超强韧性混凝土制备及其结构与性能的分析

在我国工程建设行业的强劲发展下,其对于混凝土的需求越来越多样化。而为了能够有效提升工程质量水平,尽可能延长工程使用寿命,具有超高强度和韧性的混凝土应运而生。在这一背景下,本文将通过以超强韧性混凝土为主要研究对象,分别从超强韧性混凝土的制备、结构以及性能三个角度出发,对其进行分析研究,希望能够帮助人们加深对超强韧性混凝土的正确认知。     

超强韧性聚丙烯纤维混凝土工作度的液化机理设计与自修复功能研究

利用液化机理研究了具有应变强化和多重裂纹破坏特征的超强韧性聚丙烯纤维混凝土的配合比设计。使得水泥基复合材料的工作度和力学性能在施工现场大批量生产条件下与实验室内小规模生产条件下保持接近。通过不同颗粒级配的控制、混合次序、时间间隔的调整以及不同类型添加剂的使用,给出了生产应变强化功能的超强韧性纤维混凝土材料的方法。最后研究了拉伸试件多重裂纹破坏后的自修复现象。     

废橡胶颗粒对混凝土力学性能的影响

将废橡胶颗粒掺入水泥混凝土中,研究其对混凝土塑性、韧性及抗压强度和抗折强度的影响,并通过扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)等微观分析方法,研究了这种影响的机理.结果表明:当掺入的废橡胶颗粒体积分数为6%～10%时,对提高混凝土材料塑性和韧性的效果较佳.     

橡胶颗粒改性大空隙率环氧树脂冷拌混凝土配合比正交试验研究

为拓宽环氧树脂混凝土在公路工程中的应用以及提供一种废旧轮胎再生利用的新途径,对橡胶颗粒改性大空隙率环氧树脂冷拌混凝土配合比进行系统研究,采用正交试验,以动稳定度、冻融劈裂强度比、低温破坏应变、紫外老化前后飞散损失衰减率等指标进行优选,研究了环氧树脂、橡胶颗粒以及碳黑的最优掺量。试验结果表明,综合高温性能、低温韧性、水稳定性和抗紫外线老化性能,适宜的橡胶颗粒改性大空隙率环氧树脂冷拌混凝土的配合比为:环氧树脂5%、橡胶颗粒取代5%细集料、碳黑2%。     

PE纤维与细橡胶颗粒对泡沫混凝土弯曲韧性的影响

研究了聚乙烯（PE）纤维及其与细橡胶颗粒复掺对泡沫混凝土弯曲破坏模式、峰值强度、能量吸收特性和弯曲韧性的影响,并结合孔结构分析和微观形貌观察探究了其作用机理.结果表明：PE纤维使泡沫混凝土出现多缝开裂模式,显著提升了其峰值强度、能量吸收能力和弯曲韧性;复掺细橡胶颗粒可以进一步提升泡沫混凝土试件的比能量吸收和弯曲韧性;掺入PE纤维可以降低泡沫混凝土的平均孔径;复掺细橡胶颗粒导致泡沫混凝土试件的平均孔径增大,联通孔增多,对其峰值强度有不利影响;PE纤维及细橡胶颗粒提升泡沫混凝土弯曲韧性的主要原因在于其削弱了裂纹尖端的应力集中,同时增强了能量耗散作用.     

EPS颗粒对混凝土的增韧效应

配制了聚苯乙烯(EPS)颗粒体积分数分别为10%,20%,30%,40%,50%的EPS混凝土,采用100分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,以比能量吸收作为指标,研究了EPS颗粒对混凝土的增韧效应,探讨了EPS颗粒对混凝土的增韧机理.结果表明:冲击荷载作用下,由于应变率效应,相同体积分数的EPS混凝土冲击韧性随应变率的增加而提高,具有显著的应变率相关性;由于EPS颗粒的微结构效应,在EPS颗粒体积分数为10%～30%时,其韧性较未掺EPS颗粒的混凝土有不同程度的提高,EPS颗粒体积分数为20%时对混凝土韧性的改善效果最佳.当EPS颗粒体积分数达到40%～50%时,其韧性有所降低.     

膨胀聚乙烯轻骨料混凝土研究

以膨胀聚乙烯(EPS)颗粒为轻骨料,以水泥为胶结材料,通过添加粉煤灰和表面改性聚合物等来提高混凝土浆体结构稳定性与均匀性,配制出具有良好物理力学性能的EPS轻骨料混凝土材料,解决了EPS骨料颗粒在混凝土拌合物中分层离析、界面粘结弱、密度与强度低等问题,并分析了水灰比、粉煤灰掺量等对拌合物流动性、混凝土强度等的影响。     

橡胶陶粒混凝土路用性能研究

研究了橡胶颗粒掺量、表面改性及聚合物等对陶粒混凝土柔韧性和路用性能的影响,结果表明:随橡胶颗粒掺量的增大,陶粒混凝土抗压强度、抗折强度、弹性模量均降低,但折压比增大,表现为塑性破坏形态;当橡胶颗粒掺量为20%、聚灰比为6%时,混凝土的抗压强度与基准混凝土相近,弹性模量略低,折压比明显增大,混凝土的抗冲击韧性和耐磨性等路...     

纤维-聚合物混凝土性能研究现状及在巷道中的应用展望

介绍了国内外纤维-聚合物混凝土的研究进展,总结了纤维-聚合物混凝土的力学性能、韧性、耐久性能等,分析了纤维-聚合物混凝土的改性机理。最后,鉴于纤维-聚合物混凝土相比普通混凝土具有良好的韧性及耐久性能,对纤维-聚合物混凝土在软岩巷道中的应用进行了展望。     

EPS混凝土冲击压缩韧性研究

采用φ100mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置进行了EPS混凝土的抗冲击试验,得到了冲击荷载作用下EPS混凝土的应力应变曲线,以应力-应变全程曲线所围面积作为韧性指标,研究了不同体积掺量EPS混凝土的冲击压缩韧性.结果表明:EPS颗粒的掺入对混凝土有一定的韧化效果;体积掺量为20％的EPS混凝土,其韧性指标最大...     

超强纳米纸比钢铁还硬

纸能做得比铁还硬吗？最近，美国科学家发明了一种超强纳米纸，它的基本成分是碳纳米颗粒。这种新型纸的硬度超过钢铁，然而它又的确像普通纸张一样柔软，而它的韧性则比普通纸张大得多。据科学家预测，这种超强纳米纸可以用于制造电子器件和燃料电池。     

橡胶颗粒水泥路面混凝土力学性能实验研究

通过实验考查橡胶颗粒对水泥路面混凝土力学性能的影响。结果表明：橡胶颗粒的掺入,使路面混凝土坍落度降低、抗压强度和劈裂抗拉强度下降,表观密度降低,韧性增加,抗裂纹性能好,变形能力增强。     

层布式钢纤维与混掺PVA纤维混凝土梁的抗弯韧性试验研究

通过层布式钢纤维与聚乙烯醇(PVA)混掺纤维混凝土粱三分点加载试验,研究了不同长径比、外形的钢纤维与不同PVA纤维掺量对混凝土梁抗弯韧性的影响;用不同的方法计算了抗弯韧性指标并进行了比较.结果表明,层布式钢纤维混凝土具有良好的增韧效应:混掺在层布式钢纤维混凝土中的PVA纤维与钢纤维能产生良好的协同效应,增韧效果更加良好;Nemkumar等人提出的韧性指标计算方法与曲线吻合得更好,更能全面分析荷载一挠度曲线的变化过程.     

纤维增强混凝土剪力墙结构基于位移的抗震设计方法研究

按照基于位移的抗震设计方法,将纤维增强混凝土剪力墙结构的性能划分为"完好、轻微损伤、轻度损伤、中度损伤和比较严重损伤"五个水平。利用延性纤维增强混凝土良好的延性和韧性提高剪力墙抵抗地震作用的能力,提出了纤维增强混凝土剪力墙超强系数,通过对剪力墙的各性能水平层间位移角限值的控制,给出了纤维增强混凝土剪力墙结构针对不同性能水平的设计计算步骤。通过对实际工程性能进行计算发现,纤维增强混凝土剪力墙结构基于位移的设计方法简单易行、便于操作。最后利用静力弹塑性方法对剪力墙结构进行了分析验证。     

橡胶集料水泥砂浆和混凝土的性能研究

废轮胎颗粒掺加到水泥砂浆和混凝土中会明显降低材料强度,大大限制其应用。针对该问题,应用多种方法来改进橡胶混凝土的力学性能,例如降低W/C、掺加硅灰、偶联剂预处理橡胶颗粒等。研究结果表明，降低W/C能够明显提高橡胶混凝土的强度,橡胶颗粒表面用PVA和硅烷偶联剂处理能够显著增加抗压强度，如果多种方法联合使用效果更好。此外，橡胶改性混凝土的强度虽然有所降低，但其韧性和抗疲劳特性却显著增加。应用SEM分析了橡胶混凝土的微观结构,结果同样证实偶联剂处理橡胶颗粒表面能够提高水泥基体与橡胶颗粒的界面粘结强度。     

基于正交试验的橡胶混凝土单轴受压应力-应变全曲线研究

为了研究橡胶混凝土的单轴受压性能,以水胶比、橡胶替代率、橡胶粒径、粉煤灰替代率为影响因素,采用正交设计方法制作9组试件并进行单轴受压试验。利用极差法对峰值应力、峰值应变、弹性模量、极限应变、韧性指数、脆性指数等力学性能进行敏感性分析,重点分析了最敏感因素橡胶替代率对混凝土力学性能的影响规律,并得到了力学性能与橡胶替代率的无量纲函数关系。结合过镇海模型、Yang模型、Saenz模型,对试验结果进行拟合,确立了橡胶混凝土应力-应变全曲线模型。研究表明：与普通混凝土相比,橡胶颗粒的掺入使混凝土的强度有所降低,但提高了混凝土的延性、韧性和耗能能力;建议的应力-应变全曲线模型与试验结果吻合良好,能准确地描述橡胶混凝土在单轴受压作用下的应力-应变特征。     

C100混凝土性能及制备研究

C100混凝土具有较强的抗压强度,其主要由特种水泥、粉煤灰、矿粉、硅粉等组成,被广泛的应用在建筑行业、工业厂房等工程项目中。这种超强混凝土改善了混凝土材料自身的稳定性和耐久性,在制备C100混凝土时,应做好C100混凝土实验测试,尽量降低C100混凝土的粘度,保障C100混凝土泵送施工效率。本文分析了C100混凝土性能,阐述了C100混凝土实验室制备,以供参考。     

微细钢纤维高强混凝土弯曲韧性试验研究

混凝土中掺加微细钢纤维不易结团,在掺量较大时分布均匀性良好,能更好地发挥钢纤维增强、增韧和阻裂作用。采用掺加微细钢纤维和高温蒸汽养护配制高强混凝土,通过弯曲韧性试验,计算弯曲韧性指数,研究纤维掺量、水胶比和养护龄期等因素对韧性的影响。结果表明:钢纤维体积率是影响弯曲韧性的主要因素,强度和弯曲韧性都随着体积率增加而增大;适当减小水胶比,可以提高混凝土的弯曲强度和韧性;蒸汽养护能提高钢纤维混凝土的早期韧性和强度,恒温90℃蒸汽养护48h然后转标准养护,3d等效弯曲强度达到28d等效弯曲强度的85.4%~90%。     

钢纤维混凝土弯曲韧性试验研究

试验研究和工程实践表明,钢纤维混凝土具有良好弯曲韧性,《纤维混凝土结构技术规程》(CECS38∶2004)在隧洞支护与补砌、工业建筑地面设计中引入弯曲韧度指数和弯曲韧度比,这与以往基于ASTMC1018弯曲韧性指数不同。通过四点弯曲梁弯曲韧性试验,利用不同方法计算弯曲韧性指标,对钢纤维体积率和混凝土强度对钢纤维混凝土弯曲韧性的影响进行分析。     

超强吸水树脂改善海工混凝土性能研究

通过超强吸水树脂SAP对海工混凝土及内掺粉煤灰海工混凝土的力学性能、收缩性能、抗渗性能等实验分析,结果表明:适当掺加SAP,SAP在养护期间释放出吸附的自由水供水泥颗粒继续水化,保证养护期间水分的充足,从而明显改善海工混凝土的性能,尤其是早期收缩性能。对于内掺粉煤灰海工混凝土,SAP的最佳掺量应根据粉煤灰的掺量而定。