再生砖粗骨料混凝土基本力学性能试验研究

为深入了解再生砖粗骨料混凝土的基本力学性能,测试了5种再生砖粗骨料替代率的混凝土棱柱体抗压强度、应力-应变关系和静力受压弹性模量等基本力学指标。结果表明:再生砖粗骨料混凝土棱柱体受压破坏过程与破坏形态与普通混凝土类似;随着再生砖粗骨料替代率的增加,棱柱体抗压强度先增大后减小、静力受压弹性模量逐渐降低、单轴受压应力-应变曲线的峰值应变逐渐增大;提出了再生砖粗骨料混凝土棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的换算关系以及单轴受压应力-应变曲线的拟合公式,为再生砖粗骨料混凝土的进一步研究提供了重要依据。更多还原     

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。     

粗骨料替代率对再生混凝土性能影响研究

为研究粗骨料替代率(0,30%,50%,70%,100%)和养护龄期(3,7,14,28 d)对再生混凝土性能发展的影响,对不同替代率的再生混凝土开展了单轴抗压强度和劈裂抗拉强度试验,并利用低场核磁共振(LF-NMR)技术分析了不同条件下再生混凝土内部孔结构的演变规律。结果表明：替代率为30%时,再生混凝土各项力学性能达到最优;替代率超过50%以后,再生混凝土的力学性能开始明显下降;不同替代率再生混凝土的核磁共振横向弛豫时间T₂分布大体相似,均呈明显的“三峰”分布,峰面积随养护龄期的增加逐渐减小,且第一峰的峰值点有左移趋势;与替代率相比,养护龄期对横向弛豫时间T₂分布的影响更为显著。最后建立了基于核磁共振孔隙率与不同替代率再生混凝土的强度预测模型,与试验结果具有良好的相关性。     

高强再生混凝土力学性能试验研究

通过试验研究了再生骨料取代率、矿物掺合料、钢纤维和养护方法对再生混凝土性能的影响。试验结果表明,随着再生骨料取代率的增大,再生混凝土的抗压强度和静弹性模量逐渐降低,本试验最佳骨料取代率为60%;矿物掺合料能提高再生混凝土的后期强度,但对前期强度降低较多;钢纤维能提高再生混凝土的抗压强度和静弹性模量;养护条件对再生混凝土的抗压强度影响比普通混凝土小。     

仿真混凝土不同龄期单轴动态压缩全曲线试验研究

通过系列试验研究仿真混凝土动态受压特性,为高坝模型动力试验提供相关材料参数。在应变速率范围内对5种不同养护时间的仿真混凝土试块进行单轴压缩试验研究。通过试验得到仿真混凝土单轴受压应力-应变全曲线,建立曲线基本方程,分析关键龄期范围内峰值应力、峰值应力处应变、弹性模量的率相关性,对动态抗压强度、弹性模量分别给出反映应变率影响的经验公式。通过与混凝土率相关特性以及破坏形态的对比,得出结论:仿真混凝土单轴受压特性在弹性阶段和非弹性阶段都与混凝土具有相似性,适合用于研究混凝土坝动力损伤或者破坏阶段模型试验。更多还原     

再生骨料透水混凝土耐撞磨性试验研究

耐撞磨性是影响再生骨料透水混凝土使用寿命及适用性的关键因素,目前国内外尚缺乏系统的研究。通过试验研究了不同水胶比、短切玄武岩纤维、粉煤灰、再生骨料替代率、双粒级骨料(5~10 mm,10~20 mm)掺量等因素对再生骨料透水混凝土耐撞磨性的影响。结果表明:水胶比超过0.27时,再生骨料透水混凝土撞磨时质量损失随水胶比增大而增大;内掺10%粉煤灰能够提高再生骨料透水混凝土耐撞磨性;再生骨料透水混凝土的耐撞磨性随着替代率的增加先增大后减小,替代率为50%时耐撞磨性最好;双粒级有利于提高再生骨料透水混凝土耐撞磨性能。此外,强度、密度及孔隙率是影响再生骨料透水混凝土耐撞磨性的主要因素,总体呈现强度越大、密度越大或是孔隙率越小,耐撞磨性越好的趋势。     

基于正交试验设计的再生骨料透水混凝土 力学性能研究

利用正交试验方法对再生骨料透水混凝土的力学性能和抗冻耐久性能进行了研究。研究了微硅粉、增强剂等外掺料和水胶比对再生骨料透水混凝土２８ｄ立方体抗压强度、透水系数和连续孔隙率的影响。采用快冻法,分析了冻融作用下再生骨料透水混凝土质量损失、动弹性模量、抗压强度、ＣＴ扫描断面平均孔隙率的变化规律。试验结果表明:设计孔隙率和水胶比对透水系数、连续孔隙率和２８ｄ抗压强度的影响最大,微硅粉与增强剂的影响次之。再生骨料透水混凝土的质量损失率、相对动弹性模量、平均抗压强度与ＣＴ扫描断面平均孔隙率的劣化程度均随冻融循环次数增加而逐渐增大。再生骨料透水混凝土的孔隙率与抗压强度呈负相关,二者具有良好的相关性。     

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。     

膨胀剂对早龄期钢纤维混凝土动态压缩性能影响试验分析

采用SEM和XRD微观试验方法研究HCSA膨胀剂成份,利用分离式SHPB试验技术,对不同膨胀剂掺量下3d和7d龄期钢纤维混凝土进行动态单轴压缩性能试验。膨胀剂掺量为8%时,补偿收缩钢纤维混凝土峰值动态抗压强度最高;3d龄期混凝土应力应变曲线有明显的分段性,主要分为弹性压缩阶段、弹塑性压缩阶段和塑性破坏阶段;7d龄期混凝土应力应变曲线中峰值应力凸显;随着冲击气压的增大,试件破坏的离散性增强,但掺入钢纤维后,利用其空间约束效应,使得混凝土破碎块度的尺寸较大。更多还原     

受硫酸盐侵蚀的再生混凝土耐久性研究

为研究再生粗骨料取代率对再生混凝土抗硫酸盐溶液侵蚀性能的影响规律,进行干湿循环和硫酸盐溶液的耦合试验,探究了随着干湿循环龄期的增长,再生粗骨料取代率对再生混凝土的质量损失率、伸长率、相对动弹性模量、硫酸根离子扩散深度的影响。试验结果表明:再生粗骨料掺量为100%的再生混凝土的质量损失率最大,达到了0.35%;试件的相对动弹性模量下降速度变化较复杂,分为匀速下降期、缓慢过渡期、加速下降期;试件伸长率随着侵蚀龄期的增长逐渐增大,且增幅越来越大;试验过程中,硫酸根离子逐渐向试件内部扩散,侵蚀破坏逐渐向深层移动,且再生粗骨料掺量越多的试件内部破坏得越快、越明显。研究结果可为实际工程中再生粗骨料的掺量选择提供参考。     

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。     

骨料及水灰比对透水混凝土性能的影响

为了研究骨料粒径及水灰比对透水混凝土力学特性及透水性影响,分别选取了骨料粒径2.5～6 mm、6～10 mm、10～16 mm以及16～20 mm四种范围单一级配碎石,制作了水灰比在0.25～0.34范围内的透水混凝土试样。通过单轴压缩试验及透水系数测试试验,得到了不同水灰比及不同粒径范围的透水混凝土试样应力应变曲线、抗压强度、峰值应变、吸收功及透水系数等力学及物理性能,分析了骨料粒径、水灰比对材料抗压强度、吸收功及透水系数等影响,并在试验结果基础上,建立了材料抗压强度同透水系数之间关系。结果表明:骨料粒径为2.5～6 mm、6～10 mm、10～16 mm透水混凝土抗压强度、应变峰值、吸收功在水灰比0.25～0.31范围内,随水灰比的增加而增加,当水灰比超过0.31时,随着水灰比增加而减小;材料的透水系数随着水灰比的增加而减小;材料的抗压强度同透水系数之间近似服从线性关系。研究成果可为透水混凝土配合比设计提供借鉴作用。     

不同温度条件下水工沥青混凝土抗压特性及防渗性能试验研究

为研究水工沥青混凝土在不同温度条件下的力学特性和经荷载作用后的防渗性能,在-30℃～30℃条件下对其进行了抗压试验研究,并对荷载和温度作用后的试件进行了渗透试验分析。试验结果表明:温度对水工沥青混凝土的应力-应变全曲线、抗压强度、弹性模量、峰值应变以及破坏模式等力学特性有显著影响。对比水工沥青混凝土在-30℃～30℃条件下应力-应变全曲线特点,可推断-10℃～0℃为其应力-应变特性变化的过渡温度区间。水工沥青混凝土的抗压强度和弹性模量随温度的升高而降低,峰值应变随温度的升高而增大。基于试验结果,本文提出的经验公式较好地反映了抗压强度、弹性模量以及峰值应变随温度变化的规律。在-30℃～0℃条件下,水工沥青混凝土的破坏模式主要为骨料开裂和沥青胶浆与骨料的黏结破坏;在10℃～30℃条件下,破坏模式主要为黏结破坏。此外,水工沥青混凝土经荷载作用后的防渗性能与温度环境有关。在10℃～30℃温度环境中,水工沥青混凝土承受7%的轴向压应变后,其渗透系数仍在10-7～10-6cm/s量级,防渗性能良好。     

循环加载下塑性混凝土的应力-应变曲线分析

通过设置4组配合比浇筑圆柱体和棱柱体试件,进行了抗压强度和弹性模量试验。试验分析了应力-应变曲线、预压段和未预压段以及循环段的应力-应变曲线的特点,比较了预压段与未预压段的应力-应变曲线。通过对曲线斜率的分析,了解试件孔隙存在的微观性,明确预压时循环次数对应力-应变曲线的影响。试验结果表明:塑性混凝土应力-应变曲线的上升段较普通混凝土有明显的不同,预压段的应力-应变曲线的斜率先增加后减小,而未预压段的曲线斜率一直增加。同时,可以宏观地明白试件内部孔隙存在的微观性,得出预压次数对应力-应变曲线的影响并不大。所得出的结论对塑性混凝土今后的科学研究与工程应用具有一定的借鉴。     

塑性混凝土双轴受压性能与破坏准则

基于塑性混凝土立方体试件的双轴压缩试验,研究了塑性混凝土的双轴受压性能和破坏准则。结果表明:当应力比较小时,塑性混凝土双轴受压破坏形态与单轴受压相似;随应力比增加,双轴受压破坏面龟裂现象明显;双轴受压下的塑性混凝土抗压强度显著提高,是单轴抗压强度的1.77~4.72倍;随应力比的增大,塑性混凝土抗压强度先增大后减小,应力比0.75时抗压强度的提高最大;单轴抗压强度越高,双轴受压时塑性混凝土抗压强度的增长越小。塑性混凝土八面体正应力应变曲线、剪应力应变曲线的斜率随应力比的增加有增大的趋势,其变形随抗压强度的增加有所降低。双轴受压各应力比下的八面体剪应力与正应力之间均具有线性关系,其斜率随应力比的增加逐渐降低。通过对试验结果的分析,建立了双轴受压下塑性混凝土抗压强度的包线方程以及双参数、三参数及考虑加载路径影响的破坏准则。     

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。     

碳化再生骨料对混凝土力学性能的影响研究

为研究碳化再生粗骨料的性能及其对再生混凝土力学性能的影响,采用加速碳化技术制备碳化再生粗骨料,碳化室的CO₂浓度为100%,压强分别为1 Bar和10 Bar。采用再生粗骨料替代率为0%、25%、50%、75%和100%制备混凝土。测试再生粗骨料的物理性能和混凝土的抗压强度、静弹性模量和抗折强度。结果表明：(1)在进行加速碳化处理后,再生粗骨料的物理性能和力学性能均得到了改善;(2)与非碳化的再生粗骨料混凝土相比,碳化再生粗骨料混凝土的抗压强度和抗折强度均得到了明显的提高;(3)与天然骨料混凝土相比,碳化骨料替代率在50%以下时,混凝土的抗压强度和抗折强度没有显著降低。     

不同养护条件下钢纤维混凝土力学性能试验研究

钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型复合材料。基于试验,研究分别在水和质量浓度为5%的NaCl溶液2种养护条件下,不同钢纤维掺量的混凝土试件在一定养护时间内的抗压强度及轴压应力-应变曲线。试验结果表明,混凝土抗压强度随养护龄期的增长而增大,相比在5%NaCl溶液中养护,在水中养护的钢纤维混凝土抗压强度更高。总体来说,混凝土在掺入钢纤维后抗压强度降低,但延性更好,能有效阻止混凝土内部微小裂缝的扩大延伸及大裂缝的生成,在一定程度上证明掺入钢纤维对混凝土抗氯盐侵蚀有利。     

海水冻融后轻骨料混凝土的双轴压压强度和变形性能

针对我国渤海湾北部海域轻骨料混凝土结构的工作环境和受力状态，进行了海水中不同冻融循环次数后轻骨料混凝土的双轴压压强度试验，考察了试件的破坏形态和表面裂缝的走向特征。根据试验结果，分析了极限抗压强度随冻融循环次数和应力比的变化规律，并在此基础上建立了考虑海水冻融影响的双轴压压强度准则。探讨了冻融循环作用后轻骨料混凝土的双轴压压变形性能，包括峰值应变、应力-应变关系随冻融循环次数和应力比的变化规律。研究结果说明，随冻融循环次数的增加各种应力比下的应力-应变关系曲线均逐渐扁平，峰值应力点明显下降并右移，说明混凝土的极限抗压强度逐渐降低。     

再生砖粗骨料混凝土梁正截面承载力试验与分析

通过对具有相同强度等级的5根不同再生砖粗骨料替代率的再生砖粗骨料混凝土梁进行静力加载试验,分析其正截面受弯破坏过程,研究正截面承载力状况及再生砖粗骨料取代率对其承载力的影响。结果表明,再生砖粗骨料混凝土梁受力性能良好,与普通混凝土梁的受弯破坏过程相同。通过理论分析计算,提出了再生砖粗骨料混凝土梁正截面承载力计算公式。更多还原