粒化高炉矿渣代砂混凝土干燥收缩性能的试验

通过对比试验及理论分析研究了不同配合比及不同代砂率条件下,粒化高炉矿渣代砂混凝土的干燥收缩发展规律。结果表明:粒化高炉矿渣代砂混凝土与普通混凝土的收缩变化趋势相同,均随着龄期的增长而逐渐增大,并且在120 d龄期后明显变慢;在相同水胶比条件下,粒化高炉矿渣代砂混凝土前期收缩速率小于或接近普通混凝土,后期逐渐超越普通混凝土,且通过曲线拟合预测可知其最终干燥收缩值均大于普通混凝土;当粒化高炉矿渣代砂率相同时,水胶比越小,混凝土的最终收缩值也越小。     

矿渣细骨料混凝土孔隙结构对抗压强度的影响

通过试验分别测定了粒化高炉矿渣和天然砂分别作为细骨料时混凝土的抗压强度及孔隙分布和孔隙度,分析了混凝土孔隙结构对其抗压强度的影响。结果表明:与普通混凝土相比,粒化高炉矿渣代砂混凝土早期抗压强度略低于普通混凝土但其后期强度增长较快,且水胶比越大粒化高炉矿渣代砂混凝土后期强度增长越快;混凝土孔隙度随龄期的增大而减小。在水胶比相同的情况下,普通混凝土孔隙度小于粒化高炉矿渣代砂混凝土孔隙度。对于采用同种细骨料的混凝土,水胶比越大其孔隙度也越大;混凝土的抗压强度随孔隙度的增大而减小,且孔隙尺寸越大数量越多混凝土的抗压强度越小。     

钢渣替换骨料对混凝土的力学性能及耐水性影响

为了更好的将钢渣进行有效利用,研究钢渣替代天然骨料制备钢渣混凝土与普通混凝土的力学性能对比、检验钢渣骨料的碱活性并进一步检验钢渣混凝土的耐水性。试验结果表明:钢渣混凝土的抗压强度总体上在不同水灰比和各养护龄期内均比普通混凝土要高,且钢渣水灰比在0.38时抗压强度最大;两者的抗压强度增长率随着水灰比的减小而减小且在3~7 d、水灰比在0.43时,钢渣混凝土较普通混凝土增幅最快,在7~28 d、水灰比在0.58时,普通混凝土较钢渣混凝土增幅度最快;钢渣经过陈化处理后可以使其碱活性降低,其碱活性整体随着水灰比的减小而减小且水灰比在0.58时碱活性最小;钢渣混凝土具有良好的耐水性,其28 d耐水系数均大于0.85,且水灰比在0.53时耐水性最好。     

钢纤维全轻混凝土长期强度和碳化试验

通过试验研究了水胶比和钢纤维体积率对钢纤维全轻混凝土长期强度和碳化性能的影响规律。试验采用连续级配烧结页岩陶粒、轻质陶砂和铣削型钢纤维,水胶比0.25~0.35,钢纤维体积率0.8%~1.6%。试验结果表明:钢纤维全轻混凝土抗压强度随龄期增加呈现早期快速、后期缓慢的增长规律,与28 d的强度值比较,增长率与水胶比和钢纤维体积率关系不大;抗拉强度在一定龄期内与抗压强度同比例增长,而后随龄期增加而缓慢降低;钢纤维全轻混凝土的碳化具有产生时间延迟、初期发展较缓的现象,碳化深度随水胶比增大而增加、随钢纤维体积率增大而减小,并呈现随碳化龄期增加而增大的规律。根据试验结果分析,提出了钢纤维全轻混凝土长期强度和碳化深度的预测计算公式。     

轻质植生混凝土的力学性能分析

文章对轻质植生混凝土的水胶比、目标孔隙率与抗压强度、抗折强度的关系进行了试验研究。研究发现,水胶比0.29,当填充率较大(孔隙率为23%、25%)时,抗压强度随水胶比增大而增大,这与普通植生混凝土(石灰岩碎石为骨料)结论相反;当填充率较小(孔隙率为27%)时,抗压强度随水胶比增大而趋于平稳状态;水胶比0.29时,强度都随水胶比的增大而显著减小,遵循普通混凝土类似规律。     

生活垃圾焚烧灰渣代砂混凝土配合比及力学性能试验

对生活垃圾焚烧灰渣代砂作为混凝土细骨料进行了试验研究。从有毒物质浸出、筛分、压碎指标等分析了生活焚烧垃圾灰渣的骨料特性,并对5种水胶比、3种代砂率的生活垃圾焚烧灰渣细骨料混凝土进行了配合比试验及力学性能试验。试验结果表明,生活垃圾焚烧灰渣多孔、吸水率高、压碎指标低,具有一定的潜在水硬性;通过增加减水剂等合理配合比设计,可以配出工作性能满足工程要求的生活垃圾焚烧灰渣细骨料混凝土;生活垃圾焚烧灰渣细骨料混凝土强度要低于同配合比条件的普通天然砂混凝土,尤其是100%代砂率焚烧灰渣混凝土28 d抗压强度仅为普通天然砂混凝土的一半左右,50%代砂率焚烧灰渣混凝土抗压强度更接近普通天然砂混凝土。     

基于SEM分析的粒化高炉矿渣混凝土自愈性能试验北大核心

通过力学性能试验及扫描电镜分析研究了两种水胶比、三种代砂率的粒化高炉矿渣混凝土的自愈性能。试验结果表明:相同冻融循环次数后,粒化高炉矿渣代砂混凝土与普通河砂混凝土的抗压强度增长趋势基本一致,二者的自愈能力均随水胶比的增大而增大。微观表现为冻后的微裂缝发生二次水化作用,产生新的水化产物填充微裂缝,使混凝土结构变得致密,宏观表现为抗压强度提高。     

模拟施工现场粒化高炉矿渣代砂混凝土力学性能试验

模拟了施工现场条件制作并养护了粒化高炉矿渣代砂混凝土大构件,按规定龄期取芯对其进行力学性能测试。结果表明:施工条件下粒化高炉矿渣代砂混凝土早期强度和普通混凝土相比较低,但其后期强度增长较快,且代砂率越高强度增长越快。粒化高炉矿渣代砂混凝土91 d强度已和普通混凝土非常接近,有的甚至已超过普通混凝土强度;粒化高炉矿渣代砂混凝土和普通混凝土的28 d弹性模量较为接近且随抗压强度的变化趋势是一致的,即随着抗压强度的增大弹性模量也不断增大;粒化高炉矿渣代砂混凝土在自然养护条件下的强度更接近于试验室条件下的混凝土强度。     

陶瓷粉混凝土正交设计试验研究

为了研究陶瓷粉作为掺合料的可行性,通过正交试验研究,确定了不同的因素(水胶比、陶瓷粉掺量、砂率、单位用水量)对混凝土抗压强度的影响。试验结果表明:水胶比是影响混凝土抗压强度的主要因素,其次是陶瓷粉掺量,最后是砂率和单位用水量。随着陶瓷粉掺量的增加,混凝土龄期为7、28 d抗压强度,呈现降低趋势,混凝土龄期为56 d的抗压强度,呈现先升高后降低的趋势。     

基于SEM分析的粒化高炉矿渣混凝土自愈性能试验

通过力学性能试验及扫描电镜分析研究了两种水胶比、三种代砂率的粒化高炉矿渣混凝土的自愈性能。试验结果表明:相同冻融循环次数后,粒化高炉矿渣代砂混凝土与普通河砂混凝土的抗压强度增长趋势基本一致,二者的自愈能力均随水胶比的增大而增大。微观表现为冻后的微裂缝发生二次水化作用,产生新的水化产物填充微裂缝,使混凝土结构变得致密,宏观表现为抗压强度提高。     

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.