含粗骨料超高性能混凝土的制备及其性能研究

针对超高性能混凝土(UHPC)胶凝材料用量大、非绿色化、成本高、自收缩大等问题,通过引入5～10 mm粒径的粗骨料,采用普通河砂代替石英砂,并优化钢纤维体积掺量,成功制备出了经济环境效益良好、性能优良的含粗骨料超高性能混凝土(UHPC-CA)。研究了粗骨料掺量对UHPC-CA工作性和力学性能的影响,并与UHPC性能进行了对比分析。结果表明:UHPC-CA的流动性能相比UHPC有所降低,粗骨料掺量为675 kg/m3的UHPC-CA能保持良好流动性能,但随着粗骨料掺量的增加,流动性降低的十分明显;UHPC-CA抗压强度、抗折强度低于UHPC,弹性模量则高于UHPC,不同粗骨料掺量UHPC-CA力学性能变化并不明显;UHPC-CA抗氯离子渗透性能和抗冻性能表现良好,但是不如UHPC优异;掺入粗骨料能够改善UHPC-CA的自收缩性能,相比UHPC,其早期自收缩率明显降低。     

粗骨料超高性能混凝土配合比及其力学性能研究

为了探索粗骨料超高性能混凝土(UHPC)的力学性能,研究了粗骨料含量(0、250、350、450 kg、550 kg/m~3)、钢纤维掺量(2%)、钢纤维长度(10、13、20、25 mm)对粗骨料UHPC立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗弯拉强度和弹性模量的影响。研究结果表明:随着粗骨料含量的增加(0～550 kg/m~3),粗骨料UHPC立方体抗压强度和轴心抗压强度先增加后减小,抗弯拉强度显著降低,而弹性模量显著提高。在粗骨料含量相同的情况下粗骨料UHPC的立方体抗压强度和轴心抗压强度、抗弯拉强度随钢纤维长度的增加明显提高,而钢纤维长度对粗骨料UHPC弹性模量无明显影响。     

超高性能混凝土阻尼性能研究

采用悬挂法自由振动衰减法测试了超高性能混凝土(UHPC)的阻尼性能,研究了粗集料最大粒径、纤维种类及掺量和硅灰掺量对UHPC阻尼性能的影响.结果表明:骨料的最大粒径越大,阻尼比越小,在相同掺量下,掺入粒径为15 mm玄武岩的UHPC阻尼比最小,较掺粒径为5 mm的减小了3.17％;钢纤维对UHPC阻尼影响显著,随其掺量...     

钢纤维对超高性能混凝土性能的影响

超高性能混凝土是一种具有超强耐久性、超高强度的特殊混凝土。文章研究了不同钢纤维掺量对超高性能混凝土的工作性能和力学性能的影响,结果表明,钢纤维会导致细骨料UHPC流动性降低,并且流动性均随着掺量的增加而降低更多,同时钢纤维可以提高抗压强度和抗折强度,并均随着掺量的增加而增大。     

养护条件和配合比对活性粉末混凝土变形率的影响

研究了混凝土配合比和养护条件对活性粉末混凝土 (RPC)变形率的影响。测定了在不同条件下养护的、具有不同配合比的RPC试样的收缩率。RPC的长期收缩率远小于普通混凝土。优化配合比 ,改善养护条件以及掺加微细钢纤维均能有效减小RPC的收缩率。     

养护调价和配合比对活性末混凝土变形率的影响

研究了混凝土配合比和养护条件对活性粉末混凝土(RPC)变形率的影响.测定了在不同条件下养护的、具有不同配合比的RPC试样的收缩率.RPC的长期收缩率远小于普通混凝土.优化配合比,改善养护条件以及掺加微细钢纤维均能有效减小RPC的收缩率.     

含粗骨料UHPC的强度尺寸效应与性能研究

研究了胶凝材料组成比例、钢纤维类型（平直型、端钩型）对含粗骨料超高性能混凝土（UHPC）强度尺寸效应、工作性和收缩性能的影响,分析了减缩剂掺量（0～2.0%）对含粗骨料UHPC收缩性能、力学性能、抗氯离子渗透性能和孔结构的影响。结果表明：适当增加粉煤灰掺量有利于改善含粗骨料UHPC的工作性,降低收缩;掺入钢纤维降低了含粗骨料UHPC的工作性,但抑制了收缩,且端钩型钢纤维抑制效果更显著;掺入1%钢纤维能够有效降低含粗骨料UHPC的强度尺寸效应,且平直型钢纤维的降低效果更好;掺入减缩剂明显降低了含粗骨料UHPC的收缩,但会使抗压强度降低,总孔隙率增大,抗氯离子渗透性能变差。     

石屑制备超高性能混凝土力学性能试验研究

使用破碎、筛分后的废弃石屑代替石英砂作为骨料制备超高性能混凝土(UHPC)。基于单因素分析试验,研究了各因素(水胶比、胶集比、减水剂掺量、钢纤维掺量)对石屑UHPC抗压强度、抗折强度及流动度的影响规律,考查了四种不同养生方式下石屑UHPC力学性能的变化。结果表明,当胶集比、水胶比、减水剂掺量、钢纤维掺量分别为0.63、0.2、2.1%和1.5%时,石屑UHPC的力学性能和工作性能最优,7d抗压强度最高为113.7MPa,抗折强度为35.2MPa;分析应力-应变曲线发现,掺加钢纤维不仅可以提高石屑UHPC的力学强度,还能显著提高石屑UHPC的韧性和残余抗压强度;经过水浴养护、干热养护和水浴+干热组合养护后,石屑UHPC的抗压强度分别提高了5.7%、27.1%和40.3%,但热养护对抗折强度影响不大。     

基于GA-BP神经网络的粗骨料UHPC的抗压强度预测

为实现对粗骨料UHPC的抗压强度的预测和配合比设计方法的优化,搜集了国内外文献中168组粗骨料UHPC配合比和标准养护28 d抗压强度实测值,给出了各材料组分和抗压强度频数分布,并基于灰色关联分析法分析了各材料组分与抗压强度的关联关系,通过神经网络参数分析,建立了基于遗传算法的前馈神经网络,相比普通的BP神经网络具有更好的预测精度和泛化能力。最后基于建立的GA-BP神经网络给出了不同强度等级粗骨料UHPC配合比设计中粗骨料/胶凝材料、钢纤维体积掺量、砂胶比的建议取值范围。     

低收缩高模量超高强混凝土制备技术研究

针对超高性能混凝土(UHPC)胶凝材料收缩大,弹性模量低等问题,通过添加玄武岩粗骨料和高强细骨料制备出具有高弹性模量(>54 GPa)、低收缩(<300με)和超高强(>150 MPa)的UHPC,并研究粗骨料掺量与细骨料种类对UHPC力学性能及收缩的影响。结果表明:随着粗骨料掺量的增加(0~800 kg/m3),UHPC抗压强度先提高后降低,静力受压弹性模量几乎呈线性提高;粗骨料掺量为0~200 kg/m3时,UHPC的抗弯拉强度变化较小,粗骨料掺量在200~800 kg/m3增加时,UHPC的抗弯拉强度明显降低;随粗骨料掺量的增加(0~800 kg/m3),UHPC的收缩逐渐减小,粗骨料掺量为600 kg/m3时,180 d收缩值为292με,仅为无粗骨料时的72.7%。     

常温养护超高性能混凝土受压性能研究

超高性能混凝土(UHPC)通常采用蒸汽和蒸压养护,更适合于桥梁等预制结构的工程应用,但也限制了其在建筑结构领域的发展。以现浇施工性和环境养护为目标,配制出适合于结构应用的超高性能混凝土。研究了水胶比、钢纤维类型和钢纤维掺量对于超高性能混凝土受压强度的影响。结果表明,水胶比越低,新拌浆体内部更加致密,UHPC的受压强度越高;端钩型钢纤维与混凝土浆体之间的黏结力更强,可获得较直线型纤维UHPC更高的受压强度。随着纤维掺量的增加,UHPC受压强度也随之增加,建议不超过3%掺量。此外,为了研究UHPC在现浇状态下的流动性和施工性,进行了UHPC塌落度试验。结果表明,水胶比0.16、掺入3%钢纤维的新拌混凝体浆体的塌落度为242 mm,流动性能良好。     

预制道面板用活性粉末混凝土性能的影响研究

为了探究主要原材料对适用于预应力预制道面板的活性粉末混凝土(RPC)强度的影响,针对适用于预应力预制道面板的RPC配合比,以水胶比、钢纤维掺量、减水剂掺量为变量,在标准养护和70℃水中养护的条件下,制作了不同配合比RPC试件,进行了抗压强度和抗折强度试验研究。研究结果表明:在一定范围内,RPC试件的强度随着水胶比的增大而降低,随着钢纤维掺量的增加而提高,当减水剂掺量为1.7%~1.9%时存在最大值;综合考虑和易性和强度的要求,建议预应力预制道面板用RPC的最佳配合比为水胶比0.19、钢纤维掺量6%、减水剂掺量1.8%。     

不同养护条件和钢纤维掺量对超高性能混凝土收缩性能的改善

为改善超高性能混凝土（ultra-high performance concrete,简称UHPC）的收缩性能,研究了钢纤维掺量为1.5%、2.0%、2.5%的UHPC在自然养护、标准养护、热水养护3种养护条件下的收缩性能变化,通过X射线衍射（X-ray diffraction,简称XRD）和扫描电镜（scanning electron microscopy,简称SEM）分析,进一步分析了影响其收缩性能变化的微观因素。结果表明：标准养护和热水养护条件下对UHPC的收缩抑制作用比较显著,随着钢纤维掺量的提高,UHPC的收缩性能会降低,钢纤维掺量为2.5%时UHPC的收缩性能仍满足要求,且在热水养护中混凝土的收缩率最小;此外,加入矿物掺合料可以促进水泥二次水化,形成致密的微观结构,使钢纤维与基体黏结更紧密。     

超高性能混凝土(UHPC)的配制及应用探究

选用合适的掺合料,采用正交法和最紧密堆积理论进行了超高性能混凝土(UHPC)基体的配合比实验,通过对力学性能检测,确定了UHPC基体的最优配合比,并在此基础上探究了钢纤维的掺量和掺入方式对UHPC性能的影响。试验结果表明,选用合适的掺合料,通过合适的配合比试验设计能配制出适于应用的UHPC。     

活性粉末混凝土的制备技术与力学性能研究

利用低成本天然掺合料、在标准成型工艺和热水养护条件下制备出高性能的活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete)。通过详细地测试RPC立方体抗压强度、圆柱体轴心抗压强度、劈拉强度、弯折强度、弹性模量,对这些物理量随钢纤维体积掺量变化的规律进行分析。研究表明,在同时满足高性能、和易性和经济要求的前提下,钢纤维体积掺量宜控制在1%~2%。给出了RPC强度和弹性模量随钢纤维体积掺量变化的经验表达式。     

机制砂超高性能混凝土(UHPC)性能影响因素试验研究

超高性能混凝土(UHPC)在拥有超高力学性能的同时普遍存在流动性较差的问题。为了寻求二者之间的平衡,首先通过单因素试验分析了石英砂掺量、粉煤灰掺量、减水剂掺量和钢纤维掺量对UHPC流动性及抗压强度的影响,其次利用正交试验得出了各因素对UHPC流动性及抗压强度影响的主次顺序,确定了最优配合比。结果表明:当石英砂掺量为32%(机制砂掺量为68%)、粉煤灰掺量为15%、减水剂掺量为0.39%、钢纤维掺量为2%时,配制出的UHPC工作性和力学性能良好,并成功应用于某高架桥维修加固工程中。     

复掺GO与钢纤维对UHPC性能的影响研究

该文研究了复掺氧化石墨烯(GO)与钢纤维对超高性能混凝土(UHPC)力学性能、流动性能、耐久性能的影响规律。研究结果表明:GO复掺钢纤维可以明显提高UHPC的抗压强度,但是会降低工作性。随着钢纤维掺量的增加,UHPC的流动度逐渐降低。复掺GO与钢纤维可以提高UHPC的抗氯离子渗透性能,降低干燥收缩,提高抗硫酸盐侵蚀性能。     

超高性能混凝土早期变形性能及调控技术

超高性能混凝土(UHPC)由于其极低水胶比及高掺量超细矿物掺合料,在早期易产生较大的自收缩,引起开裂,影响结构耐久性。为了揭示UHPC早期变形性能影响规律及建立相应的调控技术,研究了水胶比(0.15~0.20)、粗骨料用量和膨胀剂掺量对UHPC自收缩的影响。结果表明:随着水胶比降低,UHPC自收缩先增大后减小,在0.18水胶比时收缩最大;粗骨料的掺入能明显抑制UHPC体系自收缩;膨胀剂能明显的补偿UHPC自收缩,但掺量过高会导致UHPC安定性不良,5%掺量时补偿效果较为理想。     

含粗骨料超高性能混凝土的试验研究

通过在超高性能混凝土中以等体积取代胶凝材料的方式掺入粗骨料,研究粗骨料在不同掺量和最大粒径条件下对超高性能混凝土工作性能和力学性能(尤其是单轴拉伸性能)的影响,实现对掺粗骨料超高性能混凝土韧性的提高。研究结果表明:粗骨料最大粒径为10 mm、掺量为20%时,可得到工作性能和力学性能较为理想的超高性能混凝土,其抗拉韧性达到最优。     

纤维对海砂超高性能混凝土性能的影响

采用未经淡化处理的海砂配制超高性能混凝土(UHPC)对于岛礁建筑具有重要意义。通过水泥胶砂的力学性能和流动度试验确定了海砂UHPC的基准配合比,研究了钢纤维和PVA纤维对海砂UHPC力学性能和流动度的影响。试验结果表明:随着钢纤维体积掺量的增加,海砂UHPC的抗压和抗折强度提高,综合考虑力学性能和经济性,钢纤维最优体积掺量为1.5%。当钢纤维体积掺量为1.0%时,PVA纤维等体积完全取代钢纤维对抗压强度影响不大,抗折强度降低22.5%;当钢纤维体积掺量为1.5%时,混杂体积掺量0.75%以内的PVA纤维对抗压和抗折强度的影响不大,但流动性明显降低。