合比较,可以发现该模型具有很好的适用性。     

混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的试验研究与强度计算

为探究混杂钢-聚丙烯纤维混凝土力学性能,基于复合材料强度理论,在试验研究的基础上,对混凝土强度对比试验结果进行数值分析,并根据试验结果规律,给出了混杂钢-聚丙烯纤维混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和轴心抗拉强度的计算式,以及各强度间的关系。通过数理统计方法分析研究了混杂纤维混凝土中纤维体积率、长径比对强度的影响,确定了计算模式中的待定参数。从强度计算式中不同纤维对应的影响系数可以看出,对混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的强度起决定作用的是钢纤维的体积率和长径比;混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的强度计算式与关系式拟合效果良好,可为同行业研究者们和工程应用提供参考。     

再生细骨料对混凝土力学性能及抗冻性能研究

再生细骨料是废弃混凝土再加工的产物。为了促进再生细骨料的工程应用,采用不同再生细骨料取代率,对混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和评定抗冻性能的动弹性模量及质量损失率进行研究。结果表明,再生细骨料取代率越大,混凝土抗压强度下降趋势越明显;经28 d 养护后,龄期对再生混凝土抗压强度影响不显著;掺加了再生细骨料的混凝土,其劈裂抗拉强度普遍高于对照组,劈裂抗拉强度随着再生细骨料取代率的增加呈现出先增大后减小的趋势,取代率达到20％后,劈裂抗拉强度趋于稳定;通过构建抗压强度及劈裂抗拉强度间关系,提出了再生细骨料作用下混凝土劈裂抗拉强度与抗压强度的经验回归公式;同时,随着冻融次数的增加,再生细骨料取代率越大,混凝土的动弹性模量下降率及质量损失率也随之增大,冻融次数达到75次,部分试块出现冻坏现象,较高再生细骨料取代率的混凝土表现出较差的抗冻性能。     

超缓凝高强混凝土配合比设计及性能研究

通过外加剂优选及配合比设计,配制了满足三峡工程某码头吊梁设计及施工要求的超缓凝高强度混凝土,并研究了施工工艺对该混凝土性能的影响。试验结果表明,该混凝土具有轴拉强度、劈裂抗拉强度、极限拉伸、抗压弹性模量、抗拉弹性模量、干缩率等力学及变形性能好,超缓凝,和易性优良且高流动性等特点。最后,对该混凝土的超缓凝高强度性能机理进行了探讨。