不同分维骨料级配对混凝土性能影响的研究

应用分形理论对混凝土不同级配骨料进行分析研究，对骨料自身所表现出来的分形现象进行分析。测定不同分形维数的级配骨料对混凝土试件的28d强度的影响，并结合实际工程案例进行研究。     

基于分形的骨料密实度计算方法研究

混凝土存在着分形现象,骨料粒径、级配等分形计算方法已有研究,而对于用砂石分形指标计算骨料的密实度研究较少.对混凝土骨料进行试验研究,进一步分析骨料分形规律,提出基于分形的骨料密实度计算公式.试验表明:该公式能够较好的预测骨料按不同质量比混合时的密实度,从而为混凝土配合比设计提供参考.     

混凝土损伤力学中的分形应用研究

利用分形几何的原理,通过对混凝土骨料进行研究得出骨料分维数和级配关系,进而讨论了混凝土断面分形测量方法的优缺点,并给出了相关裂纹扩展的分形几何模型。     

不同级配粗骨料对橡胶混凝土构件力学性能的分形研究

基于材性试验研究了粗骨料级配对橡胶混凝土构件强度及弹性模量的影响;通过三根不同级配粗骨料橡胶混凝土梁探讨了粗骨料级配对试验梁受弯承载力、挠度等方面的影响,并研究了三根橡胶混凝土梁在集中荷载下损伤演化过程的分形行为。用分形几何学研究橡胶混凝土梁的损伤演化过程,为橡胶混凝土结构的健康检测和安全性评估提供新的方法。     

级配骨料的分形效应

分析了级配骨料的分形行为，推导了通过率、空隙率、比表面积分形计算公式，初步结果可供混凝土组成设计时参考。     

基于分形理论评价混凝土离析程度方法的研究

研究了不同离析度下混凝土的骨料分形特征;测试了掺加不同掺合料混凝土的离析度,通过计算得出混凝土骨料的分布分形维数。研究表明:当离析度不同时,混凝土的骨料分布分形维数也不同,随着离析度的增大,骨料分布分形维数标准差变大;分形理论可以较好的反应混凝土的离析状态,运用骨料的分形维数评价混凝土的离析状态十分有效。     

骨料级配对再生混凝土强度和工作性能影响的试验研究和计算分析

骨料级配是影响混凝土强度的主要因素之一.在水灰比 0.55 和水泥、细骨料、粗骨料的配合比为 1∶2∶2.75 情况下,对不同粗骨料级配情况下的再生混凝土工作性能和受压强度进行了试验测试,通过试验发现再生混凝土破坏形态和普通混凝土破坏形态相似,当混凝土工作性能有保证时,再生混凝土的强度会增大.但当混凝土工作性能没有保证或变差时,强度会降低.在不同粒径粒数分布满足分形规律和满足骨料级配的情况下,计算了包裹骨料需要的水泥浆与总水泥浆的比值γ,γ值可以反映不同骨料级配变化引起的骨料表面积的变化.γ值越大,骨料的表面积越大.γ较大时混凝土工作性能和受压强度降低.比值γ较小时混凝土工作性能和受压强度提高.中部粒径范围骨料级配的变化对再生混凝土工作性能和受压强度有明显影响.再生骨料替代率分别为50%、60%、100%时,粒径范围 9.5～19mm 和 19-26.5mm 的骨料级配接近.再生混凝土强度可以高于天然骨料的混凝土强度.再生骨料替代大粒径范围骨料的强度小于替代小粒径范围骨料的强度.     

再生骨料混凝土的试验分析

分析了再生混凝土的研究现状,再生骨料利用的可行性,并对再生混凝土骨料的吸水率、表观密度和压碎指标等基本性能进行了试验研究。实验发现再生混凝土粗骨料和原生混凝土粗骨料级配与混凝土的强度密切相关。     

基于图像分析的透水混凝土孔隙研究

通过对透水混凝土试块打磨并拍摄图像,利用MATLAB、IMAGE PROPLUS与IMAGE J对透水混凝土截面孔隙进行二值化处理与分析,获得孔隙面积、分形维数等参数,分析骨料粒径、水灰比对等效孔径大小及分形维数的影响,并研究了孔隙分形维数与实测孔隙率的关系.结果表明,粗骨料最大粒径和透水混凝土的目标孔隙率是影响透水混凝土内部孔径及分形维数的主要因素,而水灰比对其影响很小.实测孔隙率能达到目标孔隙率的85％以上,与孔隙分形维数呈现良好的线性关系.     

二级配凸多边形骨料随机分布混凝土动态特性

骨料是混凝土重要组成部分,对混凝土力学性能有很大影响。利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对二级配凸多边形骨料随机分布混凝土动态特性进行数值模拟,分析凸多边形粗骨料体积含量、粒径大小和试件尺寸对二级配混凝土动态特性的影响规律。结果表明:二级配凸多边形骨料随机分布混凝土表现出率敏感性和尺寸效应;二级配混凝土承载能力随粗骨料最大粒径的增大而降低;随着粗骨料中间粒径和粗骨料体积含量增大,二级配混凝土承载能力呈先增大后降低趋势;随粗骨料最小粒径的增大,二级配混凝土承载能力逐渐降低。     

卵石形貌对混凝土强度影响的探讨

粗集料是配制混凝土的主要原材料之一。本文中的试验采用破碎卵石和光滑卵石作为粗集料,通过调节水灰比等,配制出各种强度的混凝土,从而研究卵石形貌对这些混凝土强度的影响。     

全再生废砖骨料混凝土导热系数试验分析与预测

以3种不同的再生废砖粗骨料替代率(40%、70%、100%)和再生废砖细骨料替代率(40%、70%、100%)设计7组试验,对再生废砖骨料混凝土导热系数进行试验和分析。试验结果表明:提高再生废砖粗骨料替代率可降低再生废砖骨料混凝土导热系数;在再生废砖粗骨料替代率为100%的基础上,增加再生废砖细骨料的替代率,则再生混凝土导热系数持续下降,其中全再生废砖骨料混凝土导热系数最低,相比普通混凝土降低幅度为57.52%;定义了再生废砖骨料影响系数G,G值越大,再生混凝土导热系数越低;研究了再生砖骨料混凝土导热系数的变化机理,在Hasselman-Johnson模型基础上,提出了再生废砖骨料混凝土导热系数修正公式,计算预测值与试验值吻合良好。     

轻集料混凝土集料性质对混凝土性能的影响

选用4种高强陶粒为粗骨料,在相同的配合比条件下,对陶粒混凝土性能进行试验研究。实验表明,混凝土的性能随着陶粒种类的不同而变化,陶粒的形状和表观密度是影响混凝土性能的主要因素。     

粗骨料随机分布对混凝土导热性能的影响

采用COMSOL与MATLAB联合仿真的方法,基于混凝土二维细观几何模型,实现了混凝土稳态热传导的数值模拟.在利用试验结果验证数值模拟有效性的基础上,分析了骨料随机分布对混凝土导热性能的影响,并讨论了粗骨料粒径、形状及其体积分数,以及分散相导热系数对混凝土导热性能的影响规律.结果表明:粗骨料随机分布是造成混凝土导热性能产生随机性的重要因素;混凝土导热系数相对平均值随着粗骨料体积分数、分散相导热系数的增加而增大,但受粗骨料粒径和形状的影响不大;粗骨料体积分数越高,分散相与水泥砂浆导热系数相差越大,粗骨料粒径越大,轴长比越大,混凝土导热系数的变异性越显著,但当粗骨料体积分数超过35%后混凝土导热系数的变异性基本保持不变.     

A factorial design study to determine the significant parameters of fresh concrete lateral pressure and initial rate of pressure decay

The design of vertical formwork is governed by the lateral pressure exerted by fresh concrete; the complexity of the problem is due to the large number of factors which affect pressure. This work describes an experimental investigation in columns to determine the variation in lateral pressure and initial rate of pressure drop with the following variables: formwork size and shape, coarse aggregate concentration and concrete temperature.An 8-run factorial design 2³ was done to determine the influence of formwork size and shape and coarse aggregate concentration. It was impossible to vary temperature between two levels in the field, so in this analysis this factor was considered as a co-variable. With this objective, square and circular experimental columns 3 m high but with different cross sections were instrumented, and two concrete mixtures with different sand to total aggregate ratios were used.Afterwards, two tests were done to determine the influence in pressure of concrete impact, changing the method for filling the columns.Formwork shape, coarse aggregate concentration and concrete impact have a minor effect in maximum lateral pressure, while temperature shows an inverse relationship with the pressure, but not to a sufficient degree to be considered a significant parameter. On the other hand, formwork size has a major effect on the pressure, narrow sections generate less lateral pressure than higher ones. This is attributed to the friction forces between concrete and formwork which are much more important in small sections.Formwork shape and size present a major influence in the initial rate of pressure decay. While circular formworks present a higher value than squares ones, smaller cross sections present a lower value than larger ones. On the other hand, coarse aggregate concentration has a minor effect on this parameter.     

基于2D随机骨料模型的C80混凝土参数分析

利用DIGIMAT和ABAQUS联合建立细观混凝土2D随机骨料模型,模拟了粗骨料的分布、形状、含量以及界面过渡区性能、孔隙率对C80高强度混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量和劈裂抗拉强度的影响,并将模拟结果与各参数对低强度混凝土的影响进行比较。结果表明:粗骨料的分布模式对混凝土的基本力学性能几乎没有影响,不同分布形式下混凝土立方体抗压强度最大相对误差为4.18%; 不同形状的粗骨料对混凝土力学性能有着不同的影响,圆形和椭圆形状粗骨料的模拟结果与试验值更为接近; 不同骨料含量下混凝土立方体抗压强度呈现出先减小后增大的趋势,轴心抗压强度则是先减小后增加再减小,劈裂抗拉强度在粗骨料含量为33%时达到最大值4.61 MPa,之后便逐渐降低; 随着孔隙率的增加,混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度和弹性模量均逐渐减小,劈裂抗拉强度在孔隙率为1.5%时降低较多,孔隙率为2%时有所上升。     

一种快速生成三维混凝土骨料模型的混合实现方法

三维随机骨料混凝土模型是由骨料、砂浆基体以及界面层组成的三相复合材料,基于Fortran和ANSYS软件提出了一种快速生成含高体分比球形骨料混凝土模型的混合实现方法,并在此基础上生成三维椭球形骨料(卵石)模型、凸多面体骨料(碎石)模型以及混合模型。算例结果表明,这种新方法可以快速生成三级配球形颗粒混凝土模型所需的骨料数据,相应的骨料投放含量能达到65%左右。混合方法可将骨料颗粒和界面层分离开来,在有限元网格剖分时避免了复杂的单元属性判别。通过对椭球形骨料模型和凸多面体骨料模型的有限元数值模拟,进一步验证了该混合方法的有效性。     

模型再生混凝土单轴受压动态力学特性试验

试验设计了再生粗骨料取代率为100%的模型再生混凝土（MRC）、模型普通混凝土（MC）、再生粗骨料取代率55%的模型再生混凝土（MCP）和模型砂浆（MM）4种试件,在不同应变速率下进行单轴受压试验。研究表明：随着加载应变速率的提高,试件应力-应变曲线形状相似,峰值应力和弹性模量表现出增大的趋势,峰值应变的变化无明显规律;MRC、MC、MCP试件破坏时裂缝最先出现在界面区附近,然后逐渐发展直至贯通,随着应变速率的提高,裂缝较宽且开展更快,试件完全断裂成若干碎块;模型再生混凝土静态强度越低,峰值应力和弹性模量增长越大,动态效应越显著;再生粗骨料取代率为55%时,峰值应力和弹性模量增长最大;模型砂浆试件的动态效应最显著,模型普通混凝土和模型再生混凝土次之,且相差不大。     

骨料界面特性对混凝土力学性能的影响

采用计算机断层扫描成像(CT)技术、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、显微硬度(MH)等各种微细观测试手段对砂岩、锈染砂岩、锈面砂岩、板岩及大理岩骨料界面特性开展了试验研究,分析了以上几种骨料的界面特性对混凝土力学性能的影响机理.研究表明：不同骨料界面区微结构相差很大,不同骨料的化学成分和矿物组成影响了界面区水化产物的数量、形态、尺寸和生长发育特性;骨料的界面区显微硬度与界面区钙硅比有良好的对应关系,钙硅比越大则界面显微硬度越低;大理岩混凝土的起裂强度明显低于砂岩、板岩和锈染砂岩混凝土,且相同荷载条件下,大理岩混凝土的裂纹面积远高于其他骨料混凝土.