喷射钢纤维混凝土在软岩巷道支护中的应用

介绍了喷射钢纤维混凝土的力学性能、作用机理和软岩巷道的支护设计,此种支护方案在软岩巷道中应用可达到永久支护的效果.     

基于损伤的钢筋混凝土锈胀开裂模型

基于混凝土的各向异性损伤,建立考虑钢筋、腐蚀产物、混凝土三者不同力学性能的钢筋锈胀导致保护层开裂的数学模型。模型考虑了腐蚀产物对钢筋混凝土界面区的孔隙和混凝土开裂裂缝的填充效应,采用非线性分析算法,预测了开裂过程中混凝土构件的应变与位移以及混凝土保护层开裂时间。最后将模型预测值与试验结果进行对比,结果表明:当混凝土出现裂缝之后,混凝土产生软化、腐蚀产物对裂缝进行填充,从而使混凝土环向拉应变的增长速率减缓;在选定钢筋的型号、直径以及混凝土强度之后,可通过增大保护层厚度来减小钢筋锈胀开裂的风险。     

带横向荷载裂缝钢筋混凝土梁的钢筋锈蚀形态研究

对荷载作用下恒电流通电锈蚀的带荷载裂缝钢筋混凝土梁进行研究,绘制通电锈蚀前后横向裂缝和顺筋锈胀裂缝分布图,探究横向荷载裂缝对通电锈蚀过程及锈胀裂缝开展的影响。通过三维激光扫描对锈蚀钢筋表面特征进行分析,对比通电锈蚀和自然锈蚀条件下钢筋锈蚀的纵向不均匀性和锈胀裂缝发展。研究发现,通电锈蚀和自然锈蚀下,横向裂缝的存在都会加速该处钢筋的锈蚀截面损失,但通电锈蚀下横向裂缝处的钢筋会出现明显的"颈缩"现象。钢筋截面周长锈蚀率和截面锈蚀率的分布规律相同,截面周长锈蚀率同样可以较好地反映钢筋锈蚀程度。通电锈蚀和自然锈蚀钢筋的平均截面面积与最小截面面积的比值能反映钢筋锈蚀的不均匀性,其值满足Gumbel分布。     

钢筋加速非均匀锈蚀试验方法和锈蚀形态研究

采用自主发明的通电加速钢筋非均匀锈蚀试验方法,以不锈钢丝作为辅助电极对混凝土试件进行通电加速锈蚀,利用三维激光扫描技术获得不同锈蚀率下锈蚀钢筋的三维几何模型,研究采用该方法时锈蚀钢筋的不均匀性. 研究发现,由此可以得到与实际自然锈蚀情况相似的不均匀锈蚀现象,即靠近不锈钢丝一侧锈蚀比较严重,远离不锈钢丝一侧锈蚀较少. 根据对锈蚀钢筋纵向截面积的分析,建立不均匀系数R的概率分布模型,其值满足Gumbel极值分布;将模型与实际自然锈蚀的钢筋不均匀系数R的概率分布进行比较,进一步验证该方法用于评估钢筋混凝土构件承载力的可行性.     

荷载作用对混凝土中氯盐传输的影响研究进展

服役过程中的混凝土结构都要承受荷载与环境的共同作用。针对海洋环境和除冰盐环境,从材料学角度和多尺度层次概述了目前关于荷载作用对混凝土中氯盐传输影响的研究。重点论述了荷载作用对混凝土中氯盐传输的影响机理、试验方法,以及轴压荷载、弯曲荷载和荷载裂缝对氯盐传输影响的研究进展,对存在的有关问题进行了讨论,并提出了进一步研究的相应建议。     

掺废旧橡胶颗粒纤维混凝土在路面工程中应用的可行性分析

橡胶混凝土作为一种新型节能环保土木工程复合材料,具有轻质高弹、耐磨减震、抗裂性好、冲击韧性高等优点,已经成为国内外学者研究的热点之一。在已有大量文献基础上,分别介绍了橡胶混凝土和纤维混凝土的基本性能与研究现状,阐述了混凝土中复掺橡胶和纤维的协同效应,讨论了路面用橡胶纤维混凝土的可行性及未来研究方向,以期为深入研究和推动路面用橡胶纤维混凝土的工程应用提供借鉴。     

干燥条件下水泥基材料中氧气扩散预测模型

将氧气在水泥基材料中的扩散分为Knudsen型扩散、过渡型扩散及Fick型扩散3类,并将水泥基材料孔结构简化为平行管束模型。根据孔尺寸分布密度函数,将3种扩散方式进行定量化表征,结合孔隙率和孔曲折度,建立了干燥条件下水泥基材料的氧气扩散系数预测模型。利用自主研制的氧气扩散系数测定装置对干燥条件下砂浆试件的氧气扩散系数进行测定,结果表明试验值与预测模型计算值吻合度较好,且3种扩散方式中以过渡型扩散和Fick型扩散为主。     

早龄期钢纤维混凝土弯曲韧性试验与分析

设计并制作了不同纤维掺量（0．6％、1．2％、1．8％）的36个小梁试件,进行了不同龄期（1d、2d、3d、7d、28d）钢纤维混凝土弯曲韧性试验。利用ASTMC1018韧度指数法对试验结果进行评价。结果表明,不同龄期条件下钢纤维混凝土韧度指数变化不明显,但纤维掺量对韧度指数有较大影响,且对早龄期混凝土影响显著。随龄期增长,初裂韧性有显著提高。早龄期钢纤维混凝土弯曲韧度指数比值介于1．95-2．20之间,与理想弹塑性参数2较为接近。纤维掺量1．2％的钢纤维混凝土有良好的塑性性能。     

荷载和环境共同作用下混凝土中氯离子传输的试验研究

荷载和环境作用影响着混凝土中的氯盐传输过程和混凝土结构的服役寿命。采用弹簧加载系统对8根钢筋混凝土梁施加极限抗弯承载力28%、22%、16%和10%的持续弯曲荷载,并测定混凝土梁跨中部位的局部应变;氯盐侵蚀试验在多功能人工模拟环境试验箱中进行,4根混凝土梁置于5%的Na Cl溶液并在环境温度为50℃下进行浸泡试验,其余4根钢筋混凝土梁在全自动干湿循环试验箱中进行干湿循环试验,干燥过程中环境相对湿度为60%。氯盐侵蚀60 d后对混凝土梁受拉区和受压区取粉分析氯离子浓度。结果表明:与未承受荷载混凝土试件的氯离子传输速率相比,拉应变达到526με时氯离子扩散系数达到未承受荷载时的2.4倍,压应变达到90με时氯离子扩散系数无明显改变,而当压应变达到175με时氯离子扩散系数降低为无荷载作用时的0.4倍,拉应力加速了氯离子的传输速率,而压应力在一定范围内能够抑制氯离子的传输;且干湿循环条件下混凝土的氯离子传输速率明显高于浸泡条件的混凝土。"拉应力+干湿循环"条件对氯离子的传输影响最大;混凝土局部应变与氯离子扩散系数的相关性较好,能够反映荷载作用对氯盐传输的影响。在一定应变范围内,氯离子扩散系数随拉应变的增大而提高,随压应变增大而降低。     

早龄期混凝土的电阻率特性和微观形貌研究

采用非接触式电阻率仪对普通混凝土(CO)、掺矿粉混凝土(CS)和掺粉煤灰混凝土(CF)的早龄期电阻率特性进行试验研究,分析矿物掺合料对混凝土中水泥水化的影响,以及不同时间点混凝土中胶凝材料的水化特性,并借助环境扫描电子显微镜(ESEM)对不同龄期的普通混凝土进行微观形貌分析。结果表明:将矿物掺合料以不同百分比取代水泥后,在其他条件不变的情况下,混凝土的初期电阻率(0-M点,加速阶段)随矿物掺合料掺量的增加而增大。普通混凝土的初始电阻率最小,后期(M点-7 d)电阻率会超过掺矿粉混凝土和掺粉煤灰混凝土。3 d龄期内水化产物快速填充混凝土内部的空隙和水化产物的孔隙,而3 d龄期后水化产物进一步填充混凝土内部孔隙。研究结果可为改善混凝土材料的服役性能提供参考。