含水量对两种配合比水泥砂浆抗拉性能影响的对比试验研究

为研究含水量对水泥砂浆抗拉性能的影响,采用"8"字模试验方法对两种配合比下三种含水量(饱和度分别为0％、50％、100％)共60个水泥砂浆试件进行了单轴拉伸试验.试验结果表明:不同含水量下水泥砂浆的应力应变曲线都为单峰曲线,没有屈服阶段,均表现出脆性材料特征;水泥砂浆的应力随着应变的增加逐渐增大,达到峰值应力后试件发生破坏;随着含水量的增加,水泥砂浆的抗拉强度、峰值应变以及韧性皆呈现出先减小后增大的特点;同完全干燥状态下的水泥砂浆相比,饱和度为50％的水泥砂浆峰值应变、抗拉强度以及韧性分别降低了22％、42％、50％;完全饱和状态下水泥砂浆的峰值应变增大了30％,抗拉强度和韧性分别降低了27％和24％.通过比较两种不同配合比下(水灰比为0.55和0.45)水泥砂浆的抗拉性能,发现水灰比不同时,含水量对水泥砂浆抗拉性能的影响相似,验证了试验结果的准确性.     

双轴受压状态下混凝土动态抗压特性试验研究

由于多轴试验装置的高技术性,混凝土在复杂应力状态下的动力研究相对偏少。为研究双轴受压状态下混凝土的动态抗压特性,采用真三轴静动综合加载试验系统,进行了5种双轴受压状态下混凝土立方体试件的冲击压缩试验,分别从应力-应变曲线特征、强度特性和变形特性等方面分析双轴受压状态对混凝土动力响应的影响规律。结果表明：双轴受压状态下,混凝土承受冲击荷载时呈现典型的脆性破坏,应力-应变曲线初期无明显压实挤密阶段;主轴压比一定时,随单侧压比的增大,混凝土的动态抗压强度呈现出先升高后降低的趋势,峰值应变和平均应变率皆呈现出先减小后增大的趋势;双轴受压对混凝土有加固约束作用,因而提高了其动态抗压强度和抗变形能力,主轴压比：单侧压比为0.4：0.4时作用效果最佳。     

聚丙烯纤维对两种聚合物改性砂浆力学性能的影响

试验研究了不同掺量的聚丙烯纤维对两种聚合物改性砂浆的抗折强度、抗压强度、折压比、抗拉强度和粘结强度的影响,这两种聚合物分别为玻璃转换温度为2℃的乙烯/醋酸乙烯共聚物乳胶粉和固体含量为48％的苯丙乳液.结果表明:在这两种聚合物改性砂浆中掺入聚丙烯纤维,增加了改性砂浆的抗折强度、抗拉强度和粘结强度,尤其是抗拉强度的增幅更加明显,相较于未掺入纤维时的强度,其最高增幅分别达到了12.71％和8.96％;当纤维含量为0％ ～0.5％时,随着纤维含量的增加,EVA改性砂浆的抗压强度先增加后减小.     

纳米碳纤维增强混凝土耐久性试验

为研究纳米碳纤维对混凝土耐久性的改善效果,进行了不同体积掺量(0.1%,0.2%,0.3%,0.4%和0.5%)下纳米碳纤维增强混凝土的冻融循环实验、渗透实验以及碳化实验,另外通过SEM实验进一步探讨了纳米碳纤维对混凝土耐久性的微观改性机理。结果表明,纳米碳纤维能够通过纤维桥接、孔隙填充两种方式改善了混凝土的微观形貌,显著提高了混凝土的耐久性;掺量为0.3%时,纳米碳纤维增强混凝土的抗冻融性能、抗渗性能和抗碳化性能均达到最佳;冻融循环次数相同,随着纳米碳纤维掺量的增加,混凝土的质量损失率和抗压强度损失率均先减小后增大;混凝土的渗水高度和相对渗透系数均随纳米碳纤维掺量的增加呈现先减小后增大的趋势;相同碳化龄期下,随着纳米碳纤维掺量的增加,混凝土的碳化深度先减小后增大;但掺量为0.5%的纳米碳纤维增强混凝土的抗冻融性能、抗渗性能和抗碳化性能仍优于素混凝土。     

苯丙乳液和VAE乳液改性水泥砂浆力学性能的试验研究

为研究苯丙乳液和VAE乳液对水泥砂浆力学性能的影响,分别测定了五种聚灰比下苯丙乳液改性水泥砂浆和VAE乳液改性水泥砂浆的抗压强度、抗折强度、抗拉强度以及粘结强度。结果表明:VAE乳液和苯丙乳液的掺入均可显著改善水泥砂浆的的抗折强度、韧性、抗拉强度和粘结强度,但对水泥砂浆抗压强度的改善效果均不明显,甚至有所降低;聚灰比从8%增加到12%时,苯丙乳液对水泥砂浆抗拉强度的改善效果逐渐增大,对粘结强度的改善效果逐渐减小; VAE乳液对水泥砂浆抗拉强度的改善效果逐渐降低,对粘结强度的改善效果逐渐增大;聚灰比为8%～12%时,VAE乳液对水泥砂浆抗折强度和韧性的改善效果优于苯丙乳液;聚灰比为8%～11%时,VAE乳液对水泥砂浆抗拉强度的改善效果优于苯丙乳液,聚灰比为11%～12%时,苯丙乳液对水泥砂浆抗拉强度的改善效果优于VAE乳液。     

纳米金属氧化物混凝土的冲击力学性能研究

采用纳米Al_2O_3、纳米Fe_2O_3两种纳米氧化物制备了纳米混凝土,并利用Φ100 mm分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验系统测试纳米混凝土试样在应变率范围为40～150 s-1内的冲击力学性能,分析冲击压缩荷载作用下试样的动态抗压强度、峰值应变、比能量吸收与平均应变率之间的关系。研究结果表明:纳米Fe_2O_3混凝土在较大应变范围内仍能保持强度,纳米Al_2O_3混凝土弹性模量随平均应变率的增大而增大;纳米Al_2O_3、纳米Fe_2O_3混凝土的峰值强度和峰值应力较普通混凝土显著提高;两种纳米混凝土的韧性均高于普通混凝土,说明纳米Fe_2O_3、Al_2O_3可用于提高混凝土的韧性。     

高温作用后2种层理砂岩的动态力学试验及细观分析

为研究层理岩石的动态力学和细观结构方面的各向异性特征,利用大直径(?100 mm)分离式霍普金森压杆(SHPB)系统,进行高温作用后层理砂岩的动态压缩试验,而后对试件破坏断口进行SEM电镜扫描试验,分析其断口形貌特征与能耗规律,并对提取出的微裂缝网络进行数值分析。试验结果表明:高温作用后各向异性砂岩的动态力学性能受冲击弹速、温度效应、层理各向异性的共同影响,随着冲击弹速的增加,砂岩的峰值强度逐渐增加,峰值应变逐渐增大,变形模量也逐渐增加;随着温度的升高,砂岩的峰值强度逐渐减小,峰值应变逐渐增大,而变形模量逐渐减小;平行层理砂岩的峰值强度、峰值应变和变形模量普遍高于垂直层理岩样,整体性更好。层理砂岩在高应变率下破坏的断口表面比在低应变率下整体度差,形貌更加粗糙。经历温度不大于400℃时,断面以沿晶破坏和穿晶破坏为主,表现为脆性断裂;经历温度为800℃时,除前2种断裂模式外,断面局部还出现塑性破坏和韧性破坏特征。砂岩在高应变率下破坏时能耗普遍高于低应变率破坏。断口裂隙的数量、裂隙的面积、裂隙的形状三者均存在明显的各向异性差异,水平层理的裂隙数量普遍高于垂直层理;水平层理岩样的微观裂隙率曲线低于垂直层理岩样;垂直层理的裂隙形状普遍比水平层理规则。高温处理后岩样动态破坏断口的裂隙形态趋于规则。     

VAE乳胶粉掺量对苯丙乳液基水泥复合填缝料拉伸和剪切性能的影响

为研究VAE乳胶粉掺量对苯丙乳液基水泥复合填缝料(PCJS)拉伸和剪切性能的影响,进行了不同VAE乳胶粉掺量下(0 ～5％)PCJS的拉伸试验和剪切试验.试验结果表明,VAE乳胶粉的掺入,改善了PCJS的拉伸和剪切力学性能,当乳胶粉掺量为5％时,同无乳胶粉掺入的PCJS相比,PCJS的拉伸模量和剪切模量提高了32％和35％;随着VAE乳胶粉掺量的增加,PCJS的拉伸和剪切变形性能均先增大后减小,乳胶粉掺量为3％时,PCJS的剪切变形性能最佳;VAE乳胶粉的掺入,对PCJS拉伸断裂伸长率的改善效果不明显.另外,针对VAE乳胶粉对PCJS拉伸和剪切性能的影响进行了机理分析.     

静动组合荷载下混凝土高温后的双轴动态力学性能

由于试验的复杂性,高温后混凝土在复杂应力状态下的动态力学性能研究一直较少,但在建筑物火灾和国防军事防护工程中,混凝土结构多处于多轴应力和冲击荷载的共同作用下.为研究静动组合荷载下混凝土高温后双轴动态力学性能,采用真三轴静、动力综合加载试验系统,使用真三轴试验机预先施加双轴轴压,再利用SHPB试验装置,分别对常温(25℃...     

纳米碳纤维增强混凝土抗冻性能试验

对六种不同纳米碳纤维掺量的72个纳米碳纤维/混凝土试件进行了慢冻融循环试验,通过测量纳米碳纤维/混凝土经不同冻融循环次数作用后的抗剥落能力、质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度损失率,研究了纳米碳纤维掺量对纳米碳纤维/混凝土抗冻性能的影响。另外进行了纳米碳纤维/混凝土的FE-SEM试验和压汞试验,分析了纳米碳纤维对纳米碳纤维/混凝土抗冻性能的微观改性机制。结果表明:纳米碳纤维通过改善混凝土的微观形貌,细化其孔隙结构,提高其整体性和密实度,显著改善了混凝土的抗冻性能;纳米碳纤维掺量为3vol%时,纳米碳纤维/混凝土的抗冻性能最佳。同普通混凝土相比,300次冻融循环后,纳米碳纤维/混凝土的相对动弹性模量提高了33.2%,抗剥落能力显著增强;相同冻融次数下,随着纳米碳纤维掺量的增加,纳米碳纤维/混凝土相对动弹性模量和抗压强度损失率均先增大后减小,质量损失率先减小后增大。但纳米碳纤维掺量最大为5vol%时,纳米碳纤维/混凝土的抗冻性能仍优于普通混凝土;冻融循环次数越多,纳米碳纤维对混凝土抗冻性能的改善作用越显著。