粉煤灰对砂浆强度影响的实验研究

探讨了高烧失量粉煤灰对砂浆强度的影响。用不同掺量的粉煤灰做了两组实验，测试结果表明：粉煤灰砂浆的用水量随着粉煤灰掺量的增加而增加；在蒸养后，粉煤灰砂浆试块的抗压和抗折强度比无粉煤灰试块有较大的提高；当粉煤灰掺量占水泥量的３０％时，其抗压和抗折强度最高；在标差２８ｄ后，粉煤灰掺量大于３０％的砂浆试块抗压和抗折强度比无粉煤灰试块有所降低。     

活性粉末混凝土抗压强度尺寸效应及弹性模量研究

活性粉末混凝土(简称RPC)作为一种新型材料,拥有优异的力学性能.为了使其更好地应用于桥梁工程等工程实践当中,对RPC抗压强度的尺寸效应及弹性模量进行试验研究.对于活性粉末混凝土而言,不掺钢纤维(RPC-1)的混凝土抗压强度尺寸效应较掺钢纤维的混凝土抗压强度明显;三种尺寸的立方体块抗压强度随试块尺寸的增大而减小;100 mm×100 mm×100 mm试块的抗压强度与100 mm×100 mm×300 mm试块的轴心抗压强度非常接近,活性粉末混凝土表现出了良好的韧性;三组混凝土的弹性模量分别为44.4 GPa、41.2 GPa、41.8 GPa,试验数据显示,混凝土在1/3强度内不会出现明显的塑性变形,可看做为线弹性材料.     

粗骨料粒径对混凝土弯拉强度尺寸效应影响的试验研究

为获取粗骨料粒径对混凝土材料弯拉强度及尺寸效应的影响,完成27组素混凝土梁四点弯曲试验,获得粗骨料最大粒径10、20、30 mm,尺寸为100 mm×100 mm×400 mm、150 mm×150 mm×550 mm、200 mm×200 mm×700 mm混凝土试件的弯拉强度,采用Ba?ant尺寸效应理论对试验数据进行分析,提出指数型弯拉强度尺寸效应经验公式。研究结果表明：相同骨料体积率、水灰比和构件尺寸下,混凝土材料弯拉强度随着骨料粒径的增大而降低;各骨料粒径下混凝土弯拉强度均存在尺寸效应现象,小尺寸时尺寸效应现象更显著,骨料粒径30 mm时,混凝土弯拉强度随几何尺寸增大而降低趋势最平缓;Ba?ant尺寸效应率与试验结果吻合较好,但不适用于全尺寸范围,提出的指数型尺寸效应经验公式,在全尺寸范围内能够较好地反映混凝土弯拉强度,可用于混凝土材料弯拉强度尺寸效应预测。     

混凝土材料的断裂模型和强度尺寸效应

尺寸效应是准脆性材料的固有特性.讨论了混凝土材料的各种断裂模型,结合Bazant尺寸效应律,给出了不同断裂模型下的Bazant尺寸效应公式.     

钢纤维体积率对C30混凝土立方体抗压强度尺寸效应的影响

混凝土作为一种准脆性材料,其抗压强度存在尺寸效应现象.为了研究钢纤维体积率对混凝土强度尺寸效应的影响规律,对钢纤维体积率分别为0.00%,0.75%,1.50%,试件边长分别为100,150,200 mm的27组共计81块钢纤维混凝土立方体试件进行了立方体抗压强度试验.在Bazant混凝土尺寸效应律的基础上,提出了C30钢纤维混凝土尺寸效应计算公式,明确了钢纤维体积率对尺寸效应的影响,并根据钢纤维混凝土立方体抗压强度试验的结果进行验证.结果表明:钢纤维混凝土立方体抗压强度的尺寸效应会随着钢纤维体积率的增大而变得更加明显,本文建立的钢纤维混凝土尺寸效应计算公式能够较好地分析和预测在不同钢纤维体积率以及不同试件尺寸下的钢纤维混凝土立方体的抗压强度.     

不同类型混凝土弯曲强度尺寸效应

基于混凝土脆性的评价指标,采用Bazant提出的基于能量释放的尺寸效应律的方法,以普通混凝土、粉煤灰混凝土、轻骨料混凝土、纤维混凝土和聚合物改性混凝土为样本,对其弯曲强度的尺寸效应进行研究,定量表征不同类型混凝土的脆性.研究结果表明:Bazant提出的尺寸效应律适用于不同种类混凝土的弯曲强度的尺寸效应评价;从尺寸效应律曲线分析可知,轻骨料混凝土比其他混凝土呈现明显的脆性断裂行为,而纤维混凝土和聚合物改性混凝土的脆性断裂行为不明显,粉煤灰对于混凝土脆性的改善也具有一定的作用;线性断裂理论在一定尺寸范围内比非线性断裂理论更适用于混凝土断裂行为的评价.     

高韧性水泥基材料基本性能研究

为研究高韧性水泥基材料养护龄期与其力学性能之间的关系,对不同纤维掺量的水泥基材料开展抗压、抗折性能试验,测定不同纤维掺量的混凝土在7d、14d、28d、35d的抗压强度和抗折强度,并与基准混凝土试块对比。结果表明:纤维的掺入能够较好地提高混凝土的力学性能,高韧性水泥基材料的抗压强度和抗折强度与基准混凝土相比差异较大;基体抗压强度增幅不高而抗折性能有较大提高,试验抗折强度最高提高92.32%;高韧性水泥基材料抗压强度与抗折强度均随养护龄期的增加而增大,适当延长养护龄期有利于提高高韧性水泥基材料的工作性能。     

微胶囊相变砂浆制备及性能研究

将微胶囊相变材料与水泥砂浆复配,考察了相变材料加入量对水泥砂浆相变潜热、抗压强度和抗折强度的影响,结果表明,在水泥、砂子和相变材料质量比为100∶160∶30条件下,水泥试块的相变潜热为32.5J·g-1,抗拉强度为12.5 MPa,抗折强度为7.5 MPa。对成型的相变水泥试块进行了30次的冻融实验,结果证明,经过20次冻融循环后,相变水泥砂浆的相变潜热为26.6J·g-1,经过30次冻融实验后水泥试块的相变潜热为24.2J·g-1,保温性能较好。     

高温后再生混凝土的残余抗折强度

完成了150块不同再生粗骨料取代率（0%、30％、50%、70％、100％）下再生混凝土棱柱体试块在20℃～800℃下的高温试验。通过对高温中和高温后试验现象与数据的对比,研究了高温后再生混凝土的残余抗折强度,分析了高温后再生混凝土的残余抗折强度与经历温度之间的相互关系与变化特点,同时与已有高温后再生混凝土的残余抗压强度进行了对比分析。最后,提出了基于试验统计的再生混凝土残余抗折强度与经历温度之间的建议公式。结果表明：随经历温度的升高,高温后再生混凝土的残余抗折强度整体上逐渐下降;与残余抗压强度相比,再生粗骨料取代率对高温后再生混凝土的残余抗折强度影响不明显。     

高温作用后再生混凝土强度的试验研究

设计了5个混凝土配合比试验,完成了100块不同再生粗骨料取代率(0,25%,50%,75%,100%)的再生混凝土试块在20～800°C下的高温试验,系统地研究了再生混凝土的抗压强度和抗折强度与再生粗骨料取代率以及作用高温之间的关系.通过试验现象和结果分析,探讨了不同再生粗骨料取代率的再生混凝土在经历不同高温作用下的抗压和抗折强度的成因.     

Size effect on compressive strength of reactive powder concrete

In this paper the coefficient and law of the size effect of RPC were studied through experiments and theoretical analysis. The size-effect coefficients for the compressive strength of RPC are deduced through experiments. They indicate that RPC without fiber behaves quite the same as normal or high strength concrete. The size effect on compressive strength is more prominent in RPC containing fiber. Bazant's size effect formula of compressive strength applies to RPC. A formula is given to predict the compressive strength of cubic RPC specimens 100 mm on a side where the fiber dosage ranges from 0-2%.     

预应力RPC-NC叠合梁抗弯延性试验分析

为有效推动高性能材料在现代桥梁结构中的应用以满足快速发展的高速铁路技术,本文设计并制作了10根预应力活性粉末混凝土(RPC)-普通混凝土(NC)叠合梁和1根预应力纯NC梁,通过试验方法研究了高性能材料RPC在梁结构中应用后叠合梁的抗弯延性性能,并以叠合梁跨中位移延性系数进行描述.试验主要考虑了RPC高度、预应力比率、NC等级等因素对叠合梁抗弯延性的影响.研究结果表明:随着RPC高度的增加,叠合梁截面配筋指数降低,抗弯位移延性系数增大;随着钢绞线根数的增多,预应力比率增大,位移延性系数相应增大;叠合梁上部NC等级提高后,脆性破坏特征并不明显,抗弯位移延性系数增大.由于RPC材料优异的力学性能以及钢纤维的作用提高了叠合梁在出现峰值荷载后的变形能力,使得其抗弯位移延性要明显优于纯NC梁,可见RPC材料在拥有高强度的同时具有良好的延性特征.同时以试验数据为基础,拟合出适用于预应力RPC-NC叠合梁抗弯位移延性系数的计算公式.     

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．     

不掺硅粉的活性粉末混凝土配合比试验

在遵循活性粉末混凝土(RPC)基本配制原则的基础上,不掺入硅粉,采用超细水泥、普通水泥、掺合料(粒化高炉矿渣和粉煤灰)、砂、水、减水剂、钢纤维进行配合比试验。试验结果表明:不采用硅粉制备RPC是可行的;在制备RPC时,将超细水泥与适量掺合料混掺后,可以在保证材料强度和流动性的同时提高材料的经济性;用普通水泥取代大部分超细水泥后,材料的性能仍可保证,且更加经济。另外,研究了钢纤维掺量对材料性能(抗压、抗折、流动性及弯曲韧性)的影响规律。     

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.     

Fatigue properties of RPC under cyclic loads of single-stage and multi-level amplitude

Fatigue properties of Reactive Powder Concrete (RPC) under axial compression of single-stage and multi-level amplitude in cycles were studied. The tests reveal the fatigue life, the strain and residual life of the RPC samples. Through the analysis of the test results under cyclic loads of single amplitude, the S-N curve of RPC and the evolution rule of macro-damage of RPC were presented, which can be divided into latency stage, stable development stage and instability development stage according to the evolution pattern of the fatigue crack. Accordingly, the development of longitudinal deformation presents the similar three-stage-model, and the proportion of each stage is 15%, 75%, and 10%. According to test results, the fatigue strength reduction factor is 0.564. We brought forward an empirical formula to predict the life of RPC via total longitudinal strain and got the evolving rule for the residual strength of the RPC. The analysis of the test results under cyclic loads of multi-level amplitude shows that the strain under this loading pattern experiences three stages. The characteristic value for the residual strain was obtained. The irreversible damage and non-linear evolution of RPC was described by the development of the residual plastic strain.     

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%.     

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。     

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.