超高强混凝土耐钻磨性能研究

分别进行了水泥石、骨料和钢纤维对混凝土耐钻磨性能和抗压强度影响的研究,制备出高耐钻磨的超高强混凝土(抗压强度为198MPa)。试验结果表明,水胶比0.18,高强掺合料掺量20%,棕刚玉为骨料,体积掺量为10%,钢纤维体积掺量为1.75%时,超高强混凝土耐钻磨性能和抗压强度最佳,并对其高致密、高耐钻磨机理进行了探索。     

轻骨料含水率对混凝土吸水性及抗冻性的影响

通过浸水试验及水中快速冻融试验,探讨分析了轻骨料含水率对混凝土吸水性及抗冻性的影响.结果表明,如果轻骨料含水率减小,则混凝土坍落度的经时损失率加大,混凝土抗压强度增高,吸水性降低;轻骨料混凝土的抗冻性由轻骨料含水率控制.本试验范围内,要满足含气量为5.5%(体积分数)的轻骨料混凝土抗冻性要求,则轻骨料含水率应控制在14 %～17%(质量分数)以下,而且设计水灰比越大,轻骨料的含水率就越有必要降低.     

再生废砖粗骨料对混凝土性能的影响

研究利用废砖再生粗骨料部分或全部代替天然粗骨料,对比再生骨料对混凝土力学及抗冻性能的影响,并利用显微硬度、硬化混凝土气孔分析探讨其对再生混凝土微观结构的影响。得出结论:随着废砖粗骨料掺量的增加,混凝土立方体抗压强度逐渐降低,但对劈裂抗拉强度影响不大;水胶比是影响其界面处显微硬度和抗盐冻性能的最主要因素。     

骨料和砂浆等影响混凝土强度的细观层次机理分析

基于全级配三维细观混凝土随机模型分析方法,系统研究了混凝土中砂浆和骨料等各组分的受力特点,通过现场试验以及数值模拟分析,揭示了骨料降低砂浆强度的作用机理,提出混凝土宏观抗压强度与砂浆抗压强度间的修正关系,并讨论了骨料体积分数及混凝土强度分别对该修正系数的影响规律.研究表明：骨料的加入会降低水泥基材料的强度;混凝土材料的强度小于相同配比条件下的砂浆;用混凝土强度参数代替砂浆参数进行细观层次分析会造成较大误差,应进行修正;修正系数随骨料体积分数增加而线性增长,与混凝土强度关系不大.     

组成及配合比参数对自密实混凝土抗压强度的影响研究

试验研究了水胶比、胶凝材料用量、粉煤灰掺量、骨料体积含量、粗骨料品种等配合比主要参数对自密实混凝土的抗压强度的影响,分析了自密实混凝土的抗压强度与组成材料之间的关系,建立了掺粉煤灰自密实混凝土的抗压强度公式,并对该公式进行了试验验证.     

抛填骨料对自密实混凝土性能的影响

通过均匀抛填骨料,制备了一种骨料含量高、胶凝材料用量少的自密实混凝土.研究了骨料取代率对自密实混凝土抗压强度、干缩率和氯离子渗透系数的影响,结果表明:随着骨料取代率的增加,自密实混凝土的抗压强度逐渐增加,当骨料取代率为20%(体积分数)时,自密实混凝土的抗压强度达到最大,随后迅速降低;自密实混凝土的干缩率和氯离子渗透系数随骨料取代率的增加而降低.     

纤维再生混凝土力学性能试验及破坏分析

采用正交试验法研究了再生粗骨料掺量、粉煤灰掺量、减水剂掺量以及纤维类别对纤维再生混凝土抗压强度、劈拉强度及抗折强度的影响.利用扫描电镜及螺旋CT扫描技术分析纤维再生混凝土的内部破坏.结果表明：再生粗骨料掺量是影响纤维再生混凝土28d和90d抗压强度的重要因素;纤维类别是影响纤维再生混凝土28d劈拉强度和抗折强度的重要因素.以再生粗骨料掺量为50%(质量分数)、粉煤灰掺量(质量分数)为20%、减水剂掺量(质量分数)为0.5%和铣削波纹型钢纤维掺量(体积分数)为1.0%进行设计强度为C35的纤维再生混凝土的配制,可使其获得良好的和易性,并满足强度要求.再生粗骨料与砂浆界面处产生裂缝,导致了纤维再生混凝土强度较低.     

钢纤维粉煤灰再生混凝土强度正交试验研究

利用正交试验方法对钢纤维粉煤灰再生混凝土（以下简称再生混凝土）的强度性能进行了试验,考察了粉煤灰取代率（质量分数）、钢纤维掺量（体积分数）和再生粗骨料取代率（质量分数）对再生混凝土28d立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响,并对试验结果进行了系统分析.结果表明：粉煤灰取代率对再生混凝土抗压与抗折强度的影响规律一致,但对其劈裂抗拉强度的影响规律却不相同;再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均随钢纤维掺量的增加而增大,但钢纤维掺量对劈裂抗拉和抗折强度的影响显著,对抗压强度的影响较小;再生粗骨料取代率对抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响规律基本一致,强度总体上随再生粗骨料取代率的增大而增大.要使再生混凝土强度得到提高,需降低粉煤灰的取代率,增大钢纤维掺量和再生粗骨料取代率.当粉煤灰取代率在30%以内、钢纤维掺量在18%以内时,粉煤灰取代率对再生混凝土抗压强度的影响最大,其次是再生粗骨料取代率,最次是钢纤维掺量;钢纤维掺量对再生混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度的影响最大,其次是粉煤灰取代率,最次是再生粗骨料取代率.     

橡胶混凝土配制方法试验研究

研究了橡胶粒,粉采用等体积取代细骨科、等体积取代粗骨料以及按水泥质景外掺3种方法配制的橡胶混凝士的和易性、含气量、抗压强度及劈拉强度.和易性受配制方法、橡胶粒径、橡胶掺量的共同影响.总的来说各种橡胶混凝土和易性均较好;含气量则是随着橡胶取代量的增加而增大,随着橡胶粒径的减小而增大;抗压强度随着取代量增加而减小,随着橡胶粒径的减小而减小:劈拉强度与抗压强度规律类似;等体积取代粗骨料的橡胶混凝土延性最好,而等体积取代细骨料的橡胶混凝土抗压和劈拉强度最高.     

混凝土抗压强度与孔隙率关系的研究

为研究孔隙率对混凝土抗压强度的影响,分别对C30和C40级混凝土在10%~25%骨料体积(百分数)增加率下进行试验。结果表明:水胶比一定,抗压强度随骨料体积增加而增大,C30和C40级混凝土抗压强度(28 d)最大分别提升20.47%和19.92%;骨料体积增加率一定,抗压强度随水胶比减小而增大。从混凝土孔隙率的角度定量分析了水胶比与骨料体积对抗压强度的影响,并采用回归系数方法得到了普遍适用的混凝土抗压强度与孔隙率关系式。     

粗集料强度对混凝土抗折强度的影响

试验研究了4种粗集料(碎石、钢集料、砂浆、页岩陶粒)与3种抗压强度等级水泥砂浆基体组合的混凝土的抗折强度及其发展规律.结果表明,粗集料与水泥砂浆基体的协调性对混凝土抗折强度影响十分显著.当粗集料强度和弹性模量与水泥砂浆基体相匹配时,增加粗集料强度可提高混凝土抗折强度,但粗集料强度和弹性模量过高反而会因较大的应力集中而降低混凝土抗折强度;当粗集料强度比水泥砂浆基体抗压强度低时,单纯通过增大水泥砂浆基体抗压强度来提高混凝土抗折强度的效果不明显;粗集料与水泥砂浆基体在抗压强度和弹性模量上的差异对混凝土抗折强度及其发展规律有很大影响.只有在两者相互协调的基础上,才能充分发挥粗集料和水泥砂浆基体的作用.     

橡胶集料对混凝土抗压强度的降低效应

研究了振捣密实混凝土和自密实混凝土抗压强度随（废旧轮胎）橡胶集料体积分数的变化规律,分析了橡胶集料对混凝土抗压强度的降低效应,建立了混凝土抗压强度降低率与橡胶集料体积分数之间的经验关系式.结果表明：橡胶集料的掺加导致了混凝土抗压强度降低,橡胶集料体积分数越大,混凝土抗压强度降低越多;橡胶集料体积分数相同时,振捣密实混凝土抗压强度降低率比自密实混凝土抗压强度降低率稍大;一定体积分数橡胶集料对混凝土抗压强度的降低效应与相同体积分数气孔的降低效应相当;建议混凝土中每增加1%体积分数的橡胶集料,混凝土抗压强度降低率按4.5%计算.     

基于BP神经网络混凝土抗压强度预测

在阐述BP人工神经网络原理的基础上,针对影响强度的主要因素,建立了多因子混凝土抗压强度3层BP网络模型,以每立方混凝土中水泥、高炉矿渣粉、粉煤灰、水、减水剂、粗集料和细集料含量及置放天数作为模型输入参数,混凝土抗压强度值作为模型的输出,对混凝土抗压强度进行了预测.实验结果表明:所建BP神经网络混凝土抗压强度预测模型最大...     

Multi-scale prediction of the effective chloride diffusion coefficient of concrete

The N-layered spherical inclusion theory is applied to develop a multi-scale model to predict the effective diffusion coefficient of chloride ion in concrete. The model treats concrete as four-phase composite materials consisting of matrix phase, aggregate phase, ITZ (interfacial transition zone) and their homogenization phase. With hardened cement pastes characterized by three parameters such as the porosity, tortuosity and constrictivity, the effect of the cement paste microstructures and ITZ on the chloride diffusivity in concrete is taken into account and the porosity distribution function and effective chloride diffusion coefficients of the ITZ are given in the model based on the cement particle distribution characteristics of the ITZ in concrete. To validate the proposed model, the diffusion coefficient of chloride ion by the steady-state migration test is measured on a series of mortar and concrete specimens and good agreement between the model and experiment is obtained. In addition, the model predicts that the chloride diffusivity of concrete composite materials depends on the chloride diffusion coefficient of the matrix and ITZ, volume fraction of the aggregate and ITZ, with the volume fraction of the ITZ influenced by aggregate size distribution, the volume fraction of aggregate and thickness of the ITZ.     

水泥沥青胶凝材料抗压强度的计算公式

依据低沥灰比(mA/mC)水泥沥青(CA)胶凝材料的物理结构模型,基于多孔水泥石和两相复合材料的相关理论,构建了4个表征CA胶凝材料抗压强度与组成参数之间关系的数学模型,测试了不同配合比的低沥灰比CA胶凝材料试件的抗压强度、孔隙率和沥青体积分数.结果表明:沥青体积分数是试件抗压强度的主要影响因素,而孔隙率对抗压强度的影响较小;试件抗压强度测试值与模型拟合结果的对比分析表明,测试值与改进Schiller方程的拟合结果有很好的一致性;再根据CA胶凝材料各物相体积分数与其配合比参数的定量关系,推导出了基于沥灰比、水灰比和水泥水化度等配合比参数的CA胶凝材料抗压强度计算公式.     

Influence of fly ash on strength and sorption characteristics of cold-bonded fly ash aggregate concrete

Cold-bonded fly ash aggregate concrete with fly ash as part of binder or fine aggregate facilitates high volume utilization of fly ash in concrete with minimum energy consumption. This paper investigates the influence of fly ash on strength and sorption behaviour of cold-bonded fly ash aggregate concrete due to partial replacement of cement and also as replacement material for sand. While cement replacement must be restricted based on the compressive strength requirement at desired age, replacement of sand with fly ash appears to be advantageous from early days onwards with higher enhancement in strength and higher utilization of fly ash in mixes of lower cement content. Microstructure of concrete was examined under BSEI mode. Replacement of sand with fly ash is effective in reducing water absorption and sorptivity attributable to the densification of both matrix and matrix–aggregate interfacial bond. Cold-bonded fly ash aggregate concrete with a cement content of 250 kg/m³, results in compressive strength of about 45 MPa, with a total inclusion of around 0.6 m³ of fly ash in unit volume of concrete.     

钢纤维增强地聚物再生混凝土单轴受压全曲线试验

为增强再生混凝土的抗压强度及延性,并进一步减少水泥制备造成的碳排放,采用粉煤灰/矿渣基地聚物100％取代再生混凝土中的普通硅酸盐水泥,并掺入钢纤维制备出钢纤维增强地聚物再生混凝土(SFGRC)。为研究其抗压性能,配制得到再生粗骨料取代率分别为0%、30%、50%、70%和100%,及钢纤维体积掺量分别为0%、0.5%、1.0%和1.5%的14组钢纤维增强地聚物再生混凝土试件,并进行单轴受压全曲线试验。结果表明：随着钢纤维的掺入,SFGRC的破坏模式由脆性向延性转变;立方体抗压强度、峰值应力对应应变、受压韧性及延性随钢纤维掺量的增加而增加;立方体抗压强度、弹性模量及受压韧性随再生粗骨料取代率的增加而降低,但峰值应力对应应变增加。引入钢纤维体积掺量和再生粗骨料取代率,对Carreira-Chu混凝土单轴受压本构模型的下降段进行修正,提出了适用于SFGRC的单轴受压本构模型,其计算结果与相应试验结果均吻合良好。     

Experiments on stress-strain curve of steel fiber reinforced geopolymer recycled concrete under uniaxial compression

为增强再生混凝土的抗压强度及延性，并进一步减少水泥制备造成的碳排放，采用粉煤灰/矿渣基地聚物100％取代再生混凝土中的普通硅酸盐水泥，并掺入钢纤维制备出钢纤维增强地聚物再生混凝土(SFGRC)。为研究其抗压性能，配制得到再生粗骨料取代率分别为0%、30%、50%、70%和100%，及钢纤维体积掺量分别为0%、0.5%、1.0%和1.5%的14组钢纤维增强地聚物再生混凝土试件，并进行单轴受压全曲线试验。结果表明：随着钢纤维的掺入，SFGRC的破坏模式由脆性向延性转变；立方体抗压强度、峰值应力对应应变、受压韧性及延性随钢纤维掺量的增加而增加；立方体抗压强度、弹性模量及受压韧性随再生粗骨料取代率的增加而降低，但峰值应力对应应变增加。引入钢纤维体积掺量和再生粗骨料取代率，对Carreira-Chu混凝土单轴受压本构模型的下降段进行修正，提出了适用于SFGRC的单轴受压本构模型，其计算结果与相应试验结果均吻合良好。     

水灰比对再生混凝土强度影响的试验研究

研究了水灰比对普通与再生骨料混凝土强度的影响。结果表明,混凝土强度与水灰比密切相关。当水灰比大于0.57时,与普通混凝土相类似,再生混凝土的抗压强度随着水灰比的增大而减小;当水灰比小于0.57时,再生混凝土的抗压强度随着水灰比的增大而增大。基准混凝土和再生混凝土超声声速和回弹值随水灰比的变化规律与它们抗压强度值的变化规律基本一致。