钢纤维超高强混凝土的力学性能试验

为了配制出强度高、韧性好、抗冲击性能良好的超高强混凝土,对钢纤维掺入体积率(Vf)为0~3%、基体强度为110 MPa以上的钢纤维超高强混凝土(SFRVHSC)进行立方体抗压、轴向抗压、劈裂抗拉、抗折强度和弹性模量等性能的测试,并对钢纤维超高强混凝土弯曲韧性进行了试验研究.结果表明,SFRVHSC抗压强度随Vf(0~3%)的增加有一定的增长,弹性模量随着材料抗压强度的提高略有增加;钢纤维对SFRVHSC的劈裂抗拉、抗折强度有显著的增强作用.SFRVHSC表现出优异的韧性,弯曲韧性指数I5、I10、I20分别达基体混凝土的4.71~5.15、9.47~11.23、19.02~24.06倍.SFRVHSC梁的荷载-位移曲线与坐标轴包含的面积也明显增加.     

植物纤维对轻集料混凝土性能的影响

针对轻集料混凝土易开裂、脆性较大等问题,提出了在轻集料混凝土中掺加植物纤维增强的技术措施来改善其韧性,并抑制轻集料混凝土开裂问题,研究了植物纤维对轻集料混凝土各种性能的影响及规律.     

超短超细钢纤维混凝土弯曲性能研究

为研究钢纤维混凝土(SFRC)的弯曲性能,对不同强度等级(普通混凝土-NC、高强混凝土-HSC)、不同纤维体积掺量和不同纤维长度的钢纤维混凝土梁进行四点弯曲试验。结果表明:纤维长径比越大纤维体积掺量越多,SFRC的极限承载力越大,荷载-挠度曲线也越饱满;增加纤维掺量可以提高SFRC的抗折初裂强度,且抗折初裂强度随纤维体积掺量的增加线性增加;HSC表现出很好的韧性,但HSC的弯曲韧度比却小于NC。     

复掺矿物掺合料对C50海工混凝土性能影响

研究了复掺技术对C50海工混凝土力学性能、工作性能和耐久性能的影响规律。试验结果表明,粉煤灰和矿粉复掺能增强混凝土的抗压和抗折强度,改善新拌浆体的工作性能,硅灰尽管降低了混凝土工作性,却极大提高了它的强度和耐久性。     

玄武岩-PVA混杂纤维混凝土力学性能研究

采用4种掺量的玄武岩纤维(0.05%、0.10%、0.15%、0.20%)和聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,PVA)纤维(0.10%、0.20%、0.30%、0.40%),通过单掺及正交混杂增强C60基准混凝土实验,研究玄武岩纤维、PVA纤维、混杂纤维的组成和掺量对基准混凝土流动性和力学性能的影响。结果表明:纤维单掺和混杂掺入的混凝土坍落度都随着纤维总掺量的增加而降低;玄武岩纤维、PVA纤维和混杂纤维虽不能显著提高混凝土的抗压性能,但可以明显改善其抗折强度,混杂纤维对混凝土抗折性能的增强作用尤为明显;PVA纤维相比玄武岩纤维在混杂纤维混凝土抗折强度上表现出更好的增强作用;当0.1%玄武岩纤维和0.2%PVA纤维混杂时,混杂纤维增强混凝土的抗折强度最高,较基准混凝土的抗折强度提高了29.1%。     

掺聚烯烃粗纤维混凝土性能研究

研究了不同掺量的聚烯烃粗纤维混凝土的力学性能和变形性能,并与普通混凝土和钢纤维混凝土进行比较.结果表明,掺一定量的聚烯烃粗纤维能有效改善混凝土的弯曲韧性、抗冲击性及抗撞磨性,甚至优于同体积掺量的钢纤维混凝土.但掺聚烯烃纤维混凝土抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量均稍低于普通混凝土,即使增加聚烯烃纤维的掺量也不能提高其力学性能.聚烯烃纤维对混凝土的干燥收缩的影响与掺量有关.     

聚丙烯纤维混凝土的工作性与力学性能

研究了聚丙烯纤维和粉煤灰对混凝土的工作性和力学性能的影响.试验结果表明:在混凝土中掺加1.0‰聚丙烯纤维,可以降低新拌混凝土坍落度经时损失,使混凝土拌合物的泌水率降低了35%.与普通混凝土相比,聚丙烯纤维对混凝土的抗压强度影响不大,但28 d劈拉强度提高45%,抗折强度提高19%,拉压比提高46%.同时掺加聚丙烯纤维和粉煤灰,混凝土坍落度经时损失与单掺聚丙烯纤维混凝土相似,但可以改善混凝土泌水率、劈拉强度和抗折强度.     

橡胶粒径及掺量对橡胶混凝土力学性能的影响

通过对粒径为5目、20目、40目分别以0%、10%、20%、30%、40%的体积分数取代细骨料的橡胶混凝土进行抗压抗折试验,分析对比橡胶的粒径大小与体积分数对混凝土材料抗压、抗折性能的影响,并对比其折压比,分析各种橡胶混凝土的韧性。对添加0%、10%、20%、30%、40%的40目橡胶混凝土轴压试验,对比各掺量对其应力应变的影响。通过观察各试验中的现象和数据的散点图对比各橡胶目数、体积分数橡胶集料混凝土在抗压、抗折、轴压试验中破坏的过程和其力学性能。     

玄武岩纤维掺杂混凝土材料特性的研究

玄武岩纤维能有效改善混凝土材料的性能,但其对混凝土性能的影响规律业界还存在一定分歧.以抗压和抗折强度作为力学指标,以抗氯离子渗透性能和早期收缩应变作为耐久性指标,探究不同玄武岩纤维掺量和规格对混凝土强度与耐久性的影响规律,分析短切玄武岩纤维掺杂混凝土材料的各项性能.研究结果表明,短切玄武岩纤维对混凝土抗压强度的提高不明显,但对抗折强度则随掺量的增加提高显著;纤维的体积分数为0. 12%时,混凝土抗折强度提高约25%;长度较长及长径比较大的玄武岩纤维对混凝土抗折强度有更好的提高效果.玄武岩纤维的掺入会使混凝土抗渗性能略有下降,但也能有效降低混凝土的收缩应变,掺入玄武岩纤维后,混凝土28 d收缩应变降低约15%.     

纤维增强轻集料混凝土的抗冲击性能试验研究

研究了纤维对轻集料混凝土的抗冲击韧性的影响。试验分别测试了纤维单掺、纤维混掺及层布式钢纤维轻集料混凝土的抗冲击能量，试验结果表明：纤维的掺入提高了轻集料混凝土的抗冲击能量，其中以钢纤维的效果最为明显，混掺纤维次之；当钢纤维掺量为2％，其抗冲击能量值为素混凝土的3．16倍。     

冻融下预湿方式对塑钢纤维轻骨料混凝土与钢筋粘结性能的影响

通过常压预湿和加压预湿两种方式对烧结页岩陶粒轻骨料进行处理,探究不同冻融循环次数下,塑钢纤维轻骨料混凝土与钢筋的粘结性能,着重分析了两种预湿方式下试件力学性能、粘结强度、荷载滑移曲线、粘结韧性的变化规律。试验结果表明：加压预湿试件的力学性能、极限粘结强度低于常压预湿试件,且加压预湿试件的破坏形态均为劈裂破坏;加压预湿试件的极限粘结韧性A_u随冻融循环次数增加而减小,残余粘结韧性A₈₀、A₆₀下降较为平缓,但常压预湿试件粘结韧性均高于加压预湿试件。建立了冻融环境下塑钢纤维轻骨料混凝土剩余粘结强度与抗压强度之间退化模型和粘结韧性退化模型,模型计算值与试验值吻合较好。     

轻集料混凝土中轻集料上浮的试验研究

提出了一种新的评价轻集料上浮的试验方法,根据轻集料混凝土拌和物振动后的上下层混凝土的质量差异和上下层混凝土中轻集料的质量差异,计算轻集料混凝土匀质性系数kρ和轻集料的均布系数km,作为轻集料在混凝土拌和物中上浮的评价指标。试验采用不同的轻集料进行上浮性试验,并对振动后的上下层拌和物分别成型试件测定混凝土的强度比。结果表明,轻集料混凝土匀质性系数和轻集料均布系数均能很好地反映轻集料的上浮情况;对比同批混凝土7 d和28 d的强度比说明,轻集料的上浮对硬化混凝土早期强度影响不大,但对后期强度影响较大。     

GFRP筋轻骨料混凝土梁的试验研究

目的为彻底解决钢筋混凝土结构中的钢筋锈蚀问题.方法采用4点弯曲的加载方法分别对相同配筋的GFRP筋轻骨料混凝土梁和钢筋轻骨料混凝土梁进行了静力学试验研究.结果得到了钢筋轻骨料混凝土梁和GFRP筋轻骨料混凝土梁的荷载-挠度曲线以及梁承受荷载过程中受压区混凝土最外层纤维和受拉主筋的应变变化.结论钢筋轻骨料混凝土梁正截面强度的计算公式已不适用于GFRP筋轻骨料混凝土梁的正界面强度计算.在相同的荷载作用下,GFRP筋轻骨料混凝土梁的变形比钢筋轻骨料混凝土梁的变形大,同时GFRP筋轻骨料混凝土梁不具有普通钢筋混凝土梁所具有的塑性铰的性质.     

鲍罗米公式在预测轻骨料混凝土28d强度方面的应用

研究结果表明,用鲍罗米公式推测轻骨料混凝土28 d抗压强度的误差较大.实测出不同配合比的轻骨料混凝土28 d抗压强度和相应的28 d胶砂试块抗压强度,运用多元线性回归分析的方法完善了鲍罗米公式,所得公式能较准确地预测轻骨料混凝土28 d抗压强度,具有现实指导意义.     

基于GM(1,1)的应力损伤轻骨料混凝土抗冻性评估

对灾变后轻骨料混凝土抗冻融性能评估的关键在于对其在特定灾变程度下抗冻融性能的精确定量描述及预测。通过反复加载对轻骨料混凝土预加初始应力损伤来模拟灾变,以相对动弹性模量为评价指标,研究初始损伤度分别为0、0.05、0.12、0.19、0.27的轻骨料混凝土抗冻融性能;将灰色系统理论引入混凝土抗冻耐久性研究中,利用相对动弹性模量实测数据建立基于GM(1,1)的应力损伤轻骨料混凝土抗冻融性能预测模型,与修正的Loland混凝土损伤模型对比并进行精度分析;借助建立的GM(1,1)预测模型定量研究初始应力损伤对轻骨料混凝土抗冻耐久性的影响并预测其抗冻耐久寿命。结果表明：初始应力损伤会加速轻骨料混凝土抗冻融性能劣化,且初始损伤度越大劣化速率越快;各初始损伤度下GM(1,1)模型的平均相对误差均小于4.5%,GM(1,1)模型的预测精度整体上优于修正Loland模型;轻骨料混凝土自身具有良好的抗冻融性能,在内蒙古中西部地区抗冻耐久寿命可达45年,当初始损伤度为0.05、0.12、0.19、0.27时,抗冻耐久寿命分别缩短至30年、25年、17.5年、10年。基于GM(1,1)的应力损伤轻骨料混凝土抗冻融性能预测模型可实现对灾变后轻骨料混凝土全寿命周期内抗冻融性能较为精确的定量评估,为指导北方寒旱区轻骨料混凝土工程实践提供理论依据。     

轻集料取代碎石对混凝土强度和弹性模量影响的研究

利用轻集料与碎石集料混合配制混凝土,可使混凝土的性能得到优化,该类混凝土已显示出较好的应用前景.通过研究轻集料取代碎石对混凝土强度和弹性模量影响规律,确定了轻集料取代率与混凝土密度、弹性模量之间的定量关系,探讨了轻集料取代碎石对混凝土极限应变的影响,提出通过集料混合调控混凝土弹性模量、提高混凝土极限应变和抗拉能力的技术思路,为新型轻质高性能混凝土的研究提供了有益的参考.     

高强轻集料混凝土的发展与分析

介绍了高强轻集料砼的特点，国内外轻集料、轻集料砼、高强轻集料砼的研究和应用情况。在分析高强轻集料砼发展的基础上，提出了我国推广应用高强轻集料砼的几点建议。     

海水海砂混凝土无尺寸效应拉伸强度与断裂韧度的确定

海水海砂混凝土（seawater sea sand,SSC）在岛礁和临海工程建设中有广阔的应用空间。海洋环境下,混凝土容易开裂,严重影响结构耐久性。为确保该新型混凝土在海洋环境下的安全服役,对SSC的断裂力学性能研究以及断裂参数的合理确定至关重要。然而采用传统方法,基于线弹性断裂理论确定的断裂参数,由于未考虑材料非均匀性的影响,不可避免存在尺寸效应。鉴于此,本文利用基于边界效应的非线性断裂理论,考虑材料的非连续性与非均匀性,确定SSC的真实断裂参数。配制最大骨料粒径d_max为10和20 mm的海水海砂混凝土,分别进行高度为100和200 mm的三点弯曲梁试验,初始缝高比为0.1~0.7；并用淡水、河砂等质量替代海水、海砂配制普通混凝土（ordinary Portland cement,OPC）作为对照组进行试验。基于边界效应模型,通过引入混凝土平均骨料粒径,得到了SSC的真实无尺寸效应拉伸强度f_t及断裂韧度K_IC,进而结合正态分布分析确定两断裂参数的均值以及具有95%保证率的上下限值,并利用得到的拉伸强度成功预测任意尺寸条件下SSC试件的极限荷载。结果表明:相同骨料级配下,与普通混凝土相比,海水海砂混凝土断裂截面上骨料断裂的比例更高,SSC的拉伸强度及断裂韧度高于OPC；随着最大骨料粒径的增大,SSC和OPC骨料断裂的比例均减小,其断裂韧度K_IC均增加,f_t降低。所提模型及相关结果可为海水海砂混凝土实际工程设计提供参考。     

Influence of Mineral Admixtures on the Permeability of Lightweight Aggregate Concrete

The permeability of lightweight aggregate concrete was studied. Some efforts were taken to increase the resistarwe of lightweight aggregate concrete (LC) to water penetration by using the mineral admixtures of fiy ash, granulated blast furmwe slag or silica fume. Accelerated chloride penetrability test and liquid atmosphere press method were used to study the anti-permeability, of lightweight aggregate concrete. The experimental results show that fly ash, granulated blast furnace slag and silica fume can decrease the permeability of lightweight aggregate concrete, but the effect of granulated blast furnace slag is poor. According to the SEM and pore structure analyzing results, an interface self- reinforcing effect model was presented and the reinforced mechanism of mineral mixture on LC was discussed according to the model described by authors.     

轻集料混凝土局部受压试验及动力本构分析

为探究轻集料混凝土单轴局部受压动力特性,采用试验机对轻集料混凝土单轴局部受压本构关系进行相关试验研究.考虑了5种不同加载应变率和4种不同加载面积,在位移控制下,得到轻集料混凝土单轴局部受压应力-应变曲线.根据应力-应变曲线特征点的峰值应力、峰值应变和弹性模量,分析不同加载应变率与加载面积对特征点的影响.同时根据混凝土黏弹塑性损伤本构模型,考虑不同加载应变率和加载面积的影响修正模型参数,并通过试验数据验证理论模型的合理性.研究结果表明:加载应变率和加载面积对轻集料混凝土应力-应变曲线影响明显;不同加载面积对轻集料混凝土弹性模量、峰值应力及峰值应变有较大影响;所提出的理论模型能够准确描述轻集料混凝土材料局部动力荷载作用下的应变率效应和非线性行为.