高强钢纤维混凝土收缩性能研究

研究通过试验探讨了钢纤维掺量、配筋率、约束筋表面形式、约束筋材料等因素对高强钢纤维混凝土收缩性能的影响.研究结果表明,提高混凝土中钢纤维的掺量能够降低高强钢纤维混凝土的自由收缩量.当约束筋材料相同时,高强钢纤维混凝土的收缩随着配筋率的提高而降低.钢筋的表面形式对高强钢纤维混凝土的收缩没有显著影响.在相同配筋率下,约束筋材料的弹性模量越低,对高强钢纤维混凝土收缩的抑制作用越弱.     

矿物掺合料和聚丙烯纤维对混凝土塑性收缩开裂的影响

在聚羧酸减水剂控制新拌混凝土坍落度条件下研究了添加矿物掺合料和聚丙烯纤维对混凝土开裂性的影响.结果表明:在20％ ～ 40％掺量范围,粉煤灰或矿渣粉均能明显提高混凝土抗裂性能;粉煤灰提高混凝土抗裂性能的效果优于矿渣粉,二者复掺能显著提高混凝土的抗裂性能.聚丙烯纤维的长度对混凝土总开裂面积影响相对较小,但对裂缝宽度影响较大,纤维长度为粗集料最大粒径的3/5时,混凝土抗裂性能最佳.根据本实验结果,聚丙烯纤维的掺量宜选择在0.9～1.2 kg/m3.     

膨胀剂对超高性能混凝土收缩性能的影响

超高性能混凝土(UHPC)已成为建设超高层建筑、海洋工程及重大国防工程等重要土木工程材料.高胶凝材料用量及低水灰比使得超高性能混凝土的收缩增加.本文探索了多种常用市售膨胀剂对工程用UHPC的各项性能的影响规律.结果 表明:几种膨胀剂均降低了水泥净浆流动度和混凝土坍落度,略微降低了UHPC的抗压强度,有效降低了UHPC的...     

桥梁铺装纤维高强混凝土的力学及收缩性能试验研究

为研究不同纤维对桥面铺装高强混凝土力学性能及收缩性能的影响规律,通过室内试验分别设计了不同玄武岩纤维和聚乙烯醇纤维掺量的高强混凝土试件,并针对不同龄期试件的抗压、抗折、抗拉强度以及干缩应变值进行对比分析。结果表明：玄武岩纤维和聚乙烯醇纤维的掺入均可有效提升高强混凝土的力学性能,且对于混凝土的收缩变形均具有明显抑制效果,玄武岩纤维对于混凝土的抗压强度、抗折强度及干缩性能改善效果更好,而聚乙烯醇纤维则对混凝土的抗拉强度改善效果更为显著,其中玄武岩纤维的最佳掺量为0.15%,聚乙烯醇纤维的最佳掺量为0.1%。     

膨胀剂对补偿收缩混凝土性能影响的研究进展

通过掺加膨胀剂来补偿收缩变形是解决混凝土收缩开裂的重要途径之一.膨胀剂的掺加往往对补偿收缩混凝土工作性有不利影响,且随掺量增加,不利程度增加.一定掺量范围内,膨胀剂的掺加对补偿收缩混凝土力学性能影响不大,但能改善混凝土耐久性;掺量继续增加则会破坏混凝土微观结构,导致力学性能和耐久性大幅下降.同等掺量下,施加一定外部约束对补偿收缩混凝土密实度和力学性能有改善作用.目前针对低水胶比条件下,膨胀剂对高强高性能混凝土性能的影响研究则相对较少.     

膨胀剂在抵抗再生混凝土干燥收缩性能中的应用

因再生粗骨料表面附着砂浆的吸水率较大,再生骨料混凝土在干燥收缩性能方面与普通混凝土相比差距较大,也制约再生骨料混凝土在混凝土结构中的实际应用.利用复合膨胀剂来提高再生骨料混凝土的抗干缩性能.本研究测量量骨料置换率为50％和100％的再生骨料混凝土抗压强度和收缩曲线.结果表明,掺8％～15％膨胀剂的再生骨料混凝土(50％置换率)与普通混凝土有相近的干缩曲线;但当骨料置换率增加到100％,膨胀剂对降低再生骨料混凝土的收缩没有明显作用.     

轻质高强陶粒混凝土的性能研究

基于轻质陶粒与普通混凝土材料的差别,采用体积法设计配合比,以黏土陶粒、页岩陶粒作为粗集料,普通砂作为细集料,配制轻质高强混凝土。利用水灰比、陶粒等变量不断优化原材料配合比,调控混凝土坍落度、表观密度与强度,通过对比试验,得到轻质高强混凝土。结果表明:表观密度为1 913 kg/m3的页岩陶粒混凝土28 d强度可达到66.7 MPa;表观密度为1 951 kg/m3的黏土陶粒混凝土28 d强度可达到50.9 MPa。标准养护后的强度要高于自然养护后的强度。     

膨胀剂对大体积混凝土性能的影响研究

研究膨胀剂对大体积混凝土性能的影响。利用水泥、粉煤灰、不同类别的膨胀剂等材料，依照设定的配比要求制备大体积混凝土试件。在工程温度与标准温度2种氧化条件下，依照相应的方法进行长度变形、收缩应变、抗压强度等检测。结果显示：不同种类膨胀剂造成混凝土试件产生倒缩现象的时间具有显著差异，氧化钙类膨胀剂的时间更短；膨胀剂在不同水泥中产生的变形程度具有一定差异性；钙类膨胀剂能够有效抑制混凝土试件的收缩开裂问题，且添加量越高，开裂问题控制得越好；添加膨胀剂的混凝土试件抗压强度呈现不同程度的下降趋势；混凝土的收缩应变与膨胀剂和氧化时间均具有一定相关性。     

混杂纤维增强高强混凝土性能研究

为研究钢纤维、聚乙烯醇纤维混杂比例对高强混凝土性能的影响,通过合理设计坍落度试验、力学强度试验、收缩试验、抗裂试验、抗氯离子侵蚀试验,对比评价了纤维混杂比例对高强混凝土工作性、抗折强度、收缩性、抗裂性能以及氯离子渗透系数的影响。结果表明,钢纤维和聚乙烯醇纤维降低了新拌混合物的工作性。与单掺纤维相比,混杂纤维对高强混凝土力学性能改善效果不明显,但可明显改善混凝土抗裂性能,开裂面积抑制率最大为95.8%,同时能使高强混凝土收缩率和氯离子分别降低27.7%和66.5%,明显提高高强混凝土的耐久性能。通过扫描电镜试验分析探讨了纤维增强混凝土的作用机理,结果表明混杂纤维对基体内部结构的改善实现了对混凝土宏观性能的提升,最终推荐采用0.75%(体积分数)钢纤维和0.25%(体积分数)聚乙烯醇纤维。     

MgO膨胀剂对超高性能混凝土收缩性能的影响

为明确MgO膨胀剂(MEA)对超高性能混凝土(UHPC)收缩性能及抗压强度的影响,本文通过抗压强度和自收缩试验来评估不同活性、不同掺量MEA对UHPC的作用效果,并对其作用机理进行分析。结果表明,不同活性的MEA均能有效抑制UHPC的收缩,其中高活性的MEA水化速率相对较大,对UHPC早期的自收缩抑制效果明显。然而,MEA与水泥之间“争水效应”的存在,使得掺加高活性MEA的UHPC的抗压强度较同龄期掺加低活性MEA的UHPC的抗压强度低6%左右。MEA的掺量是影响其减缩效果的重要因素,当MEA掺量超过6%(质量分数)时,受UHPC基体自由水含量的限制导致其膨胀性能不能充分激发,难以进一步提升MEA的膨胀性能。综合考虑MEA对UHPC的收缩性能与力学性能的影响,本文建议选用活性值为220 s、掺量为6%的低活性MEA。     

粉煤灰高强轻骨料混凝土早期自收缩及抗裂性试验研究

掺入不同细度的粉煤灰等量取代水泥10％～30％,制备了粉煤灰高强轻骨料混凝土,采用自行设计试验和椭圆环法试验分别研究了早期自收缩变形和抗裂性能,并与基准样进行了对比分析.结果表明:随粉煤灰的掺入,混凝土早期自收缩得到抑制,且随粉煤灰掺量的增加,自收缩随之减小,粉煤灰细度越高,减缩效果越明显;而在低水胶比条件下,水胶比越低,自收缩增大越显著;另外,骨料的预湿状态对自收缩影响较大,未预湿轻骨料显著增加了早期自收缩变形.椭圆环抗裂性试验表明,粉煤灰的掺入显著改善了轻骨料混凝土抗裂性能,且粉煤灰细度越高,早期抗裂性能增强越显著.因此,在实际工程中,粉煤灰的掺入可作为减小高强轻骨料混凝土早期自收缩和提高抗裂性能的技术手段.     

抗裂防水剂对硅酸盐水泥的收缩变形及水化特征影响的研究

研究了掺入抗裂防水剂的硅酸盐水泥砂浆早期变形性能以及水化温升特征.试验选择用水灰比为0.35、0.40、0.45,抗裂防水剂掺量为6％、10％、14％.用膨胀收缩仪,测试在不同的养护条件下试件收缩变形;利用智能多点测温仪,测试硅酸盐水泥砂浆的水化升温特征.结果表明:除0.35水灰比,抗裂防水剂为14％的硅酸盐水泥砂浆以外,其余组硅酸盐水泥砂浆,14 d的膨胀值均达到最大值,14 d以后均产生收缩.0.4水灰比的胶砂,经过60℃、70℃、80℃等成熟度养护再转常温养护后,表现为先膨胀后收缩,且膨胀值随抗裂防水剂掺量的增加而增大.当抗裂防水剂掺量为6％时,硅酸盐水泥砂浆的早期水化温升变化相差不大,抗裂防水剂掺量为10％、14％时,硅酸盐水泥砂浆的早期水化温升差别较大.     

纤维自密实混凝土早期收缩及阻裂特性研究

采用非接触收缩变形试验、平板抗裂试验以及三点弯曲梁声发射检测,研究了掺PVA纤维、钢纤维以及两者混杂自密实混凝土(SCC)的早期塑性收缩、约束收缩以及荷载作用下的阻裂特性.结果表明,所掺的PVA纤维对改善SCC早期自由收缩作用有限,但能够抑制约束条件下基体的开裂;体积掺量分别为0.07％和1.0％的PVA纤维与钢纤维混杂后,对降低SCC早期收缩开裂效果显著,所配制的SCC抗裂性达到Ⅰ级标准;PVA纤维可闭合加载初期SCC基体中的微裂缝,钢纤维则能有效阻止加载中期裂缝的衍生和扩展,由于两种纤维的协同阻裂作用,能够有效改善SCC的断裂韧性.     

基于平板法纤维混凝土早期抗裂性能试验研究

通过平板约束试验研究整体式聚丙烯纤维混凝土、整体式钢纤维混凝土、层布式混杂纤维混凝土、整体式混杂纤维混凝土的早期抗裂性能,并与基准混凝土进行对比研究.结果表明:掺加纤维的混凝土,其早期开裂时间延迟,裂缝条数、最大裂缝宽度、裂缝总长度、单位面积裂缝的数量、总裂缝面积均有不同程度的减小,纤维掺入混凝土中能显著改善混凝土的早期抗裂性能;在纤维掺人的混凝土中,纤维掺入方式不同,混凝土抗裂效果也不同.经对比分析,混杂纤维混凝土的抗裂性能要优于单掺纤维混凝土;层布式混杂纤维混凝土的抗裂效果要好于整体式混杂纤维混凝土.     

预湿方式对HPP纤维轻骨料混凝土抗冻性能的影响

为了缩短工程常规1 h常压预湿时间,采用1.5 MPa加压预湿0.5 h的方式,并与常压预湿相比.研究在常压和加压预湿前提下,页岩和粉煤灰两种陶粒吸水率、孔隙结构的差异,以及两种轻骨料在不同吸水率时HPP纤维轻骨料混凝土的抗冻融性能.研究结果表明:页岩陶粒常压预湿和加压预湿吸水率差别较大,粉煤灰陶粒常压预湿和加压预湿吸水率差异较小;页岩内部孔径较小且多呈封闭性以及总孔隙率大,粉煤灰陶粒内部孔隙与外部连通性能较好;页岩轻骨料混凝土抗冻性能优于粉煤灰轻骨料混凝土;常压预湿HPP纤维轻骨料凝土抗冻性能优异, 1.5 MPa加压预湿轻骨料混凝土的抗冻融次数最少能达到225次以上.     

高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能有限元分析

高强轻骨料混凝土具有强度高、质量轻、耐久性好等特点,已得到广泛应用.基于8根高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能试验,建立了ABAQUS有限元模型,对比分析了构件受剪承载力.同时,模拟了不同剪跨比和跨高比条件下的16组构件的受剪性能,定量分析了剪跨比和跨高比对构件受剪性能的影响.研究表明:有限元软件ABAQUS能准确的对高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能进行模拟.通过试验及模拟结果对比,得出剪跨比对深受弯构件极限承载力影响较大,随着剪跨比减小,构件承载力显著增大;跨高比对极限承载力影响较小,对开裂荷载有一定的影响.     

碳化作用下轻骨料混凝土干缩变形及影响规律

采用碳化试验和干燥收缩试验相结合,研究了轻骨料混凝土在碳化作用下的干缩变形发展规律及其影响因素。结果表明,加速碳化作用下,轻骨料混凝土的干缩变形显著增长,而随着矿物掺合料的掺入,干缩率得到一定程度的抑制,其中掺超细粉煤灰轻骨料混凝土碳化干缩率最小;骨料预湿完全条件下轻骨料混凝土水胶比越大,碳化干缩变形越大;轻骨料混凝土在高浓度CO2加速碳化作用下干缩变形显著高于自然碳化混凝土;而在相对湿度50%条件下碳化时,其干缩率要大于其它湿度条件下的试样;另外,轻骨料预湿后混凝土碳化干缩率要低于未预湿轻骨料混凝土。因此,在实际工程中,选择合适的矿物掺合料、水胶比、养护条件以及骨料的预湿工艺对轻骨料混凝土的减缩防裂具有较好的效果。     

聚丙烯纤维对轻骨料混凝土力学性能的影响

采用天然浮石作为粗骨料,同时掺入聚丙烯纤维及聚丙烯纤维和钢纤维混合配制混凝土,对纤维轻骨料混凝土的表观密度、抗压强度、弹性模量、抗折强度以及弯曲韧性进行研究,试验结果表明,掺入聚丙烯纤维,抗压强度有所下降,但不增加轻骨料混凝土的表观密度;聚丙烯纤维和钢纤维混掺可以在不增加表观密度,保证强度的基础上,有效地改善轻骨料混凝土的韧性.     

塑钢纤维轻骨料混凝土氯离子渗透性试验研究

采用快速氯离子迁移系数法(RCM)对塑钢纤维轻骨料混凝土氯离子渗透性进行研究,主要考察了塑钢纤维掺量、陶粒类型和陶粒预湿时间三个影响因素对氯离子掺透性的影响.研究结果表明,塑钢纤维轻骨料混凝土氯离子扩散系数随纤维掺量的增大而减小,且掺量为9 kg/m3时,氯离子扩散系数值最小;相较于粉煤灰陶粒,页岩陶粒制备的塑钢纤维轻骨料混凝土氯离子扩散系数更低;陶粒预湿时间对塑钢纤维轻骨料混凝土的氯离子扩散系数影响不大,但未掺纤维的轻骨料混凝土氯离子扩散系数随陶粒预湿时间的增加而增大.