高温后RPC立方体抗压强度退化规律研究

为摸清活性粉末混凝土(RPC)的高温爆裂情况及高温后立方体抗压强度的退化规律,对300个70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的RPC立方体试件和120个40 mm×40 mm×160 mm的RPC棱柱体试件进行高温试验与高温后抗压试验,考察纤维种类、纤维掺量、温度、尺寸效应等因素对RPC立方体抗压强度及受压破坏特征的影响。结果表明：单掺钢纤维体积率为2%或单掺聚丙烯纤维体积率为0.3%时可以有效防止RPC发生爆裂;钢纤维可以有效提高RPC高温后立方体抗压强度并改善其受压破坏特征,聚丙烯纤维对抗压强度有不利影响． 高温后RPC立方体抗压强度随经历温度的升高呈先增大后减小的变化规律,通过回归分析,建立了RPC立方体抗压强度随温度变化的计算公式．     

RPC材料的抗折强度尺寸效应研究

为了研究活性粉末混凝土材料（RPC）的抗折强度尺寸效应，采用3种试块测量RPC材料抗折强度。通过统计分析、数据拟合，并应用Bazant断裂力学尺寸效应理论分析RPC材料尺寸效应现象。结果表明：RPC材料试块的尺寸越小，其抗折强度越大，具有明显的尺寸效应现象；基于Bazant能量释放的尺寸效应和无切口情况下的尺寸效应分别在一定的尺寸范围内与试验结果吻合良好，但是不适用于全尺寸范围；本文提出的修正公式在全尺寸范围内都能较好反映RPC抗折强度．     

活性粉末混凝土力学性能试验

为了研究活性粉末混凝土（RPC）的基本力学性能,在查阅各国相关文献的基础上,进行了一系列RPC力学性能试验和试验数据分析,得到了RPC的抗压强度、劈裂强度、弹性模量、泊松比、钢筋与RPC的黏结强度等数据,比较了钢筋在RPC和普通混凝土（NC）中的黏结性能,分析了RPC的应力一应变关系。结果表明：RPC的棱柱体应力一应变关系曲线接近于直线,为脆性材料;其力学性能总体上优于普通混凝土;泊松比可取为0．2,劈裂强度、弹性模量及轴心抗拉强度等可采用普通混凝土的经验公式进行计算。     

活性粉末混凝土强度影响因素研究

研究养护时间和钢纤维掺量对活性粉末混凝土抗折、抗压强度的影响,探索低成本、超高强高性能活性粉末混凝土的配制技术,旨在促进活性粉末混凝土的推广应用.     

超高韧性水泥基材料的制备技术

分别采用活性粉末混凝土（RPC）和渗浇钢纤维混凝土（SIFCON）两种制备工艺,根据水泥基材料结构的多尺度特征,研究了由碳酸钙晶须和微钢纤维复合增强的超高韧性水泥基材料（Ultra-High-Toughness Cementitious Composite,简称UHTCC）的制备技术,测试UHTCC不同配比的抗压强度、抗折强度、抗弯强度以及单轴拉伸性能,采用折压比、韧性指数等多个指标对UHTCC的韧性进行了评价。试验表明：UHTCC的抗压强度、抗折强度、抗弯强度以及延性和韧性都远高于普通钢纤维混凝土,其抗弯强度最高达65.1 MPa、韧性指数I₂₀最高达49.21,单轴拉伸试验时呈现明显的假应变硬化行为,极限拉应变可达4%~8%。相对而言,利用SIFCON工艺制得的水泥基材料韧性更高。     

硅灰掺量对活性粉末混凝土(RPC200)性能的影响

为了解硅灰对活性粉末混凝土性能的影响,以及硅灰在活性粉末混凝土中的增强机理,通过试验分析,讨论了活性粉末混凝土中硅灰掺量变化对混凝土密度、相对密度和抗压强度等性能的影响.硅灰的微填充效应有利于提高活性粉末混凝土的密度和相对密度,而火山灰效应有利于提高其强度.当硅灰掺量约为水泥掺量的25%~35%时,可获得性能较好的RPC200.为降低成本而又不大幅度损害活性粉末混凝土的强度,超细粉煤灰等矿物掺合料替代硅灰的量不宜超过20%.     

Preparation of reactive powder concrete using fly ash and steel slag powder

To decrease the cement and SF content of RPC by using ultra-fine fly ash (UFFA) and steel slag powder (SS), the effect of these mineral admixtures on compressive strength of RPC were investigated. The experimental results indicate that the utilization of UFFA and SS in RPC is feasible and has prominent mechanical performance. The microstructure analysis (SEM and TG-DTG-DSC) demonstrated that the excellent mechanical properties of RPC containing SS and UFFA were mainly attributed to the sequential hydration filling effect of the compound system.     

Experimental study on mechanical properties of reactive powder concrete

The axial compressive strength,axial tensile strength,elastic modulus,poisson ratio and stress-strain relationship of RPC are obtained by compressive tests and tensile tests of RPC prism.Mathematical models of axial compressive and axial tensile stress-strain relationship are established,from which the equivalent coefficient of compressive and tensile stress diagram of cross-section in RPC beam are deduced.The results provide the theory basis for the design of RPC structure and the wider popularization of RPC.     

Preparation of Reactive Powder Concrete Using Fly Ash and Steel Slag Powder

To decrease the cement and SF content of RPC by using ultra-fine fly ash (UFFA) and steel slag powder (SS), the effect of these mineral admixtures on compressive strength of RPC were investigated. The experimental results indicate that the utilization of UFFA and SS in RPC is feasible and has prominent mechanical performance. The microstructure analysis (SEM and TG-DTG-DSC) demonstrated that the excellent mechanical properties of RPC containing SS and UFFA were mainly attributed to the sequential hydration ...     

离心成型钢纤维混凝土轴心抗压强度试验研究

通过试验研究了离心成型钢纤维混凝土环形截面构件的轴心抗压性能,分析了离心成型中速阶段离心时间、离心加速度、骨料级配、钢纤维长度、钢纤维体积率等因素对钢纤维混凝土轴心抗压强度的影响作用.结果表明:当钢纤维长度小于25 mm时,延长离心时间有利于提高钢纤维混凝土的轴心抗压强度;增大离心加速度不利于钢纤维混凝土轴心抗压强度的提高;粗骨料粒径5~10 mm时的钢纤维混凝土轴心抗压强度高于粗骨料粒径5~15 mm时的钢纤维混凝土轴心抗压强度;从材料的性价比角度考虑,宜选取长度为25~32 mm、体积率为1.2%左右的钢纤维.     

钢纤维混凝土强度和环境条件

依据试验数据分析了环境条件及龄期对钢纤维混凝土抗压强度的影响,结果表明龄期对钢纤维混凝土强度的影响,与普通混凝土一致;环境条件通过影响基体的界面结构以及基体和钢纤维的粘结,从而影响钢纤维混凝土的抗压强度.并就成熟度与钢纤维混凝土强度之间的关系进行了初步的探索,建立了相应的经验公式.     

Impact properties of engineered cementitious composites with high volume fly ash using SHPB test

The split Hopkinson pressure bar (SHPB) testing with diameter 40 mm was used to investigate the dynamic mechanical properties of engineered cementitious composites (ECCs) with different fly ash content. The basic properties including deformation, energy absorption capacity, strain-stress relationship and failure patterns were discussed. The ECCs showed strain-rate dependency and kept better plastic flow during impact process compared with reactive powder concrete (RPC) and concrete, but the critical compressive strength was lower than that of RPC and concrete. The bridging effect of PVA fiber and addition of fly ash can significantly improve the deformation and energy absorption capacities of ECCs. With the increase of fly ash content in ECCs, the static and dynamic compressive strength lowered and the dynamic increase factor enhanced. Therefore, to meet different engineering needs, the content of fly ash can be an important index to control the static and dynamic mechanical properties of ECCs.     

纤维对纳米二氧化硅-石灰改良粉土力学性质的影响

山东黄泛区粉土分布广泛,在铁路路基填料紧缺的情况下,常用改良粉土作为路基填料。选用纳米二氧化硅和石灰作为改良剂,对黄泛区粉土进行改良,并通过击实试验以及无侧限抗压强度试验对其强度进行测定,发现纳米二氧化硅-石灰改良粉土虽然强度有显著提升,但也呈现出脆性较大的不良特性。为改善纳米二氧化硅-石灰改良粉土的脆性,在改良粉土中加入聚丙烯纤维,并通过试验研究了纤维掺量和长度对纳米二氧化硅-石灰改良粉土强度和脆性的影响,确定纤维的最优掺量和最优长度。结果表明：纤维的加入能改善纳米二氧化硅-石灰改良粉土的脆性,提高其抗压及抗剪强度;当纤维掺量为0.4%、纤维长度为2 cm时,改良效果最好。     

超高性能轻质混凝土的力学性能及微观结构

超高性能轻质混凝土(ultra-high performance lightweight concrete,UHPLC)是一种由高强水泥浆体、漂珠和纤维组成的密度低于1 950 kg/m~3的新型水泥基结构材料。本文研究了不同养护制度及养护龄期对UHPLC抗压强度、轴拉力学性能和弯曲性能的影响,最后利用扫描电镜观察了UHPLC中漂珠的微观形貌。结果表明:随着龄期增长,UHPLC的抗压强度、轴拉性能和弯曲性能均提高,并出现明显的应变强化现象,说明养护龄期对UHPLC基体强度和纤维-UHPLC基体的界面黏结强度均有显著提高作用;高温蒸汽养护3 d可促进UHPLC基体早期强度发展,使UHPLC的抗压强度和弯曲性能迅速达到标准养护28 d时的水平,显著缩短养护龄期,但对纤维-基体界面黏结强度的贡献不大,黏结强度仍主要受龄期影响;UHPLC实测密度为1 815.2 kg/m~3,100 mm立方体抗压强度达103.1 MPa,极限抗拉强度达7.60 MPa,极限拉应变达0.431%,出现明显的应变强化现象,弯曲峰值强度达22.43 MPa,满足了RPC160的抗折强度要求,实现了水泥基结构材料轻质高强的目标。     

纤维分布对活性粉末混凝土构件力学性能的影响

为研究准静态荷载下纤维分布对活性粉末混凝土(RPC)构件力学性能的影响,对同一纤维掺量(2%)下不同纤维长度(13~20 mm)的单向分布和乱向分布钢纤维RPC试件开展了四点受弯试验。通过选取弯拉荷载挠度曲线上的初裂点、峰值点及其他几个特征点,定量分析单向分布和乱向分布钢纤维RPC的弯拉性能。结果表明:钢纤维在主拉应力方向上的方向系数显著影响基体的弯曲性能。其中,较乱向分布试件,单向分布钢纤维试件的弯拉峰值应力、弯曲韧性均大幅提高,且跨中挠度达到L/150时,残余强度仍比初裂强度高4.35~16.9 MPa;纤维长度由13 mm增加至20 mm时,与乱向分布试件相比,单向分布试件的裂后弯曲性能提高幅度更明显,且单向分布试件受荷越大,纤维长径比的优势越显著;单向分布试件断口处纤维分布均匀,绝大部分方向与主裂纹方向垂直,锚固长度大,断口处桥接效应显著;综合考虑单向钢纤维RPC试件的等效弯曲应力、耗能能力等指标,在纤维掺量为2%、纤维长度为20 mm时,其力学性能最优。     

钢纤维再生混凝土抗压强度试验研究

以钢纤维体积率、钢纤维类型、再生粗骨料处理方式以及试件尺寸作为参数,通过与钢纤维天然混凝土对比,探讨钢纤维对再生混凝土抗压性能的影响.试验结果表明:钢纤维再生混凝土抗压强度略低于钢纤维天然混凝土,钢纤维的加入可以在一定程度上提高再生混凝土的抗压强度,钢纤维再生混凝土立方体抗压强度的尺寸效应系数与钢纤维天然混凝土差别不明显.根据对试验数据的统计分析,铣削型钢纤维(MF)对天然混凝土抗压强度的影响系数为0.25,对预湿水再生混凝土抗压强度的影响系数为0.35,钢纤维对再生混凝土的增强效果优于天然混凝土.     

Research on Stress and Strength of High Strength Reinforced Concrete Drilling Shaft Lining in Thick Top Soils

High strength reinforced concrete drilling shaft linings have been adopted to solve the difficult problem of supporting coal drilling shafts penetrating through thick top soils. Through model experiments the stress and strength of such shaft linings are studied. The test results indicate that the load beating capacity of the shaft lining is very high and that the main factors affecting the load bearing capacity are the concrete strength, the ratio of lining thickness to inner radius and the reinforcement ratio. Based on the limit equilibrium conditions and the strength theory of concrete under multi-axial compressive stressed state, a formula for calculating the load-beating capacity of a high strength reinforced concrete shaft lining was obtained. Because the concrete in a shaft lining is in a multi-axial compressive stress state the compressive strength increases to a great extent compared to uni-axial loading. Based on experiment a formula for the gain factor in compressive strength was obtained： it can be used in the structural design of the shaft lining. These results have provided a basis for sound engineering practice when designing this kind of shaft lining structure.     

圆钢管RPC短柱轴心受压极限承载力分析

为了研究钢管活性粉末混凝土(钢管RPC)柱轴心受压力学特性,采用全截面受压方法进行了圆钢管RPC短柱轴心受压试验,测试了其在荷载作用下的变形、应变情况.试验结果表明,在荷载达到极限承载力时,钢管PRC短柱的变形主要处于弹性阶段,当承载力下降到极限承载力的80%～90%后趋于平缓,在总结相关试验资料的基础上,参照CECS 104:99中钢管高强混凝土极限承载力公式,提出了钢管RPC短柱的极限承载力计算经验公式.为了便于工程应用,把公式中的混凝土强度及其对应的系数α进行了扩展,采用扩展后的系数α对试验数据重新进行了计算,计算结果与试验数据符合良好,能满足工程应用.     

钢纤维水泥土力学性能室内试验研究

通过对钢纤维水泥土试样的室内试验,研究了钢纤维水泥土的无侧限抗压强度、变形模量随参数不同的变化规律,为钢纤维水泥土的应用提供参考依据.     

超韧性水泥基复合材料圆管横向压缩吸能特性

以公路护栏吸能特性为背景,对超韧性水泥基复合材料制成的圆管试件进行抗压吸能试验,研究不同配合比下各试件的抗压强度和荷载与变形能力的关系,研究纤维掺量对试件抗压强度的影响以及变形破坏和吸能特性,选出最适合的纤维掺量与配合比。试验结果表明：合理的配合比和纤维掺量使超韧性水泥基复合材料制成的圆管具有较高的抗压强度和良好的吸能能力。