不同强度等级的高品质再生细骨料混凝土试验研究

为扩大再生细骨料的工程使用规模,采用高品质再生细骨料制备再生混凝土,重点研究强度等级和再生细骨料取代率对高品质再生细骨料混凝土性能的影响。结果表明:随着强度等级的增加,高品质再生细骨料混凝土的抗压强度和抗氯离子渗透性能均逐渐增强,而用水量呈现出先减小后增大的趋势;随着再生细骨料取代率的增大,其用水量增多,抗压强度和抗氯离子渗透性能均逐渐降低;当再生细骨料的取代率为100%时,用水量最大增幅为8.0%,28 d抗压强度最大降幅为9.6%,氯离子扩散系数最大增加了0.52×10~(-12)m~2/s。     

煤矸石掺量对混凝土耐久性影响研究

主要研究煤矸石掺量对混凝土性能的影响。试验选用煤矸石按照20%、40%、60%、80%、100%的掺量取代碎石制备C30、C40的混凝土,探索研究煤矸石掺量对混凝土强度、抗冻性、抗渗性和碳化性能的影响,并对煤矸石的碱活性进行验证。试验结果证明,煤矸石的掺量大小对C30混凝土和煤矸石掺量在60%以下时的C40混凝土强度影响不大;但是当煤矸石掺量在60%以上时,C40混凝土强度明显降低;混凝土碳化试验结果表明,7 d龄期碳化深度无明显变化,而随着煤矸石掺量的增加28 d龄期混凝土碳化深度增大了11~17 mm;混凝土抗渗性能随着煤矸石掺量的增加渗水高度最大增加35 mm,电通量增大到普通混凝土的1.5~1.7倍。煤矸石混凝土的碱活性测试结果显示,华龙集团的煤矸石不具备碱活性。     

菱镁尾矿在混凝土中应用研究

研究了以菱镁尾矿取代部分细集料和水泥配制混凝土后其强度及耐久性变化,同时还研究了混凝土抗氯离子扩散性能。试验结果表明:菱镁尾矿取代细集料的体积取代率小于15%时,混凝土强度下降小于5%,抗冻性和氯离子扩散系数无明显变化。菱镁尾矿取代水泥配制混凝土,其强度及耐久性能显著降低。     

C50泵送混凝土孔隙分形与氯离子渗透特征

在对C50泵送混凝土孔隙特征和氯离子渗透特征的试验基础上,研究了孔隙分形维数与氯离子渗透的关系。研究表明,用孔50~550 nm孔径分形维数能够很好地反映泵送混凝土的氯离子渗透特征。随着孔隙的分形维数增大,凝胶孔增多,混凝土氯离子扩散系数显著降低。矿渣粉煤灰双掺的C50泵送混凝土总孔隙率最小,氯离子扩散系数最小,粉煤灰混凝土总孔隙率最大,分形维数最小,氯离子扩散系数最大。     

矿物掺合料对混凝土氯离子扩散系数影响的试验研究

通过NEL法测定混凝土氯离子扩散系数,定量评价了水胶比、骨料体积分数、粉煤灰、矿渣和硅粉对混凝土氯离子扩散系数的影响。试验结果表明,混凝土氯离子扩散系数随着水胶比的增大而增大,但随着骨料体积百分数的增大而减小。在混凝土中掺入粉煤灰、矿渣和硅粉都可以显著减小混凝土氯离子扩散系数,硅粉效果最好。对于粉煤灰和矿渣,掺量为10%时减小率最大,而对于硅粉,掺量为5%时减小率最大。     

延边地区掺煤矸石的混凝土抗压强度试验研究

煤矸石的性能随地域性的不同存在一定的差异,煤矿产区因试验条件限制对煤矸石的力学性能掌握不充分,限制了煤矸石的应用。本文以吉林省延边地区某煤矿的自燃煤矸石为研究对象,设计并完成144块煤矸石混凝土立方体试块抗压强度试验,系统地研究了煤矸石混凝土的抗压强度与龄期、水泥掺入比以及煤矸石取代率之间的关系。得出:1随着养护龄期的增加,煤矸石混凝土的强度与之呈对数关系,且明显提高。2在煤矸石取代率一定的条件下,煤矸石混凝土的强度随着水泥掺入比的增加而增大。水泥掺量处于10%~14%范围时,强度增长速度较大;当水泥掺量大于14%时,强度的增长速度明显放缓。通过试验研究,本文建议的最佳水泥掺入比为14%。3延边地区煤矸石混凝土的抗压强度随煤矸石取代率的增加而逐渐降低,本文建议的最佳取代率为60%。     

循环再生细骨料混凝土抗氯离子渗透性能

首先用100%再生细骨料混凝土制备二次与三次循环再生细骨料,探讨了再生细骨料性能变化规律;然后采用ASTM C1202电通量法,研究了再生细骨料取代率为0、25%、75%、100%条件下,一次、二次和三次再生细骨料混凝土氯离子渗透性变化规律。结果表明:随着再生细骨料循环次数的增加,再生细骨料的表观密度、胶砂强度比下降,吸水率、需水量比、细度模数增大;再生细骨料混凝土强度和抗氯离子渗透性显著降低。随着再生细骨料取代率的增加,再生细骨料混凝土强度和抗氯离子渗透性降低幅度不大,但二次和三次再生细骨料混凝土降低幅度明显高于一次再生细骨料混凝土。建立了再生细骨料混凝土氯离子渗透系数与再生细骨料取代率之间的关系方程,一次再生细骨料混凝土氯离子渗透系数符合指数函数变化,而二次和三次则符合一次函数线性变化。     

粉煤灰对混凝土抗氯盐侵蚀性能的影响

利用电通量法、快速迁移法和压汞法试验分析了不同粉煤灰掺量(0、10%、20%、30%、40%)以及不同养护龄期(28、56、90 d)对强度为C55混凝土的电通量、氯离子扩散系数及孔结构的影响;研究了平均孔径与粉煤灰掺量、养护龄期的关系,并以平均孔径为中间变量,得到了氯离子扩散系数和粉煤灰掺量、养护龄期的关系式。研究表明,粉煤灰的掺入可以较好地改善混凝土的抗氯离子扩散性能,该效应在较长养护龄期的情况下尤为明显;对于强度为C55的混凝土,当粉煤灰掺量为30%时,混凝土抗氯盐侵蚀性能最好;粉煤灰的掺入可明显改善混凝土孔结构的分布,增加无害孔和少害孔所占的比例;减小平均孔径和最可几孔径,当粉煤灰掺量在30%时,混凝土具有更优的孔隙结构;氯离子扩散系数的实测值与计算值变化趋势基本相同。     

掺活化煤矸石细粉对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

研究了活化煤矸石细粉的制备及掺煤矸石细粉对水泥力学性能的影响.以10%活化煤矸石细粉替代水泥,水泥的28d抗压强度接近于或高于基准水泥;当掺量高于30%时,水泥强度的下降很明显.将30%的活化煤矸石细粉取代水泥掺入混凝土中,混凝土的力学性能要优于对比的空白混凝土.7d龄期单掺活化煤矸石细粉和复掺活化煤矸石细粉的混凝土相对氯离子扩散系数均高于空白混凝土,到了180d龄期,无论是单掺活化煤矸石细粉还是复掺活化煤矸石细粉的混凝土相对氯离子扩散系数则降为不到空白混凝土的一半.     

自密实混凝土最大连续孔径及孔连通度的研究

用压汞仪(MIP)测定了自密实混凝土的孔结构参数,用电导率法测定了自密实混凝土的氯离子扩散系数。运用不同孔径区间的孔容与氯离子扩散系数的相关性,确定了自密实混凝土的最大连续孔径,用最大连续孔径和孔容推算了混凝土的孔连通度,分析了孔连通度与氯离子扩散系数的相关性。结果表明:自密实混凝土的最大连续孔径为60nm,连通孔的孔容与混凝土氯离子扩散系数的相关系数为0.9135,孔连通度与混凝土氯离子扩散系数有一定的相关性。     

Effizienzsteigerung von Textilbeton durch Einsatz textiler Bewehrungen nach dem erweiterten Nähwirkverfahren

Textilbeton ist ein neuer, effektiver und sehr innovativer Baustoff zur Verstärkung von Tragwerken. Im Rahmen der laufenden Forschung stehen die weitere Verbesserung des Verstärkungsverfahrens und die stetige Weiterentwicklung der Faser‐Matrix Kombination im Mittelpunkt der Untersuchungen. Aufgrund der hohen Garnzugfestigkeiten sind bei Verwendung textiler Bewehrungen aus Carbon sehr effektive Verstärkungen herstellbar. Bei ungünstiger Konfiguration der textilen Bewehrungen können jedoch verbund‐ und festigkeitsschädigende Rissbildungen innerhalb zugbeanspruchter Textilbetonbauteile auftreten. Diese Rissbildungseffekte werden in Abhängigkeit von der Belastung maßgeblich durch die wirkenden Verbundkräfte und die verarbeitungsbedingte Garnwelligkeit beeinflusst. Dabei ist die Gefahr eines Verbundversagens durch Delamination besonders in den Bereichen der Lasteinleitung in die textile Bewehrung, wie z. B. Endverankerungen und Übergreifungsstößen, kritisch. Dies führt zu einer Reduzierung der nutzbaren Zugtragfähigkeit der textilen Bewehrung im Gesamtbauteil. Um die Effizienz der textilen Bewehrung zu erhöhen, wurde daher ein verbessertes Textilherstellungsverfahren auf Basis der Nähwirktechnik entwickelt. Dadurch wird die ungünstig wirkende Garnwelligkeit deutlich reduziert. Der vorliegende Aufsatz beschreibt vergleichende Untersuchungen der Verbund‐ und Festigkeitseigenschaften zugbeanspruchter Textilbetonbauteile. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der Entwicklung des erweiterten Nähwirkprozesses ein maßgeblicher Schritt im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Eigenschaften des Textilbetons erreicht werden konnte. Efficiency Increase of Textile Reinforced Concrete by Use of Textile Reinforcements from the Extended Warp Knitting Process The composite material textile reinforced concrete (TRC) is a new, effective and very innovative method for the strengthening of load bearing structures. Apart from further improvements to the strengthening methods, a continual further development of the fibre‐matrix combination is at the centre of ongoing research. Due to the high tensile strengths of textile reinforcements made of carbon, it enables very effective strengthening of concrete constructions. However, if the textile fabrics are unfavourably configured, bond and strength damaging crack formations within TRC members can occur. Depending on the load, these crack formation effects are substantially influenced by the bond and the size of yarn undulation, which depends on the processing of the fabric. The danger of bond failure by delamination, which particularly occurs in areas of concentrated load introduction into the textile reinforcement, such as final anchorages and overlaps, is especially critical. It results in a reduction of the usable tensile load bearing capacity in the entire member. For this reason, an improved textile manufacturing method based on warp knitting technology was developed. By means of this method, yarn undulation can be reduced considerably. The article on hand describes comparative examinations of the bond and strength properties of tensile loaded TRC elements. The results show that the development of the extended warp knitting process was a substantial step toward a further improvement of the properties of TRC.     

Feuchtesensoren in der Bauwerksüberwachung

Die Bestimmung des Wassergehalts und insbesondere der orts‐ und zeitabhängigen Feuchteverteilung in Baustoffen hat in der Forschung, Baustoffentwicklung, Bauwerksdiagnose und Bauwerksüberwachung einen besonderen Stellenwert. Bei der Untersuchung von Schadensursachen muss an Bauwerken in der Regel die Baustofffeuchte mit bewertet werden, da sowohl wesentliche Baustoffeigenschaften als auch die Dauerhaftigkeit von Bauwerken in entscheidendem Maße von deren Wassergehalt abhängig sind. In jüngster Zeit werden Feuchtesensoren eingesetzt, um die Funktionsfähigkeit und Dauerhaftigkeit von Instandsetzungs‐ bzw. Schutzmaßnahmen zu kontrollieren. Dies soll es dem Bauherrn ermöglichen, rechtzeitig Maßnahmen einleiten zu können, bevor Schäden infolge von Wasser‐ bzw. Chloridzutritt auftreten können. Condition Assessment with Moisture Sensors The determination of the water content in construction materials and in particular with regard to its depth and time dependent distribution is of high interest in the area of research, material development and condition assessment of structures. The assessment of the reason of damages mostly require to regard the moisture content of structures, because the moisture content basically affects material properties and the durability of structures. Recently moisture sensors have been used to control the functionality and durability of repair and protection measures. This enables the owner to carry out accurately timed measures to prevent damages due to the ingress of water and chlorides.     

Umlagerungsverhalten von Plattentragwerken aus Stahlfaserbeton

Das Tragverhalten von Platten aus Stahlfaserbeton ist von starker Nichtlinearität durch Rissbildung und großen traglaststeigernden Umlagerungen geprägt. Für ihre Berechnung und Bemessung wird ein nichtlineares Verfahren vorgestellt. Es basiert auf einer elasto‐plastischen Schädigungsbeschreibung des Faserbetons mit eingebetteter Betonstahlbewehrung und einer Finite Elemente Diskretisierung des Stabstahls und der Platte mit regularisierter Verschmierung der Rissbildung im Elementnetz. Das Verfahren wird an einer punktgestützen Stahlfaserbetonplatte eines Großversuchs angewendet und verglichen mit anderen gängigen Methoden, nämlich einer linear‐elastischen Schnittgrößenermittlung bzw. der Bruchlinientheorie. Zur Bemessung erweist es sich als sehr geeignet, allerdings – ähnlich den beiden anderen Verfahren – abhängig von der angenommen Rissbildung, der Nachrisszugfestigkeit und geometrischen Größen. Redistribution Effects of Steel Fibre Reinforced Concrete Slabs Numerical Computation and Design The bearing behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) slabs is mainly affected by nonlinearity due to cracking and redistribution effects leading to an increased bearing capacity. A nonlinear approach for structural analysis and design of such structures is presented. It is based on an elasto‐plastic damage theory to model material behaviour of SFRC and allows for additional embedded rebars. By adopting a finite element discretisation of the slab structure a regulated smeared modelling of cracking is achieved. Further the nonlinear model is applied to a full scale test of a SFRC flat slab structure and results are compared to alternative already well established methods, namely a linear elastic analysis and the yield line theory. The proposed method is proven to be very suitable for design but – alike the alternatives – depends on assumed crack patterns, residual tensile strength of the SFRC and geometrical parameters.     

Beurteilung des Tragverhaltens von Spannbetonbrücken mit spannungsrisskorrosionsgefährdetem Spannstahl

Die Beurteilung des Tragverhaltens von Spannbetonbrücken, die in den 1960er und 1970er Jahren in Deutschland und Österreich gebaut wurden und für deren Herstellung vergütete Spannstähle Verwendung fanden, ist seit vielen Jahren Gegenstand der Forschung mit starkem Praxisbezug. Im vorliegenden Beitrag werden nach einer theoretischen Erläuterung des Tragverhaltens die praxisrelevanten Fragestellungen wie das Vorgehen bei der Beurteilung sowie weiterführende Untersuchungen erörtert. Zudem werden aktuelle Entwicklungen in der Forschung zur Beurteilung von gefährdeten Spannbetonbrücken aufgezeigt und diskutiert. Assessment of Load Bearing Behaviour of Post‐Tensioned Concrete Bridges Equipped with Prestressing Steel Susceptible to Stress Corrosion Cracking Basics, Practical Application and Current Developments Due to extending lifetime of infrastructure in general and posttensioned concrete bridges in particular the importance of durability aspects increases. Especially older prestressed bridges built in the 1960s and 1970s in Germany and Austria are subject of these investigations. Some of these post‐tensioned concrete bridges consist of quenched and tempered prestressing wires with high susceptibility to stress corrosion cracking as we know nowadays. This article deals with recalculation, assessment and evaluating methods for post‐tensioned concrete bridges including further analytic for endangered bridges. The procedure is shown by an example of an existing multi girder bridge and furthermore, future prospects are given.