含白云石粗骨料超高性能混凝土的性能试验研究

为了降低超高性能混凝土(UHPC)中水泥等胶凝材料的用量,掺入白云石粗骨料(CDA),制备了含CDA的UHPC,并探讨了粗骨料含量和钢纤维体积掺量对UHPC抗压强度、弯曲强度、弹性模量、单轴拉伸性能以及耐磨性能的影响。结果表明:随着CDA含量的增加,UHPC弹性模量的显著提升,而抗压强度和弯曲强度则先上升后下降;钢纤维体积掺量的增加,增大了含CDA的UHPC的抗压强度、初裂强度、峰值强度和断裂耗能,降低了试件历经磨损后的质量损失和磨损深度,优化了其单轴拉伸性能和耐磨性能;当CDA含量为200 kg/m³、钢纤维体积掺量为1.5%时,制备的UHPC各项性能综合最佳。研究成果可供超高性能混凝土研究人员参考。     

橡胶自密实混凝土基本力学性能试验研究

通过立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度和弹性模量的试验,研究了不同类型、不同掺量的橡胶及Na OH溶液预处理方式对自密实混凝土的基本力学性能的影响。试验分析结果表明:随着橡胶掺量的增加,橡胶自密实混凝土变形能力随之提高,极限荷载下破坏形态呈现塑性破坏;但橡胶自密实混凝土的强度与弹性模量也均随之呈非线性下降,其下降的幅值与橡胶的类型及是否经Na OH溶液预处理等有关;掺入橡胶粉、细橡胶颗粒可提高橡胶自密实混凝土的拉压比、而掺入粗橡胶粉则对橡胶自密实混凝土的拉压比无影响。而橡胶颗粒通过Na OH溶液浸泡预处理,虽能提高橡胶颗粒与水泥净浆的黏结强度,但并不总对橡胶自密实混凝土的强度有贡献,其作用与橡胶的品种有关。     

橡胶混凝土的抗冲击性能研究

以C30和C50强度等级的混凝土为基准,选取粒径为1～3、3～6 mm的橡胶颗粒,分别按照10%、15%(砂的体积分数)掺量等体积取代部分砂配制橡胶混凝土,对不处理、水洗处理、NaOH处理、复合处理等改性方式的橡胶混凝土抗冲击性能进行了试验,研究基准混凝土强度等级、橡胶颗粒掺量和粒径、改性方法对混凝土抗冲击性能的影响。结果表明:橡胶颗粒虽然降低了混凝土的抗压强度,但提高了其抗冲击性能;初裂冲击次数和终裂冲击次数随着基准混凝土强度等级的提高、橡胶颗粒掺量和粒径的增大而增大;各种橡胶颗粒改性方法均可提高混凝土的抗压强度和抗冲击性能,其中复合处理方法效果最好。     

橡胶对超高性能混凝土力学性能的影响研究

以超高性能混凝土(UHPC)为基础,通过掺入橡胶,研究橡胶粒径、掺量对UHPC力学性能的影响。研究表明：在UHPC中分别掺入8目、16目和40目的橡胶,随着橡胶粒径的减小,混凝土的抗压、抗冲磨强度降低,掺入8目橡胶时超高性能混凝土抗压强度下降率最小;随着UHPC中橡胶掺量的不断增大,其抗压强度呈现降低趋势,抗冲磨强度先增大后减小;通过微观试验发现,橡胶与胶凝材料的界面存在孔隙,且在孔隙中未发现水化产物;通过低温氮吸附试验发现,掺入橡胶后超高性能混凝土的微孔数量减少,介孔数量增多,该介孔主要为水泥石与橡胶的界面孔隙,这也是掺入橡胶后超高性能混凝土强度下降的主要原因。     

氯盐冻融作用下粉煤灰混凝土抗渗抗冻性研究

研究了粉煤灰掺量为0%、15%、30%的混凝土28 d抗压强度、抗氯离子渗透性,以及在浓度为0%、5%、10%的NaCl溶液中的抗冻性。结果表明:混凝土28 d龄期的强度随着粉煤灰掺量的增加而降低;未经冻融的混凝土掺入粉煤灰后抗氯离子渗透能力增强,以15%掺量效果最佳;经50次冻融循环后粉煤灰对抗氯离子渗透能力的作用减弱;混凝土试件在5%的NaCl溶液中冻融后质量损失最大;相对动弹性模量随着盐浓度的增加而降低,掺加15%粉煤灰有利于提高混凝土在盐溶液中的抗冻性能。     

橡胶混凝土密度与抗压强度关系的试验研究

在橡胶掺量相同的条件下,橡胶混凝土的力学性能随掺入橡胶颗粒的目数不同而改变。在橡胶混凝土的水灰比保持不变、橡胶颗粒占细骨料体积5%~40%的情况下,分别进行橡胶颗粒目数为5目、20目、40目时橡胶混凝土密度与抗压强度的测试。通过对试验结果的分析,建立了不同目数和同一目数不同掺量下的橡胶混凝土密度与强度折减系数的关系,可用于橡胶混凝土密度和抗压强度的预测。     

橡胶掺量与粒径对混凝土抗冻性影响试验研究

采用正交试验设计方法,对不同掺量和粒径橡胶混凝土的抗冻性进行了研究,并采用极差分析、方差分析对混凝土相对动弹模量进行了处理和分析。研究结果表明:掺入橡胶粉后混凝土抗压强度明显降低,且在橡胶掺量不变的情况下,橡胶混凝土的抗压强度下降率随着橡胶粉粒径的减小而减小;在橡胶粒径不变的情况下,橡胶掺量为20%时,混凝土抗压强度下降率最小;橡胶混凝土抗冻性最佳组合是橡胶粉掺量为20%,粒径为28目;橡胶掺量对混凝土抗冻性影响显著。     

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。     

橡胶混凝土抗冲磨性能试验研究

为对橡胶混凝土的抗水冲磨性能开展研究,试验分别以C40和C50普通混凝土为基准,将3种不同粒径的橡胶颗粒以6种不同的掺量等体积取代砂配制成橡胶混凝土,研究了橡胶颗粒以及改性剂对混凝土抗冲磨性能的影响。试验结果表明:掺加橡胶颗粒后,混凝土强度降低,抗冲磨强度提高9.57倍,且橡胶颗粒掺量越大、粒径越大,橡胶混凝土抗冲磨强度越高,但存在一个最优掺量,推荐15%为最优掺量;改性剂处理橡胶颗粒后,与不处理的相比,在一定程度上提高了橡胶混凝土的抗压强度,更为明显地提高了橡胶混凝土的抗冲磨强度,最大值提高了60%。研究结果为应对水工混凝土的冲磨破坏问题提供一种新材料和新方法。     

基于橡胶粒径、掺量的混凝土强度公式拟合

试验用3种不同粒径的橡胶颗粒以5种掺量配制橡胶混凝土,橡胶颗粒改性采用Na OH和KH570复合改性方法,得到3 d~360 d养护龄期的混凝土抗压强度值,回归分析橡胶混凝土抗压强度与养护龄期、橡胶颗粒掺量、橡胶颗粒粒径及改性方法的函数关系。试验结果表明:橡胶混凝土抗压强度随橡胶颗粒掺量增加而减小,橡胶颗粒粒径较大,橡胶混凝土抗压强度也较大;橡胶混凝土改性后抗压强度比改性前提高了15%左右;得出的橡胶混凝土立方体抗压强度计算式可较方便地指导不同强度橡胶混凝土的配制和工程应用中橡胶混凝土抗压强度的估算。     

超声回弹综合法检测橡胶混凝土的测强曲线

分别以C10、C20、C30、C40和C50强度等级的普通混凝土为基准,选取3 mm~6 mm、1 mm~3mm和60目三种粒径橡胶颗粒,分别以砂体积的5%、10%、15%和20%等体积取代部分砂配制橡胶混凝土,采用超声回弹综合法对各类混凝土进行测强试验,其中回弹仪采用中型回弹仪和轻型回弹仪两种,得到两种测强曲线,比较得出橡胶混凝土适用的回弹仪类型和超声回弹综合检测方法。试验结果显示:超声回弹综合法检测基准混凝土和橡胶混凝土的测强曲线的平均相对误差均满足《规程》要求,但掺加3 mm~6 mm和1 mm~3 mm橡胶颗粒的混凝土的测强曲线精度较基准混凝土低,而掺加60目橡胶颗粒的混凝土的测强曲线精度较基准混凝土高;对基准混凝土和掺加3 mm~6 mm橡胶颗粒的混凝土,采用中型回弹仪比轻型回弹仪能够得到较高精度的测强曲线,对掺加1 mm~3 mm和60目橡胶颗粒的混凝土,采用轻型回弹仪比中型回弹仪能够得到较高精度的测强曲线。     

单轴压缩下泡沫混凝土的强度特性研究

以水泥、粉煤灰、矿渣为胶凝材料,水胶比0.43,按照质量比16∶3∶1制备出不同气泡含量泡沫混凝土。通过室内试验,对不同气泡率下(0%~74.23%)泡沫混凝土进行单轴压缩破坏试验,得到其不同龄期下(7 d、14 d、28 d)的抗压强度和破坏形态,建立了强度与龄期和气泡率之间的关系。结果表明:泡沫混凝土在单轴压缩下经过密实、弹性、屈服、破坏四个阶段,其抗压强度随泡沫含量增大而减小,在一定范围内随着龄期增大而增大;泡沫混凝土抗压强度与气泡率之间成指数关系,且一致性良好;对于气泡含量高的试样,其破坏形态表现出低强度脆性破坏特征,在中部形成较宽裂缝,而对于气泡含量低的试样,其破坏形态与普通混凝土基本一致。     

橡胶颗粒对混凝土工作性能的影响规律

从橡胶颗粒对混凝土拌合物的影响入手,分析了橡胶混凝土坍落度的变化规律。分析认为,随着橡胶颗粒掺量的增加,橡胶混凝土的坍落度可能呈现三种不同的变化趋势:逐渐减小、逐渐增大、先增大后减小,从而很好的解释了不同试验条件下产生不同试验结果的原因。试验研究了三种粒径的橡胶混凝土坍落度的变化规律,发现在15%的体积掺量范围内,随着掺量的增加粒径为3 mm^6 mm的橡胶混凝土的坍落度逐渐增大。而1 mm^3 mm和60目的橡胶混凝土的坍落度先变大后变小,且分别在10%~15%和5%~10%的体积掺量内达到最大值。     

冻融循环下废旧轮胎颗粒改性膨胀土无侧限抗压强度试验

为了研究膨胀土的无侧限抗压强度与橡胶颗粒含量、冻融循环次数之间的关系,在控制含水率一定的条件下,对经历冻融循环的废旧轮胎颗粒改性膨胀土试样进行无侧限抗压强度试验。试验结果表明在膨胀土中加入橡胶颗粒可在一定程度上提高膨胀土的无侧限抗压强度,并能降低其刚性;在同一冻融循环次数下,改性膨胀土的无侧限抗压强度随着橡胶颗粒含量的增大呈现先增大后减小的趋势,当橡胶颗粒含量为3%时,橡胶颗粒改性膨胀土的无侧限抗压强度最大;在同一橡胶颗粒含量下,改性膨胀土的无侧限抗压强度以及单次冻融循环对试样强度削弱作用均随冻融循环次数的增加而减小;当含水率为20%时,冻融循环条件下,改性膨胀土试样的尺寸变化率随橡胶颗粒含量的增大总体呈增大趋势;橡胶颗粒含量较低情况下(≤7%),膨胀土尺寸变化规律为“冻缩融胀”;橡胶颗粒含量较高情况下(9%),膨胀土尺寸变化规律为“冻胀融缩”。     

历经荷载后受硫酸盐侵蚀的混凝土力学性能

通过对历经荷载后受硫酸盐侵蚀的混凝土进行单轴压缩试验,研究了荷载水平和溶液浓度对混凝土力学性能变化规律及侵蚀机理的影响,并与历经荷载后受硫酸盐侵蚀高强混凝土的力学性能进行了对比分析。分析结果表明:随荷载水平的增大,未侵蚀试件的峰值应力、弹性模量和峰值应变均有减小趋势,而受浓度为5%和10%侵蚀试件的峰值应力和弹性模量均减小,峰值应变增大;相同荷载水平时,随溶液浓度的增大,混凝土的峰值应力和弹性模量减小,峰值应变增大;随着荷载水平和溶液浓度的增大,普通混凝土和高强混凝土的应力-应变曲线均有变饱满的趋势,普通混凝土的主要力学指标比高强混凝土变化更显著。研究结果可为在硫酸盐侵蚀环境下的受损伤混凝土结构设计提供一定的参考依据。     

粗骨料体积分数对模袋混凝土干燥收缩的影响研究

粗骨料体积分数是模袋混凝土配合比设计的关键指标。开展了粗骨料体积分数在0.30~0.36的范围内对模袋混凝土扩展度、抗压强度和干燥收缩的影响研究,以期为模袋混凝土衬砌渠道的抗裂性设计提供参考。结果表明：在相同水胶比条件下随着粗骨料体积分数的增大,模袋混凝土的扩展度总体呈现波动上升再平稳的趋势,而低水胶比会使得扩展度更大;在相同水胶比下,随着粗骨料体积分数的增大,模袋混凝土的28 d抗压强度总体呈先减小后增大的趋势,而水胶比的降低会显著增大28 d抗压强度;随着粗骨料体积分数的增大,模袋混凝土的28 d干燥收缩率呈先减小后增加的趋势,在粗骨料体积分数为0.32时有最小值,而粗骨料体积分数分别为0.30、0.34、0.36时所对应的前7 d干燥收缩率均可达28 d总干燥收缩率的50%以上,说明模袋混凝土的干燥收缩在早期增长较快。     

橡胶塑性混凝土性能试验研究

利用橡胶颗粒等体积代替细集料,制备橡胶塑性混凝土,研究不同橡胶颗粒含量、水胶比等对其渗透性和力学特性的影响。结果表明:对水胶比一定的塑性混凝土,橡胶颗粒掺量增加,弹性模量减小,但对塑性混凝土的渗透系数基本没影响。塑性混凝土水胶比降低,其弹性模量明显增加,渗透系数明显减低。因此,综合利用橡胶颗粒和改变水胶比,可以配制满足工程需要的低弹性模量、高抗渗性的塑性混凝土,为改善塑性混凝土的配比提供了一种新方法。