自密实混凝土基本力学性能试验研究

根据《自密实高性能混凝土设计与施工指南》成功配制了C30、C50两个强度等级的自密实混凝土,通过立方体抗压强度试验、棱柱体轴心抗压强度试验和立方体劈裂抗拉强度试验对自密实混凝土的基本力学性能进行了试验研究。通过对试验结果的分析,得到了自密实混凝土的立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、峰值应变、极限应变、泊松比等力学性能指标,并建立了自密实混凝土应力-应变全曲线方程。这些将为今后建立自密实混凝土结构设计规程提供依据。     

重复荷载作用后钢筋与自密实混凝土黏结应力-滑移关系研究

以自密实混凝土强度、新拌混凝土工作性能和粉煤灰掺量为变量,制作了3个系列共36个钢筋与自密实混凝土黏结试件和1个系列共4个钢筋与普通混凝土黏结试件,进行了重复荷载作用后钢筋与自密实混凝土的黏结应力-滑移关系研究。采用电液伺服加载装置进行重复加载及黏结拉拔试验,探讨了重复荷载作用后钢筋与自密实混凝土的黏结应力-滑移关系的特点,重点分析了各因素对各阶段黏结刚度及各特征点如残留滑移、劈裂点、残余点等的影响。试验结果表明:重复荷载作用后试件拉拔试验的破坏形态分为拔出破坏、钢筋拉断和劈裂破坏,对于拔出破坏的试件其黏结应力-滑移曲线包含滑移段、劈裂段、下降段、残余段等,而对于其余试件则只包含滑移段和劈裂段;自密实混凝土强度对各阶段黏结刚度和特征点的黏结应力、滑移的影响较大,与单调拔出结果相比,自密实混凝土强度越高,滑移段的刚度比越大、下降段的刚度比越小;粉煤灰掺量和扩展度大于600 mm时对各阶段黏结刚度和各特征点参数的影响相对较小。在此基础上,根据各因素的影响程度并考虑公式运用的方便性,回归得到重复荷载作用后钢筋与自密实混凝土黏结-滑移本构关系式。     

钢纤维活性粉末混凝土力学特性

对钢纤维掺量(体积分数,下同)为0%,1%,2%和4%的4种活性粉末混凝土(RPC),在较长龄期(3a)时进行单轴压缩试验,得到其轴向、径向应力-应变全曲线及轴应力-体应变曲线,并对以上曲线进行分析.结果表明:钢纤维活性粉末混凝土(SFRPC)峰值强度随钢纤维掺量的增加几乎呈线性增加,当钢纤维掺量为4%时,其圆柱体试件(Ф50×100mm)峰值强度可达218MPa;轴向峰值应变及平均泊松比随钢纤维掺量的增加而增加;钢纤维掺量为0%的素RPC弹性模量最大,钢纤维掺量为1%,2%和4%的SFRPC弹性模量相当;素RPC表现为劈裂破坏,钢纤维掺量为1%的SFRPC表现为单剪切破坏,而钢纤维掺量为4%的SFRPC表现为X形剪切破坏.     

锈蚀钢筋与再生混凝土黏结性能试验研究

通过5组锈蚀钢筋再生混凝土中心拉拔试件,研究锈蚀钢筋与再生混凝土黏结性能,分析在钢筋锈蚀率、钢筋直径和混凝土强度等因素影响下,锈蚀钢筋与再生混凝土间黏结应力-滑移的本构关系。得到锈蚀钢筋与再生混凝土间的黏结强度影响因子,获取了锈蚀钢筋与再生混凝土的黏结应力-滑移曲线以及黏结区不同位置处钢筋应变的分布规律。结果表明:锈蚀率较小时,自由端发生滑移,试件仍能承受荷载;锈蚀率较大时,自由端出现微小滑移,试件发生劈裂破坏。为了准确得出相同滑移值下不同锚固位置的黏结应力,先拟合出相应位置处黏结应力与滑移值的关系式,再通过代入滑移值计算得出黏结应力,最后建立考虑位置函数的锈蚀钢筋与再生混凝土的黏结应力-滑移本构关系。并与平均黏结应力进行了对比,结果表明拟合值与试验值吻合较好。     

再生混凝土力学性能试验研究

主要研究分别与普通混凝土水灰比相同和坍落度相同条件下再生混凝土的立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、峰值应变、泊松比、劈裂抗拉强度、抗折强度和弹性模量以及高温后混凝土的残余抗压强度。试验结果表明,再生混凝土的泊松比与普通混凝土差别不大,但峰值应变增加。在水灰比相同时,再生混凝土的抗压强度与普通混凝土差别不大,但劈裂抗拉强度、抗折强度和弹性模量降低,高温后的残余强度也有所降低。在坍落度相同时,再生混凝土的上述各基本力学性能均有所降低。同时根据理论计算与试验结果比较,普通混凝土各基本力学性能指标间的理论计算式,对应用于再生混凝土的力学性能计算时,其相关数据差异较大,因此,普通混凝土各基本力学性能的理论计算方法不能适用于再生混凝土。     

再生混凝土基本力学性能研究(Ⅰ)——单轴受压性能

对再生混凝土的单轴受压性能进行了系统的试验研究及分析,主要包括再生混凝土棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的关系、圆柱体抗压强度与立方体抗压强度的关系、应力-应变全曲线、峰值应变、极限应变、弹性模量以及泊松比等.结果表明,再生混凝土的极限应变和泊松比与普通混凝土相比差别不大,但其他性能与普通混凝土相比存在较大差异,主要表现为峰值应变增加、弹性模量降低和脆性增加.进一步探讨了普通混凝土各基本力学性能指标间的关系对再生混凝土的适用性,提出了再生混凝土各性能指标的关系式.     

钢纤维混凝土基本力学性能试验研究

为使钢纤维混凝土在工程结构中得到有效的应用,对不同体积掺量的钢纤维混凝土的立方体抗压强度、劈裂强度、轴心受压应力-应变关系曲线及弹性模量等进行了试验研究,分析了钢纤维掺量对钢纤维混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量的影响。研究结果表明:当钢纤维体积掺量为1.5%时,28 d混凝土立方体抗压强度增加23.8%,劈裂抗拉强度提高78.7%;对混凝土轴心受压强度和弹性模量有一定程度的增加,但增幅较小;不同掺量的钢纤维混凝土试件泊松比在0.17～0.20之间变化。     

乌鲁木齐地区C30自密实混凝土力学性能试验研究

为研究乌鲁木齐地区C30自密实混凝土力学性能,采用乌鲁木齐地区常用原材料配制C30自密实混凝土和普通混凝土,对配制出的混凝土进行立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度和受压应力-应变曲线试验,对自密实混凝土和普通混凝土的试验结果进行对比分析。试验结果表明:自密实混凝土的立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度高于普通混凝土,且自密实混凝土后期承载力显著提高;自密实混凝土横向应变、纵向应变及泊松比随应力水平的发展趋势与普通混凝土相同;自密实混凝土峰值应变略低于普通混凝土。     

再生大骨料自密实混凝土力学性能研究

通过抗压强度、劈裂抗拉强度、峰值压应变、静态弹性模量和应力-应变关系试验,研究了自密实混凝土强度、再生大骨料强度、再生大骨料粒径对再生大骨料自密实混凝土(RCASCC)力学性能的影响。采用数据拟合的方法对国内外典型混凝土单轴受压应力-应变模型中的相关系数进行了修正,给出了适用于RCASCC的单轴受压本构模型,分别建立了RCASCC抗压强度、劈裂抗拉强度、峰值应变和弹性模量与自密实混凝土强度、再生大骨料强度、再生大骨料粒径的函数关系式,并对4种本构模型的拟合程度进行了比较分析。结果表明:所拟合的三次多项式型曲线和三角函数型曲线与实际应力-应变关系吻合程度相对较高。     

高温后高强混凝土力学性能的试验研究

对高温后C70和C85两种高强混凝土的力学性能进行试验研究,包括不同温度后高强混凝土应力-应变曲线、峰值应力、峰值应变、弹性模量、泊松比等的变化情况.研究表明随受火温度升高,高强混凝土的强度、弹性模量逐渐下降,峰值应变逐渐增大.通过回归分析,给出了相应的回归公式.随后,与普通混凝土进行了比较,发现在常温至500℃温度范围内,高强混凝土具有明显不同于普通混凝土的特点,快速升温时发生爆裂现象,其抗火性能低于普通混凝土.     

活性粉末混凝土叠合梁的收缩性能

为改善活性粉末混凝土(RPC)材料的收缩性能,在RPC配合比基础上掺入碎石,设计了10片改进RPC-普通混凝土(NC)叠合梁、1片纯NC梁和2个改进RPC收缩试块.采用振弦式应变计和应力计分别测量了包含蒸汽养护阶段在内的改进RPC-NC叠合梁跨中截面混凝土的收缩应变及梁底纵向钢筋的收缩应力,同时与纯NC梁的收缩应变量进行了对比分析.结果表明:改进RPC材料的收缩应变量仅为650×10~(-6)~660×10~(-6);纵向钢筋配筋率、RPC高度、上部NC等级等因素对叠合梁跨中截面混凝土的收缩发展具有重要影响;由RPCNC叠合梁收缩引起的梁底纵向钢筋应力为40~63MPa,而由纯NC梁收缩引起的梁底钢筋应力为40MPa左右;改进RPC材料的收缩应变量仅为同条件下原RPC收缩应变量的37%,说明碎石的掺入可使RPC收缩应变量大大减小,同时也降低了RPC的造价,有利于RPC材料在工程中的推广应用.     

高温作用后钼尾矿混凝土单轴受压性能试验研究

为研究钼尾矿混凝土高温后的单轴受压力学性能,进行了不同目标温度（20,200,300,400,600,800 ℃）条件下钼尾矿混凝土的轴心抗压强度、峰值应变、弹性模量、泊松比、破坏形态及质量变化的试验研究。结果表明：钼尾矿混凝土试件的质量损失率随温度的升高而增加,在800 ℃时质量损失率平均为6.52%;轴心抗压强度随温度的升高而逐渐降低,800 ℃时与常温相比平均降低70.04%,且随钼尾矿掺量的增加而降低;而峰值应变随温度的升高先减后增;弹性模量和泊松比都随温度的升高而降低,在800 ℃时弹性模量和泊松比平均比常温降低88.22%和35.66%。对于弹性模量,大体上随着钼尾矿掺量的增大而减小;而对于泊松比,钼尾矿掺量100%的混凝土略大于掺量50%的混凝土。根据试验结果,建立了钼尾矿混凝土高温后的单轴受压应力-应变本构方程。     

再生混凝土的单轴受压性能

结合国内外大量试验结果,文章对再生混凝土的单轴受压性能进行了详细的综述与分析.主要内容包括再生混凝土的抗压强度及其变异特征、棱柱体强度与立方体抗压强度的关系、再生混凝土的应力-应变曲线、峰值应变、极限应变、弹性模量和泊松比.研究结果表明,除极限应变和泊松比外,再生混凝土的其他性能与普通混凝土均存在一定的差异.     

应变速率对混凝土抗压特性影响的试验研究

为明确应变速率对混凝土单轴抗压特性的影响,本文应用MTS试验机对C50混凝土在应变速率为10-5～10-2/s范围内进行了单轴动态抗压试验.系统研究了不同应变速率下混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变等抗压力学特性,分析了混凝土抗压强度、弹性模量等与应变速率之间的关系.试验结果表明:混凝土抗压强度、弹性模量随着应变速率...     

钢纤维改善轻骨料混凝土力学性能的试验研究

研究了钢纤维掺量不同(体积分数分别为0,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%)的钢纤维轻骨料混凝土(SFLWC)静态力学性能和自由落锤抗冲击性能,其中的静态力学性能包括立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折初裂强度、抗折强度、静力受压弹性模量、抗折模量和弯曲韧性等.试验结果表明:掺入钢纤维能显著提高轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度、抗折强度、弯曲韧性和抗冲击性能,但对轻骨料混凝土的抗压强度和弹性模量影响较小.另外,钢纤维的掺入提高了轻骨料混凝土的拉压比,很大程度上改善了轻骨料混凝土的脆性.     

混凝土动态抗压特性的试验研究

为了明确混凝土在动态荷载作用下的力学特性,应用MTS试验机,对C40混凝土在应变速率为10<'-5>～10<'-2> s<'-1>范围内进行单轴抗压试验.系统研究了不同应变速率下混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变等抗压力学特性,分析了混凝土抗压强度、弹性模量等与应变速率之间的关系.试验结果表明:混凝土抗压强度、弹性模...     

不同取代率再生粗骨料混凝土的力学性能

系统研究了坍落度相同的情况下再生粗骨料取代率对混凝土基本性能的影响.试验中再生粗骨料的掺入量分别为0,30%,50%,70%和100%,通过调节用水量使各组混凝土达到相同的坍落度.主要研究了达到相同坍落度时混凝土的用水量以及再生粗骨料取代率对混凝土坍落度、立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、峰值应变和泊松比、弹性模量、劈裂抗拉强度以及抗折强度的影响.试验结果表明,再生粗骨料取代率对上述各性能指标均有一定影响,但程度不同.同时发现,除劈裂抗拉强度和抗折强度外,普通混凝土各基本力学性能指标间的关系不适用各种再生骨料取代率的混凝土.     

超高强高性能混凝土的力学性能研究

本文较系统地研究了C100～C150超高强混凝土的各种强度性能及变形性能,包括超高强混凝土的劈拉强度、抗折强度、与钢筋的粘接强度、棱柱体强度、应力-应变曲线特征、变形模量、泊桑比等。研究表明:随着超高强混凝土抗压强度的提高,其劈拉强度、抗折强度与抗压强度的比值,较高强混凝土的低,较普通混凝土的更低。超高强混凝土的应力-应变关系呈直线,受压破坏时呈突然爆炸式破坏,证明了超高强混凝土脆性破坏的比普通混凝土和高强混凝土进一步增大。经过研究,得出了各种强度指标、变形模量及峰值应变与混凝土抗压强度的回归关系式,加深了对超高强混凝土的力学性能的理解和认识。为今后超高强混凝土的应用也奠定了必要基础。     

仿钢纤维增强轻骨料混凝土性能研究

在轻骨料混凝土中掺入不同量的仿钢纤维,研究仿钢纤维轻骨料混凝土的表观密度、弹性模量、抗压强度、劈裂强度、抗折强度、韧性等物理力学性能以及对比钢纤维混凝土的力学性能,结果表明,仿钢纤维的掺入能提高轻骨料混凝土力学性能,显著改善轻骨料混凝土的弯曲韧性,在实际工程中应用,仿钢纤维可取代钢纤维作为混凝土的增强增韧材料,并可较大降低成本。