冻融循环后再生混凝土的力学性能及损伤模型研究

通过改变冻融循环次数,研究了普通混凝土和粗骨料取代率100%的再生混凝土力学性能及抗冻性能的影响规律,以抗压强度损失率、质量损失率和动弹性模量损失率作为损伤变量建立冻融损伤模型,并针对内蒙地区对再生混凝土抗冻性进行寿命预测。研究结果表明：再生混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度与冻融循环次数呈反比关系,冻融循环每增加50次,抗压强度平均下降33.1%,劈裂抗拉强度平均下降33.0%;在冻融前期,普通混凝土与再生混凝土力学性能相差不大,但随着冻融次数的增加,二者性能均出现劣化且再生混凝土劣化程度大于普通混凝土,根据动弹性模量损失率建立的冻融损伤模型拟合精度更高,冻融损伤模型的建立可以直观清晰地反映再生混凝土宏观的力学性能变化。     

干混自密实混凝土制备及力学性能研究

为了进一步了解干混自密实混凝土的力学性能,文章选择了正交试验方法对干混自密实混凝土进行了立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度和弹性模量等基本力学性能试验.试验结果表明,增加水量会减小立方体抗压强度,增加石子用量会加大立方体抗压强度,加水量、减水剂和石子用量对其劈裂抗拉强度的影响不大,与普通混凝土相比,干混自密实混凝土的轴心抗压强度明显偏高,其与立方体抗压强度的比值远大于0.8,其弹性模量略小于普通混凝土,水料比对立方体抗压强度和轴心抗压强度影响较大。     

低强度自密实混凝土基本力学性能试验研究

针对低强度自密实混凝土基本力学性能进行了系统的试验研究,利用最小二乘法,分析了低强度自密实混凝土轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量与立方体抗压强度的相关关系.试验结果表明:与同强度普通混凝土对比,低强度自密实混凝土轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量偏高.     

自密实混凝土冻融循环后基本力学性能试验研究

为进一步研究乌鲁木齐地区原材料配制自密实混凝土冻融循环下的力学性能,根据分析得出的抗冻性能最佳自密实混凝土配合比(矿粉掺量30%,粉煤灰掺量10%)配制了自密实混凝土。主要对自密实混凝土进行立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和应力-应变曲线试验,分析自密实混凝土经受冻融循环后力学性能退化规律。结果表明:立方体抗压强度、劈裂抗拉强度随着冻融循环次数的增加而降低;相对立方体抗压强度和相对劈裂抗拉强度分别与抗冻性能指标拟合相似性较好;纵向应力-应变曲线随冻融循环次数增加斜率降低,混凝土刚度退化。     

冻融循环后再生混凝土力学性能试验研究

为了研究再生混凝土冻融循环后的力学性能变化,通过改变冻融循环次数,对不同强度的再生混凝土和普通混凝土的抗冻性能进行试验研究,分析混凝土立方体抗压强度、质量、动弹性模量及超声波损失率的变化规律,并针对内蒙古地区,对不同强度的再生混凝土进行了抗冻耐久性寿命预测,同时对达到寿命服役期的最大抗压强度损失率给出了建议。研究结果表明：冻融循环50次前,再生混凝土与相同强度等级的普通混凝土的抗冻性能相差不大,冻融循环50次后,再生混凝土的抗冻性能略低于普通混凝土的,且随着冻融循环次数的增加,再生混凝土抗冻性能的劣势越来越显著;强度等级对再生混凝土试件的抗冻性能影响较大,强度等级越低,再生混凝土的冻融损伤越严重;超声波对冻融循环作用下再生混凝土的损伤较动弹性模量法更为敏感,建立的冻融损伤模型能够较好地反映再生混凝土冻融循环后的力学性能变化规律。     

隧道洞渣粗骨料混凝土抗冻性能试验研究

通过高寒地区隧道洞渣粗骨料混凝土冻融循环试验,研究在不同冻融循环次数下,隧道洞渣粗骨料取代率对混凝土抗冻性能的影响,分析试件相对动弹性模量、质量、抗压强度和劈裂抗拉强度损失率的变化规律。结果表明：混凝土的抗冻性能与洞渣粗骨料取代率呈负相关,当洞渣粗骨料取代率达到30%时,洞渣粗骨料混凝土相对动弹性模量、质量、冻融试验后的抗压强度和劈裂抗拉强度损失率与普通混凝土相差不大,其抗冻性能相对较好,冻融循环50次前试件破坏程度均较小而100次之后试件严重破坏,在冻融循环后期粉煤灰的填充效应随着洞渣粗骨料取代率的增加而增加。     

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。     

氯盐环境下聚丙烯纤维陶粒混凝土冻融损伤模型试验研究

研究了聚丙烯纤维掺量为0、0.8、1.0、1.2 kg/m~3的陶粒混凝土冻融后的抗冻性能及力学性能。结果表明:随着冻融循环次数增加,纤维陶粒混凝土的相对动弹性模量、抗压强度、劈裂抗拉强度均逐渐降低,掺加聚丙烯纤维可有效提高陶粒混凝土的抗冻性能;从相对动弹性模量、抗压强度指标分析,纤维掺量为1.0 kg/m~3时陶粒混凝土的抗冻性能较好;从劈裂抗拉强度指标分析,纤维掺量为0.8 kg/m~3时陶粒混凝土具有较好的延性;根据抗冻性能衰减规律建立了纤维陶粒混凝土的指数型冻融损伤模型,利用实验数据拟合得到了不同纤维掺量的冻融损伤方程。     

再生废砖粗骨料混凝土基本力学性能研究

进行了再生废砖粗骨料混凝土基本力学性能的试验,主要研究了与普通混凝土强度等级相同条件下再生废砖粗骨料混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量。试验结果表明:再生砖粗骨料混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量均要低于普通混凝土,其主要原因可能为再生砖粗骨料强度较低;再生砖粗骨料混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度与普通混凝土的破坏形式相类似。     

膨胀剂对自密实混凝土力学性能影响

通过试验研究了膨胀剂掺量对自密实混凝土抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和静力弹性模量等力学性能的影响.结果表明:①随着膨胀剂掺量增加,自密实混凝土抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度先提高后降低,存在峰值,但是其静力弹性模量没有明显的变化规律;②与未掺膨胀剂自密实混凝土相比,掺膨胀剂自密实混凝土28 d的抗压强度、劈裂抗拉强度和静力弹性模量均有不同程度提高;⑧不管是否掺入膨胀剂,随着龄期增加,自密实混凝土抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和静力弹性模量变化规律基本一致.     

冻融作用后混凝土力学性能的衰减规律

开展了混凝土在冻融作用后各项基本力学性能衰减规律的试验研究,包括冻融作用对混凝土受压应力-应变关系、劈裂抗拉性能、抗重复荷载性能的损伤影响,并根据工程中结构构件的实际工作状态,进行了压应力与冻融循环双重因子作用下混凝土的抗冻性能及力学性能衰减规律的研究。试验现象表明:随着冻融循环次数的增多,混凝土轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗重复荷载性能等力学性能指标的下降程度均逐渐加大,并根据试验结果得出了混凝土上述各项力学性能指标随冻融作用的退化规律,建立了与冻融参数相关的退化计算公式。通过试验研究还发现:混凝土在承载状态下,冻融作用对其损伤影响将加剧,混凝土承载能力的衰减幅度较单一冻融作用更显著。本文研究可为建立符合实际工程的混凝土结构抗冻耐久性设计理论提供基础资料。     

冻融损伤混凝土力学性能衰减规律

为研究冻融作用对混凝土力学性能的影响,采用快冻法将混凝土盐冻或水冻至不同损伤程度后,测其动弹性模量、抗折强度、抗压强度和劈裂抗拉强度.以动弹性模量为损伤变量,分析了冻融损伤与抗折、抗压强度之间的关系,采用回归分析的方法建立了抗折强度衰减方程.结果表明,混凝土抗压、抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量均随冻融循环作用次数的增加而逐步降低;抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量的衰减速率随冻融循环作用次数的增加而不断增大,但抗压强度的衰减速率则是先增大后减小;在冻融循环次数相同的情况下,含气量越高、水灰比越低,混凝土的强度损失越小,其力学性能损失的大小顺序依次为:抗折强度和劈裂抗拉强度、动弹性模量、抗压强度;冻融损伤与抗折强度的相关性较好,但与抗压强度的相关性较差,当冻融损伤小于40%时,混凝土的抗压强度一般不低于其初始强度的70%.     

基于冻融损伤下的高性能混凝土力学性能 衰减规律研究

为研究冻融损伤对高性能混凝土力学性能损失的影响,将混凝土置于水或盐溶液中快速冻融400次后,测其动弹性模量、抗折、抗压及劈裂抗拉强度。定性分析了冻融循环次数与上述四个评价指标间的关系,并分析了损伤度与相对剩余抗折强度及抗压强度之间的关系,建立了抗折强度的衰减方程。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,混凝土的动弹性模量、抗压、抗折和劈裂抗拉强度均逐步降低,抗压强度的衰减速率先增大后减小,动弹性模量、抗折、劈裂抗拉强度则是不断增大;相同冻融循环条件下,含气量越低、水胶比越大,冻融损失越大;冻融介质对混凝土的强度损失有一定影响,盐溶液对强度造成的损失更大;损伤度与相对剩余抗折强度间具有良好的相关性,但与抗压强度间不具有相关性。     

聚丙烯纤维橡胶混凝土的抗冻性能及损伤劣化模型

为提高寒冷地区橡胶混凝土路面的抗冻性能,延长其服役寿命,研究聚丙烯纤维掺量对橡胶混凝土抗冻性能的影响.结果表明:试件质量损失率在冻融初期呈负增长,相对动弹性模量和强度随冻融循环次数的增加均逐渐降低;聚丙烯纤维能提高橡胶混凝土的抗冻性能,对试件抗拉强度的提高效果优于抗压强度.根据损伤力学,定义了聚丙烯纤维橡胶混凝土的冻融...     

高强钢纤维混凝土抗冻性能试验研究

采用快冻法,研究了钢纤维掺量对高强混凝土抗冻性能影响规律。结果表明:普通高强混凝土抗冻性能达不到F400的要求;随冻融循环次数的增加,高强钢纤维混凝土相对动弹性模量没有下降趋势,即相对动弹性模量不适于评价其冻融损伤;适量钢纤维的掺入,可显著抑制混凝土质量损失率,保障其冻后抗压强度和劈拉强度。结合本次试验,钢纤维掺量为1.5%时,对混凝土抗冻性能改善效果最佳。     

塑钢纤维轻骨料混凝土的冻融损伤模型

对掺塑钢纤维的轻骨料混凝土(LWAC)试件进行快速冻融循环试验和抗压强度试验,得到冻融循环后该轻骨料混凝土的相对动弹性模量、质量损失率和抗压强度的变化规律.分别以相对动弹性模量和抗压强度为损伤变量建立了含塑钢纤维掺量参数的轻骨料混凝土冻融损伤模型.结果表明:塑钢纤维可有效地抑制轻骨料混凝土的冻融损伤;当塑钢纤维掺量为6kg/m~3时,轻骨料混凝土的抗冻性能最好,服役寿命最长,抗压强度最高;塑钢纤维轻骨料混凝土抗压强度冻融损伤模型宜用指数函数型模型,该冻融损伤模型和相对动弹性模量冻融损伤模型的拟合精度较高,均能够较好地反映塑钢纤维轻骨料混凝土的冻融损伤变化规律.     

再生粗骨料自密实混凝土基本力学性能

通过再生粗骨料自密实混凝土(RCASCC)的工作性能、立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度测试和应力应变试验,分析了不同再生粗骨料取代率(R)下RCASCC的工作性能和基本力学性能的变化规律,并提出了RCASCC的应力应变本构方程.结果表明：随着R的增加,RCASCC的工作性能变差,但仍能满足现行规范要求;随着R的增加,RCASCC的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度总体呈现下降趋势,但R=50%时的立方体抗压强度和轴心抗压强度要高于R=25%之时;随着龄期的增长,RCASCC的抗压强度呈现非线性增长的趋势;经验证,所得出的RCASCC轴心抗压强度、劈裂抗拉强度与立方体抗压强度之间的换算关系与普通混凝土换算关系基本一致,RCASCC的应力应变本构方程与普通混凝土的单轴受压本构方程相近.     

片麻岩骨料混凝土基本力学性能及其换算关系研究

为了研究片麻岩机制砂骨料混凝土的劈裂抗拉强度、轴心抗压强度和弹性模量与立方体抗压强度之间的关系,选取水胶比、机制砂砂率和机制砂石粉含量为配比参数,制备11组C50片麻岩骨料混凝土进行不同龄期的基本力学性能试验。根据试验结果,探讨了片麻岩骨料混凝土各力学性能受各配比参数变化的影响规律,采用数理统计回归的方法,对立方体抗压强度与其他力学性能指标之间的换算关系进行了分析。结果表明:片麻岩骨料混凝土力学性能中受配比参数变化影响最大的是劈裂抗拉强度,其次是立方体抗压强度和轴心抗压强度,最小的是弹性模量; 拟合的片麻岩骨料混凝土劈裂抗拉强度、轴心抗压强度、弹性模量与立方体抗压强度之间换算关系式,较GB 50010—2010中相应的关系式能更准确地反映片麻岩骨料混凝土立方体抗压强度与其他力学性能指标之间的关系; 片麻岩骨料混凝土试块回弹值与立方体抗压强度的相关性很小。     

自密实混凝土冻融循环的性能研究

通过对自密实混凝土进行快冻法和3%NaCI溶液的冻融循环试验,测定不同冻融循环次数后的抗压强度、劈裂抗拉强度、质量损失率和相对动弹模量及其变化特点。结果表明,自密实混凝土随着冻融次数的增加,其表观质量、力学性能均呈现不同下降趋势。可为寒区桥梁工程设计、养护及寿命预测提供依据。     

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。