机制砂钢筋混凝土梁受弯与受剪性能试验研究

为了从机制砂骨料的细观指标出发,研究机制砂混凝土梁的受弯与受剪性能,选取了天然砂和3种机制砂,对比了不同骨料的颗粒级配、细度模数、石粉含量、MB值等材性指标,利用图像分析处理技术获取不同骨料的形状参数,通过试验对比了不同细骨料混凝土的工作性能、抗压强度和体积稳定性能;分别设计了受弯和受剪天然砂及机制砂钢筋混凝土梁,通过荷载试验,比较不同细骨料混凝土梁的开裂荷载、挠度曲线和承载力等受力性能指标。研究结果表明：采用延性参数与圆度参数可以反映不同类型骨料间的颗粒形状差异,颗粒级配合理、形状参数良好的机制砂混凝土的强度和长期干缩性能可以达到甚至超过天然砂混凝土的,机制砂和天然砂钢筋混凝土梁的受弯、受剪破坏形态相似,承载力与其混凝土强度相关,可采用现行设计方法对机制砂混凝土梁进行承载力设计。天然砂钢筋混凝土梁抗裂能力略优于机制砂钢筋混凝土梁的,为此,采用现行开裂荷载计算方法会高估机制砂混凝土梁的开裂荷载,建议对机制砂钢筋混凝土梁的开裂荷载设计进行适度调整。     

混凝土构件正常使用极限状态的可靠度计算

以混凝土构件混凝土表面出现锈胀裂缝作为混凝土构件的正常使用极限状态 ,建立了混凝土构件在正常使用情况下的极限状态方程 ,应用可靠度程序进行计算 ,讨论了正常使用情况下各个因素对混凝土构件可靠指标的影响     

贻贝粗骨料混凝土的宏微观性能

为了提高贝壳废弃物的消纳量，实现资源循环利用，以贻贝粗骨料替代天然粗骨料，制备了贻贝粗骨料取代率为15%、30%、45%、60%、100%的贻贝粗骨料混凝土，并研究了其宏微观性能.结果表明：贻贝粗骨料中具有较高含量的无机钙，但作为天然粗骨料的替代材料，由于吸水率为2.4%、表观密度为2 402 kg/m3、压碎指标为68.2%，均超出规范要求，贻贝粗骨料物理性能弱于天然粗骨料；随着贻贝粗骨料取代率的提高，贻贝粗骨料混凝土的力学性能降低；贻贝粗骨料与砂浆界面过渡区的缺陷区域是混凝土性能劣化的主要原因；配合比设计得出，当贻贝粗骨料取代率为30%时，可以制备强度等级为C30的贻贝粗骨料混凝土.     

钢筋与混凝土粘结本构关系的试验研究

在钢筋与混凝土粘结性能的分析研究中,钢筋与混凝土的粘结本构关系是至关重要的。为了正确揭示钢筋与混凝土的粘结本构关系,本文首先从理论上推导了钢筋应力σs、钢筋与混凝土的粘结应力τ以及钢筋与混凝土的相对滑移s的解析表达式,并根据拔出试验数据,给出了随不同位置变化的钢筋与混凝土粘结应力和相对滑移关系,推导了反应这种变化规律的位置函数。本文还通过不同锈蚀量的光面钢筋和变形钢筋的拔出试验,得到了两种钢筋与混凝土的粘结性能随着不同钢筋锈蚀量的变化规律,根据试验结果的统计分析,给出了两种钢筋锈蚀后与混凝土的粘结强度计算公式。最后,本文给出了随时间和位置变化的钢筋与混凝土的粘结本构关系,可较全面地反映钢筋与混凝土的粘结性能。     

再生砖混骨料混凝土梁受弯性能

建造于20世纪的老旧房屋拆除垃圾往往含有大量的红砖块。红砖的各项性能与废混凝土有较大区别,但目前建筑固废处理工艺不能较好地分离红砖骨料。为高效合理利用含有大量红砖的再生砖混骨料,对强度等级分别为C25、C30和C35的3根天然骨料混凝土梁和3根再生砖混骨料混凝土梁进行受弯性能试验研究,分析再生砖混骨料混凝土梁相比于同强度的天然骨料混凝土梁在受力过程、破坏特征、变形能力与承载力等方面的差异。试验结果表明：再生砖混骨料混凝土梁在加载至破坏过程中,具有同天然骨料混凝土梁相似的受力阶段,且同样符合平截面假定。但相比同强度的天然骨料混凝土梁,再生砖混骨料混凝土梁极限承载能力略小,在加载过程中梁表面裂缝更易产生与发展,刚度下降更显著,变形更大,且从屈服到破坏产生的变形较小,延性较差。     

海洋既有建筑再生骨料及海洋再生混凝土的性能研究

为促进海洋环境中既有建筑混凝土的循环利用,推进建筑行业可持续化进程,在浙江省宁波市与舟山市采集废弃混凝土构件,测试其抗压强度及游离氯离子含量,利用压汞仪分析其孔隙结构。将海洋既有建筑混凝土破碎成再生骨料,测试其物理力学性能及颗粒形态。采用海水与再生骨料制备海洋再生混凝土,测试其抗压强度及劈裂抗拉强度,利用扫描电镜与X射线衍射仪分析其微观形貌及组成。研究结果表明：受局部环境的影响,海洋既有建筑混凝土的宏微观性能具有较大离散性,性能较差的海洋既有建筑混凝土,破碎成的再生骨料品质也较差,主要表现为表观密度较低,吸水率及压碎指标较高。即使再生粗骨料与再生细骨料取代率达到100%,海洋再生混凝土强度等级也可达到C40~C45,由于原材料就地取用率较高,海洋再生混凝土具有潜在的环境效益和经济效益。     

施工条件对再生混凝土性能的影响

研究了不同施工条件下再生混凝土性质,并与原生混凝土对比.本研究设置了三种不同的施工条件,即再生粗骨料是否预吸水、振捣密实程度及养护方式,同时考虑四种不同的再生粗骨料取代率的影响;通过测试施工期新拌再生和原生混凝土的坍落度、含气量,以及结硬后再生和原生混凝土的28 d抗压强度、渗气性、密实性、均匀性等,探究不同施工条件、不同再生粗骨料取代率对于再生混凝土施工期性能及力学性能等的影响规律,并与原生混凝土进行对比.试验结果表明:再生粗骨料取代率以及施工条件对再生和原生混凝土的性质都有较大的影响.     

装配式结构套筒灌浆连接的混凝土结合界面直剪性能试验研究

研究灌浆层厚度、纵向钢筋、配筋率、轴向压力等因素对直剪荷载作用下套筒灌浆连接的混凝土结合界面裂缝开展、破坏形态、直剪剪切强度、裂缝-滑移曲线以及荷载-滑移曲线的影响. 试验结果表明：对于无纵向钢筋试件结合界面,灌浆层厚度为1、10 mm界面的破坏荷载均值分别是灌浆层厚度为20 mm界面的1.69、1.14倍;对于纵向配筋结合界面,配筋率为0.9%、1.8%的试件界面破坏荷载均值分别是无筋试件界面的1.58、1.89倍,且结合界面直剪破坏延性显著提高,但由于未配箍筋,最终破坏形态为混凝土被纵向钢筋劈裂破坏,降低了结合界面的直剪剪切强度和延性;对于施加轴向压力试件,轴向压力为11.6、23.2 MPa的试件界面破坏荷载分别为无轴压试件界面的6.06、7.81倍,在23.2 MPa轴向压力下,破坏模式转化为界面破坏后的现浇部分混凝土本体破坏.     

混凝土早期性能与后期耐久性相关性研究

对4种不同振捣、养护工况下混凝土试件的早期性能和后期耐久性能进行试验测试,并对混凝土早期性能和后期耐久性能的相关性进行研究。试验研究发现:振捣、养护不当不但会降低混凝土立方体抗压强度,且严重影响混凝土抗渗性;不良施工条件还会大幅度增大氯离子扩散系数,加速混凝土内钢筋锈蚀速率;振捣条件对混凝土结构耐久性的影响很大。研究结果表明:混凝土结构工程质量验收仅考虑混凝土强度指标是不够的,验收过程中同时应考虑混凝土耐久性指标的测试,如混凝土透气性,以保证混凝土结构长期使用性能符合设计与规范要求。     

混凝土锈胀时刻钢筋锈蚀率的数值分析方法

基于通用有限元大型程序建立非线性有限元模型,对混凝土构件受钢筋锈胀力作用的情况进行模拟,并在此基础上提出了基于有限元数值分析的混凝土锈胀时刻钢筋锈蚀率的计算方法.对受均匀钢筋锈胀力的混凝土构件进行了数值分析计算,包括混凝土构件角部钢筋锈蚀和中部钢筋锈蚀的情况;基于已有的非均匀钢筋锈蚀模型,对于工程实际情况中更为常见的非均匀钢筋锈胀情况,进行混凝土构件角部和中部钢筋锈蚀的数值模拟;在以往钢筋锈蚀分布情况理论分析结果的基础上,结合锈胀力数值分析的结果,提出了混凝土保护层胀裂时刻非均匀钢筋锈蚀率的计算方法,并给出了计算实例,说明该方法在混凝土结构环境条件和侵蚀状况已知的情况下,可估算混凝土保护层胀裂时刻的钢筋锈蚀率.