橡胶粉对C60 HPC高温后力学性能的影响

为研究橡胶粉对C60高性能混凝土高温后断裂性能的影响,对橡胶粉掺量为5％和8％的C60 HPC进行高温试验,测定不同高温后试件的抗压强度及劈裂抗拉强度,并基于双K断裂理论对试件进行三点弯曲断裂试验,计算断裂参数,绘制起裂韧度、失稳韧度随温度的变化曲线.结果表明,随着温度上升,C60 HPC抗压强度和劈裂抗拉强度呈下降趋...     

剑麻纤维对再生骨料混凝土断裂性能的影响

为改善再生骨料混凝土（RAC）的断裂性能,在RAC中掺入剑麻纤维,并基于三点弯曲梁试验,研究了再生粗骨料（RCA）和剑麻纤维对RAC断裂性能的影响.结果表明：与普通混凝土相比,100% RCA取代率且未掺剑麻纤维时,混凝土的起裂韧度、失稳韧度和断裂能分别降低20.36%、17.36%和20.66%;当剑麻纤维长度为10 mm、体积分数为0.2%时,其对RAC的起裂韧度改善效果最佳,且较未掺剑麻纤维RAC的起裂韧度提高37.81%;就失稳韧度和断裂能而言,剑麻纤维的最佳体积分数为0.3%;剑麻纤维的掺入可有效提升RAC的断裂性能.     

聚丙烯纤维对高温作用下C60HPC板热应变的影响

为了改善混凝土板在高温作用下热应变的变化程度,本文将聚丙烯纤维(简称PP)掺入到C60HPC小板中,研究其对混凝土热应变及温度传递的影响,试验设计了素混凝土、PP体积掺量分别为0.1%、0.2%、0.3%的4块C60HPC小板,模拟高温试验,测试混凝土小板不同深度处(距离小板受火底部25、50、75 mm)的温度及对应的热应变值,分析热应变值随时间和受火温度的变化规律,研究PP纤维对C60HPC小板热应变的影响。结果表明:不同PP纤维掺量的C60HPC小板在不同深度处的热应变值随着时间的变化基本呈直线上升的变化规律;掺PP纤维对高温作用下C60HPC小板的热应变有一定的抑制作用,最优PP纤维掺量为0.2%;在一定温度范围内,PP纤维掺量为0.2%的C60HPC小板热应变和温度基本呈二次函数关系,相关性较好。     

高温对C80HPC抗压强度及超声波速的影响

对C80HPC试件进行抗压强度试验与超声检测,分析聚丙烯纤维掺量对HPC高温前后混凝土爆裂现象、质量损失、抗压强度、声速变化的影响和不同超声测试距离对混凝土超声速率的影响。结果表明：掺加PP纤维可以明显抑制高温爆裂对C80HPC的影响;C80HPC试件的抗压强度随受火温度的升高而降低,当受火温度在200~300 ℃时,掺聚丙烯纤维的C80HPC试件抗压强度有所反弹;随着温度的升高,C80HPC试件超声声速下降,随着测距的增加,超声声速下降,下降幅度不大,可以通过超声声速探测混凝土内部损伤缺陷。建立了C80HPC抗压强度、受火温度和超声声速的关系。     

钢-PVA混杂纤维高强再生骨料混凝土断裂性能

为提高再生骨料混凝土的断裂性能,通过三点弯曲梁断裂试验,研究钢纤维、钢-PVA混杂纤维对高强再生骨料混凝土(RAC)断裂性能的影响。结果表明：未掺纤维的高强RAC脆性较大,断裂性能差,而钢纤维、钢-PVA混杂纤维对高强RAC的断裂破坏延缓作用明显;钢纤维与PVA纤维混杂后的高强RAC比单掺钢纤维时,其荷载-变形曲线更为饱满且下降段更为平缓;单掺钢纤维时高强RAC的失稳韧度及断裂能显著提升,但起裂韧度基本没有提高,而钢纤维与PVA纤维混杂后RAC各项断裂参数均有明显改善,对其起裂韧度的提升效果较好,在体积掺量为0.2%的PVA纤维与体积掺量为1.0%的钢纤维混杂时混杂效应较优,对高强RAC各项断裂性能的改善效果最为理想。     

PP纤维及冷却方式对C60 HPC 高温损伤红外热像的影响

对聚丙烯(PP)纤维体积掺量为0、0.2%、0.3%(编号为P0、P2、P3)的C60高性能混凝土(简称HPC)进行模拟火灾试验,采用自然冷却和喷水冷却方式分别将试件冷却至常温。利用红外热像仪检测HPC平均温升,测试HPC抗压强度,分析不同冷却方式及PP纤维掺量对经受不同受火温度后的C60 HPC红外温升和抗压强度的影响。结果表明:随受火温度的提高,HPC的红外热像平均温升均呈上升趋势,其中P3红外热像平均温升最大、P0最小,喷水冷却下试件的红外热像平均温升均大于自然冷却的红外热像平均温升;抗压强度总体呈下降趋势,但300℃后自然冷却下的抗压强度有反弹现象,喷水冷却下作用温度小于300℃的混凝土抗压强度下降幅度较小,其中两种冷却方式下,P3抗压强度始终最小,受火温度200、300℃时,P2抗压强度大于P0。作用温度高于300℃后,喷水冷却下试件的抗压强度均小于自然冷却的抗压强度。总体,PP纤维适宜掺量为0.2%,喷水冷却对混凝土火灾损伤趋于严重;300℃之前,PP纤维融化可降低混凝土内部蒸汽压,改善HPC的高温性能。     

高温后页岩轻骨料混凝土断裂特性

为研究页岩轻骨料混凝土Ⅰ型断裂性能随温度的变化规律,对页岩轻骨料混凝土试件进行100,200,300,400 ℃加热处理,自然冷却至常温。采用三点弯曲梁法对15个缝高比为0.4的轻骨料混凝土小梁进行断裂试验,依据荷载-跨中挠度曲线计算断裂能及断裂韧度。结果表明:起裂韧度与失稳韧度均随温度升高先上升后下降,起裂韧度的转折点在200 ℃左右,失稳韧度的转折点在300 ℃左右; 黏聚韧度呈现下降—上升—下降的趋势,其随温度变化规律与起裂韧度、失稳韧度存在较大的关联性,当温度为300 ℃时裂尖端的黏聚力阻止裂缝扩展的能力最为显著; 断裂能呈现出基本不变—增大—减小的3个变化阶段,当温度为200 ℃左右时断裂能达到最大值,断裂能随温度变化规律的拟合曲线上升段为二次抛物线,下降段为直线; 在所研究的温度范围内,页岩轻骨料混凝土的断裂性能受高温影响较为显著; 所得结论为高温状态下轻骨料混凝土结构裂缝扩展研究和结构设计提供了试验依据。     

冻融循环下玄武岩纤维增强复材混凝土的断裂损伤及软化本构关系

为探讨冻融循环下的玄武岩纤维增强混凝土(BFRC)断裂损伤和本构软化特性,以5种不同的玄武岩纤维体积百分比掺量(0%,0.1%、0.2%、0.3%和0.4%)设计5组试件,对BFRC试件进行不同次数(0,25,50,75,100,125次)的冻融循环试验,再对混凝土试件进行三点弯曲加载试验。试验结果表明:在0.3%体积掺量以内,玄武岩纤维掺量越高,BFRC的起裂韧度、失稳韧度和断裂能越高;纤维掺量超过0.3%后,BFRC起裂韧度增加不明显而失稳韧度和断裂能略有下降;混凝土冻融损伤降低了混凝土的断裂韧度和断裂能,但玄武岩纤维对混凝土的冻融损伤具有一定的抑制作用,纤维掺量越高,BFRC断裂韧度和断裂能的冻融损失越小。拟合试验数据得到了BFRC的冻融损伤计算模型,在Petersson混凝土双线性软化本构关系的基础上,进一步推导获得冻融循环下的BFRC双线性软化本构关系曲线。     

高温后高强混凝土断裂性能研究

高强混凝土(High-Strength Concrete,HSC)广泛应用于各类复杂建筑中,火灾后高强混凝土的断裂和力学性能具有很大研究价值。通过带有初始切口的三点弯曲梁试验,研究了C50、C70、C90三种强度等级混凝土在历经25℃～800℃高温后的断裂性能,对比了夹式引伸计与DIC两种方法测得的荷载-位移曲线,分析了高温后残余抗压、劈拉强度、起裂韧度、失稳韧度和断裂能随所历经最高温度的变化规律。结果表明:夹式引伸计与DIC两种方法得到的荷载-位移试验数据吻合良好,基本重叠。起裂韧度和失稳韧度均随温度升高而下降,混凝土强度等级为C50时,断裂能随温度发展呈现先升高后降低的规律,混凝土强度等级为C70、C90时,断裂能随温度发展呈现先快速下降后缓慢下降(200℃后)的规律。     

基于X-CT的C60高性能混凝土高温细观结构损伤研究

采用X射线计算机断层扫描(X-CT)技术,对20～600℃下C60高性能混凝土(HPC)和掺0.2%聚丙烯纤维C60高性能混凝土(PPHPC)的细观结构进行试验研究,旨在分析高温及聚丙烯纤维对高性能混凝土内部细观结构损伤及劣化衍化的影响,揭示高性能混凝土高温爆裂及聚丙烯纤维改善其高温性能的机理.结果表明:随着温度的升高,混凝土的孔隙率、平均孔径不断增加,裂缝长度、宽度、面积及周长均有所发展,内部细观结构不断劣化,抗压强度随之降低;400℃高温作用后,PPHPC内部孔隙数量较HPC有所增加;X-CT图像直观表明PPHPC劣化滞后于HPC,PPHPC孔隙增长率及抗压强度损失率均较HPC低;受火温度与缺陷率是影响混凝土强度的主要因素,掺聚丙烯纤维可以改善HPC的高温性能.     

PVA纤维和纳米SiO2对地聚合物砂浆断裂性能的影响

针对72个尺寸为100mm×100mm×400mm的预切口小梁试件进行三点弯曲断裂试验,以临界有效裂缝长度、起裂断裂韧度、失稳断裂韧度和断裂能等参数为评价指标,研究了纳米SiO_2质量分数或聚乙烯醇(PVA)纤维体积分数对地聚合物砂浆断裂性能的影响.结果表明:在一定掺量范围内,纳米SiO_2或PVA纤维的掺入可以提高地聚合物砂浆的断裂性能;PVA纤维或纳米SiO_2掺入地聚合物砂浆后,能较大幅度地提高小梁试件的峰值荷载、临界有效裂缝长度、起裂断裂韧度、失稳断裂韧度和断裂能,这些断裂参数在纳米SiO_2掺量或PVA纤维掺量逐渐增大时皆呈现先增大后减小的趋势,并且在PVA纤维体积分数为1.0%或纳米SiO_2质量分数为1.5%的条件下达到最大值,此时小梁试件的荷载-裂缝口张开位移曲线最饱满,与坐标轴之间的包络面积最大.     

橡胶混凝土断裂韧性试验研究

为研究橡胶混凝土断裂韧度,以C30混凝土为基准混凝土,将橡胶颗粒的粒径、掺量以及试件的缝高比作为变量,制备混凝土试件进行楔入劈拉试验研究。计算得到橡胶混凝土试件起裂韧度及失稳断裂韧度的变化规律。结果表明:掺入橡胶后,混凝土的起裂韧度有明显降低,橡胶掺量越高降幅越明显,橡胶掺量为5%~15%的混凝土失稳断裂韧度大于基准混凝土;20%橡胶掺量的混凝土失稳断裂韧度略小于基准混凝土;缝高比相同时,掺粒径为0.3mm橡胶颗粒的混凝土试件失稳断裂韧度高于粒径为0.6mm的橡胶混凝土,表现出更好的断裂韧性;与起裂韧度相比,失稳断裂韧度与橡胶含量的非线性特征更加明显。     

橡胶混凝土断裂韧性试验研究

为研究橡胶混凝土断裂韧度,以C30混凝土为基准混凝土,将橡胶颗粒的粒径、掺量以及试件的缝高比作为变量,制备混凝土试件进行楔入劈拉试验研究。计算得到橡胶混凝土试件起裂韧度及失稳断裂韧度的变化规律。结果表明:掺入橡胶后,混凝土的起裂韧度有明显降低,橡胶掺量越高降幅越明显,橡胶掺量为5%~15%的混凝土失稳断裂韧度大于基准混凝土;20%橡胶掺量的混凝土失稳断裂韧度略小于基准混凝土;缝高比相同时,掺粒径为0.3mm橡胶颗粒的混凝土试件失稳断裂韧度高于粒径为0.6mm的橡胶混凝土,表现出更好的断裂韧性;与起裂韧度相比,失稳断裂韧度与橡胶含量的非线性特征更加明显。     

混杂纤维对C60HPC高温后劈拉强度及超声声速的影响

为了改善高强高性能混凝土的脆性及高温性能,将钢纤维与聚丙烯纤维混杂掺入C60HPC,研究其对混凝土劈拉强度以及超声声速的影响。设计了素混凝土、混掺钢纤维(体积掺量1.0%)和聚丙烯纤维(体积掺量0、0.1%、0.2%)组合的4种C60HPC,制作标准立方体试件由行高温(20～700℃)试验,测试混凝土试件的劈拉强度及超声波速,分析其随受火温度的变化规律。结果表明:C60HPC试件的劈拉强度及超声声速均随受火温度的升高基本均呈线性降低趋势;相同受火温度作用后,掺钢纤维的HPC较素混凝土劈拉强度及超声波速均有明显提高,混掺钢纤维和聚丙烯纤维混凝土较素混凝土的劈拉强度及超声波速有进一步提高,混掺纤维有利于改善高强高性能混凝土的脆性及高温性能,最优混掺组合为1.0%钢纤维和0.2%聚丙烯纤维。     

不同养护温度下蒸养混凝土断裂性能研究

为了研究不同养护温度条件下蒸养混凝土断裂性能的变化规律,开展了养护温度为20、45、60、80、95℃的混凝土三点弯曲梁断裂试验.基于双K断裂理论,分析了不同养护温度下蒸养混凝土的断裂性能,探讨了高温养护条件下混凝土损伤因子与其断裂韧度损失率之间的关系.结果表明:45℃养护条件下与20℃养护条件下的混凝土力学性能和断裂性能基本相同;养护温度大于45℃后,随着养护温度升高,高温导致的热损伤效应增强,试件的起裂韧度、失稳断裂韧度、断裂能和特征长度均呈下降趋势;采用弹性模量或抗压强度定义的强度损伤因子与断裂韧度损失率具有较好的相关性.研究成果可为蒸养混凝土断裂参数研究提供依据.     

聚丙烯纤维对混凝土高温后性能的影响

为研究聚丙烯纤维对C80高性能混凝土（简称“HPC”）的高温后劈拉强度的影响,对素C80HPC及掺加0.1%和0.2%的C80HPC进行高温试验,观察记录混凝土的爆裂情况,并对试件进行劈拉强度试验,利用红外热像仪检测C80HPC试件断面的红外温升,分析HPC的劈拉强度、红外温升与受火温度的关系。结果表明,在C80HPC中掺入0.1%的聚丙烯纤维可以抑制爆裂的发生;HPC的劈拉强度均随受火温度的升高而不断下降,掺入聚丙烯纤维会降低HPC的劈拉强度;建立的受火温度与红外平均温升、劈拉强度的回归方程可用于火灾后HPC的火灾温度、剩余强度的鉴定及后期建筑恢复。     

高温后混凝土残余断裂韧度性能的确定

对高温后混凝土Ⅰ型断裂性能进行了试验研究。试件几何形式统一采用《水工混凝土断裂试验规程》推荐值,历经65、120、200、300、350、400、450、500和600℃高温。采用楔入劈拉法测得高温后试件荷载—裂缝张开口位移(P-CMOD)全曲线,并据此计算相应温度下混凝土试件的起裂韧度KIQC、失稳韧度KSIC,得到随着受火温度的上升,KIQC单调下降,而KISC变化趋势为"保持不变-上升-下降"。     

聚丙烯纤维对C80HPC高温后力学性能的影响

为了研究聚丙烯纤维对C80高强高性能混凝土高温爆裂及其力学性能的影响,对C80HPC和C80PPHPC进行高温后力学性能的研究,分析C80HPC和C80PPHPC的轴压强度、弹性模量、劈拉强度与不同受火温度之间的关系。试验结果表明：C80HPC和C80PPHPC的轴压强度、弹性模量和劈拉强度均随受火温度的升高而下降,C80PPHPC轴压强度、劈拉强度总体较C80HPC略高;200 ℃前C80PPHPC弹性模量值略大于C80HPC弹性模量值;经受300~600 ℃高温作用,C80HPC部分试件发生爆裂,而C80PPHPC均未爆裂,表明掺加聚丙烯纤维能够抑制爆裂和降低高温对高性能混凝土力学性能的损伤。     

超高性能水泥基复合材料三点弯曲梁断裂韧度的试验测定及影响规律

研究超高性能水泥基复合材料的双K断裂参数,针对水泥基纤维复合材料和水泥基体两种不同材料设计了不同强度等级、不同尺寸以及不同初始缝高比的14组试件,进行3点弯曲梁断裂试验,测定其起裂荷载,并以此计算得到了起裂韧度的控制值;通过测定最大荷载及对应的裂缝张开位移计算失稳断裂韧度。结果表明,两种材料试件的起裂韧度和失稳韧度都随试件抗压强度的增大而增大;随初始缝高比的减小,水泥基纤维复合材料试件的起裂韧度和失稳韧度都明显增大,而水泥基体试件的起裂(失稳)断裂韧度增大不明显;尺寸效应均比较明显,试件尺寸的增大,水泥基纤维复合材料的起裂断裂韧度和失稳断裂韧度增大较为明显,而水泥基体试件呈现一定的离散型。     

采用碳纳米管提高纤维砂浆的起裂断裂韧度

将0.1%(质量分数)碳纳米管掺加到微钢纤维-PVA纤维增强水泥砂浆中,以提高其起裂断裂韧度.结果显示:与空白试件相比,在28d龄期时,掺加0.1%碳纳米管的微钢纤维-PVA纤维增强水泥砂浆弹性模量和起裂断裂韧度分别提升了9.05%和21.44%;碳纳米管主要通过桥连作用、网格填充作用增强微钢纤维-PVA纤维增强水泥砂浆的起裂断裂韧度.