自密实混凝土力学性能研究

以CRTSⅢ型板式无砟轨道常用粉体-粘度改性剂复合型自密实混凝土为研究对象,系统研究了含气量、胶凝材料、养护温度等对自密实混凝土抗压强度、抗折强度和弹性模量的影响,比较了自密实混凝土与正常振捣混凝土力学性能指标,探讨了自密实混凝土抗折强度和弹性模量与抗压强度之间的关系.结果表明,自密实混凝土抗压强度随含气量的变化规律大致可分为三个区域,当含气量小于3.5％,抗压强度随含气量增加而降低;当含气量在3.5％ ～6.1％之间,抗压强度变化不大;当含气量大于6.1％时,抗压强度随含气量增加而显著降低;自密实混凝土抗折强度高于正常振捣混凝土,折压比约为0.14;等强度自密实混凝土弹性模量比正常振捣混凝土低,且随着抗压强度增加,两者之间的差距逐渐减小;在养护温度5～ 30℃范围内,自密实混凝土抗压强度、抗折强度和弹性模量均随养护温度的升高而增大.     

自密实自应力矩形钢管混凝土柱抗震性能试验研究

为研究不同长宽比对自密实自应力矩形钢管混凝土柱抗震性能的影响,本试验制作三根不同长宽比的试件,并分别从试件的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能及刚度退化来综合分析自密实自应力矩形钢管混凝土柱的抗震性能.研究结果表明:角部焊缝过早的撕裂是导致试件承载力急剧下降的根本原因,因此在今后工程应用中,应特别重视对角焊缝质量的保证;随着试件长宽比的增加,滞回曲线的饱满程度有所减小,说明试件长宽比越大,在试验过程中越容易受剪力或滑移的影响;随着试件长宽比的增加,最大水平承载力提高,其中试件ZJGC-2较ZJGC-1提高约7%,ZJGC-3较ZJGC-1提高了近17%,极限位移则有所减小,长宽比越大,对应试件的骨架曲线后期下降段越明显;随着试件长宽比的增加,对应的位移延性、耗能能力均有下降的趋势,刚度退化越来越明显.由试件破坏形态可以发现,长宽比大的试件首先出现角焊缝撕裂现象,进而使试件承载力和刚度急剧降低,因此为保障自密实自应力矩形钢管混凝土柱的位移延性及抗震性能,需对结构的长宽比做出明确的规定.     

聚丙烯纤维对自密实再生混凝土抗渗性能的影响

利用聚丙烯纤维、水泥、砂、石子、水及减水剂,在标准成型工艺及标准养护条件下制作自密实再生混凝土.通过抗渗标号法测试自密实再生混凝土的抗渗性能,利用正交设计方法,对自密实再生混凝土抗渗性能的影响因素进行了分析.结果表明:聚丙烯纤维的掺入可以提高自密实再生混凝土的抗渗性,且对抗渗性能的影响最大;水灰比对自密实再生混凝土的抗渗性较大,且随着水灰比的增大,抗渗性能减弱.     

充填层自密实混凝土力学性能

为掌握高速铁路CRTSIII型板式无砟轨道充填层自密实混凝土(SCC)持荷特性,通过系列试验,采用膨胀剂和粘度改性剂制备了适用于充填层的SCC,并对比分析了不同组成自密实混凝土、普通混凝土(NC)的单轴压缩应力-应变曲线和三点弯曲下的荷载-位移曲线等,探讨了膨胀剂、粘度改性剂对SCC力学特性的影响规律.结果表明:充填层自密实混凝土的破坏方式与同强度等级普通混凝土有较大不同,且其单轴压缩应力-应变曲线峰值应变明显较大,而峰后曲线下降较为迅速.硫铝酸盐类膨胀剂掺入,使得SCC的断裂韧性显著减小、脆性明显增大;与基准自密实混凝土、普通混凝土相比,双掺膨胀剂和粘度改性剂的充填层自密实混凝土的断裂性能仅稍许降低,其断裂能和延性指数降低率均不大于10％.     

自密实混凝土的力学性能试验

为进一步了解自密实混凝土的力学性能,进行了自密实混凝土立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、抗折强度和应力-应变全曲线等基本力学性能试验,并在试验基础上,分析了各强度指标之间的相互关系,建立了棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量以及抗折强度与立方体抗压强度之间的关系式．结果表明：试验方法对自密实混凝土的抗压强度有较大影响;自密实混凝土应力-应变全曲线的计算曲线与试验曲线吻合良好．     

自密实混凝土双轴试验研究与强度准则分析

为探究自密实混凝土双轴力学性能,考虑不同侧向应力影响,应用岩石真三轴仪对自密实混凝土开展双轴压-压和双轴拉-压试验研究,通过试验得到不同加载工况自密实混凝土破坏形态和应力-应变曲线,同时引用普通混凝土双轴受力试验数据对比分析,通过研究主要得到以下结论:自密实混凝土双轴受力破坏形态和破坏机理与普通混凝土相类似,主应力方向应力-应变曲线发展趋势与侧向应力没有关系;受侧向压应力影响,双轴压-压作用下,自密实混凝土主压应力从36.62 MPa提高至59.17 MPa,平均提高幅度为55.78％,双轴拉-压作用下,自密实混凝土主拉应力从2.45 MPa降低至0.91 MPa,最大降低幅度为62.79％,与普通混凝土双轴受力试验数据对比,自密实混凝土双轴加载主应力受侧向压应力影响更为明显.同时,基于主应力空间和八面体空间应力提出了自密实混凝土双轴受力强度准则方程,所提出的强度准则方程具有较好的适用性.     

橡胶颗粒对自密实混凝土性能的影响

研究了以橡胶颗粒等体积取代细骨料时,不同橡胶颗粒取代量对自密实混凝土的工作性、抗压强度、应力--应变曲线、抗冻性能、抗硫酸盐干湿循环性能以及电通量等性能的影响。结果表明:橡胶颗粒对新拌自密实混凝土工作性和硬化自密实混凝土性能均有较大影响;橡胶颗粒取代量在15%(体积分数,下同)以内时,橡胶颗粒的掺入可较好地改善新拌自密实混凝土工作性;橡胶颗粒可显著提高自密实混凝土的峰值应变以及抗离子渗透性能,橡胶颗粒取代量大于10%时,对自密实混凝土的强度、抗冻性能及抗硫酸盐干湿循环性能有明显不利影响。     

自密实机制砂混凝土耐久性试验研究

通过以机制砂和天然砂为细骨料来制备自密实混凝土,通过机制砂内石粉质量分数的不同及自密实混凝土水灰比的不同来进行试验研究,经过试验发现机制砂自密实混凝土的流动性比天然砂自密实混凝土流动性差,但是机制砂自密实混凝土的抗压强度高于天然砂自密实混凝土.石粉质量分数的多少会对自密实混凝土的耐久性能及力学性能产生影响,石粉质量分数...     

自密实混凝土配合比对其蒸养后强度的影响预测

为了研究配合比对自密实混凝土蒸养后强度的影响及对其进行精确地预测,论文设计了27组自密实混凝土配合比,通过试验的方法测得蒸养制度下的出窑强度和28 d龄期强度,分析了配合比中不同参数对其强度的影响;并利用人工神经网络,建立了自密实混凝土配合比-强度模型.研究结果表明:在一定程度下,提高水泥用量,自密实混凝土强度越大;提高水胶比和砂率,自密实混凝土强度略微降低.基于人工神经网络建立的预测模型,可以在一定范围内准确预测自密实混凝土强度,对自密实混凝土的实际应用与推广有着重要意义.     

含沥青路面再生骨料的自密实混凝土损伤本构关系

为了研究沥青路面再生骨料(RAP)掺量对RAP自密实混凝土(SCC)力学性能的影响,采用单轴压缩方法研究RAP掺量为0%、30%、60%、90%和100%(质量分数)的自密实混凝土的应力-应变关系和韧性指数。基于应变等价假说和统计损伤理论建立单轴压缩本构关系模型,探讨了RAP掺量与损伤变量和损伤速率之间的关系。结果表明,随着RAP掺量的增加,试件峰值应力和弹性模量下降,峰值应变和韧性指数增加,所建立的损伤本构关系可以较好地描述不同RAP掺量下自密实混凝土的应力-应变关系。在应变小于0.002时,掺入RAP的自密实混凝土损伤变量值大于基准自密实混凝土,且随着RAP掺量的增大其损伤值越大;当应变大于0.002时,掺入RAP自密实混凝土的损伤变量值低于基准自密实混凝土,且随RAP掺量增大不断减小。随着RAP掺量增大,RAP自密实混凝土损伤速率不断下降,且损伤速率呈先增大后减小的趋势。     

大断面钢壳自密实混凝土管节浮态浇筑模型试验研究

深中通道沉管隧道具有超大跨度、超宽、大回淤等特点,其采用钢壳包裹素混凝土的结构使钢壳制作与混凝土浇筑实现了场地分离,为验证深中通道钢壳自密实混凝土管节施工工艺可行性,进行了大断面模型试验,对自密实混凝土性能、钢壳浮态预制浇筑工艺和模型结构质量进行研究,确保管节在施工过程的可靠性。通过对自密实混凝土的制备,混凝土拌合物性能满足流动性、填充性和抗离析性能等基本性能要求。结果表明,通过对大断面模型浮态浇筑试验中模型混凝土温度和应变监测、抗压强度测试,钢壳自密实混凝土的温度得到了较好控制,所配制的自密实混凝土具有较好的体积稳定性。混凝土28 d抗压强度均在50 MPa以上,其密实性和匀质性较好,满足配制指标要求,钢壳沉管自密实混凝土浮态浇筑施工工艺可行。     

自密实再生混凝土工作及力学性能研究进展

自密实混凝土具有高流动性、抗离析性及较好的自密实性等特点,有利于提升工程质量及降低工程成本。将再生骨料应用于自密实混凝土中,可实现建筑废弃物的循环利用。为了确保自密实再生混凝土在工程应用过程中的可行性与安全性,还需在其工作性与力学性能等方面进行大量改性研究。基于自密实混凝土的流变密实机理,归纳总结了自密实混凝土的配合比设计原理,总结并评述了自密实再生混凝土的工作性能、力学性能的研究进展。最后,分析了自密实再生混凝土工作及力学性能研究所存在的问题,并对其前景进行展望,有助于推动自密实再生混凝土大规模地应用于实际工程中。     

钢壳沉管自密实混凝土工作性能评价方法的对比试验研究

自密实混凝土目前尚无统一的工作性能评价方法。通过在室内开展500~850 mm扩展度范围的自密实混凝土工作性能指标的对比试验,从填充性、间隙通过性和抗离析性能三个方面对自密实混凝土的性能评价方法进行了讨论。结果表明:采用坍落扩展度U_SF、扩展时间T₅₀₀、L型仪测试通过率H₂/H₁和视觉稳定性指数A_VSI的综合评价指标可对自密实混凝土的工作性能进行较好的表征;U_SF和T₅₀₀对自密实混凝土的填充性可以进行比较好的评价;L型仪或J环试验对自密实混凝土的间隙通过性可以进行较好的评价;对现场混凝土的稳定性可先采用视觉稳定性试验(VSI)初步评价,需要定量评价时,可采用离析率筛析试验(GTM筛析法);对侧墙等竖向构件混凝土的抗离析性评价,除了采用GTM筛析法之外,必要时还需增加压力泌水试验。     

自密实混凝土工作性测试方法

为了推动自密实混凝土的工程应用,发展自密实混凝土工作性的标准化测试方法非常必要.开发了一种自密实混凝土工作性的测试仪,并由此发展了相应的测试方法,该测试方法通过测试混凝土的流出时间、动态扩展度以及动态离析率3个参数来反映自密实混凝土的工作性.试验结果验证了这种新的方法能够有效地评价和反映自密实混凝土的工作性.与已有的方法相比,该新方法具有简单易操作的特点,而且能够反映混凝土拌合物动态情况下的工作性.     

高掺量聚丙烯纤维自密实混凝土制备及其性能研究

为了有效提高高掺量聚丙烯纤维自密实混凝土的工作性能,将调整水胶比和砂率进行配制聚丙烯纤维体积掺量为0.5％的自密实混凝土并对其材料性能进行试验研究.研究表明:高掺量聚丙烯纤维的掺入对自密实混凝土的流动性有较大影响,适当调整水胶比和砂率可配制满足工作性能要求的高掺量聚丙烯纤维自密实混凝土;水胶比的增大提高了高掺量聚丙烯纤维自密实混凝土的扩展度,同时也提高了其离析的风险,降低了其抗压强度;砂率的增大对高掺量聚丙烯纤维自密实混凝土的抗压强度基本没有影响,但可提高其拌合物的粘聚性.     

粉煤灰掺量对高性能自密实混凝土抗压强度发展影响分析

粉煤灰对自密实混凝土的工作性能、抗压强度和耐久性能等有着显著的影响。为了探究粉煤灰掺量对自密实混凝土抗压强度发展规律的影响,配制了粉煤灰掺量为30%、45%、60%(体积分数),水灰比为1.05、1.15、1.25(体积比)的自密实混凝土并进行立方体抗压强度试验,对其3 d、7 d、28 d、90 d抗压强度的变化规律进行了分析。结果表明,随着粉煤灰掺量的增加,混凝土抗压强度逐渐减小。然后对3 d/28 d、7 d/28 d、90 d/28 d的强度比值进行分析,结果表明,粉煤灰对混凝土早期强度影响较小,对后期影响较大。最后借鉴欧洲规范CEB-FIP探究了粉煤灰与水泥混合下的复合粉体对自密实混凝土抗压强度影响系数,为相关工程应用提供理论依据。     

自密实橡胶混凝土性能研究综述

自密实橡胶混凝土是将废弃轮胎加工成橡胶颗粒并掺加到自密实混凝土中制成的新型建筑材料,相比于常规混凝土,其在硬化后具有脆性低、变形能力强、节能环保的显著优点.为了全面了解自密实橡胶混凝土的最新研究现状,从自密实性能(流动性、粘聚性、间隙通过性、抗离析性)、力学性能(抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、抗折强度、抗冲击性能、...     

养护方式对气凝胶砂浆复合自密实混凝土隧道火灾抗力的影响

为了更好地提升气凝胶砂浆(Aerogel Cement Paste,ACP)在模拟隧道火灾(1 100 ℃,2.5 h)中对自密实混凝土(Self-Compacting Concrete,SCC)的保护作用,以现场施工养护方法为基准,研究了湿养时间(7 d至28 d)对ACP复合SCC隧道火灾抗力的影响。结果表明:非复合C40 SCC在隧道火灾试验中发生爆裂,爆裂次数为116次,残余抗压强度为0 MPa,而不同养护方式的ACP复合SCC均未发生爆裂;ACP微观结构越疏松,在高温下产生的微裂纹就越多,这会加速水泥浆体的损伤,降低ACP耐火性能;14 d湿养的ACP的导热系数最低,为0.179 W/(m·K),该养护方式下的ACP复合SCC的残余抗压强度最高,为13.5 MPa,14 d湿养为最优养护方式。     

结构加固用干混自密实混凝土的制备与强度试验

本文选取不同的水料比和粗骨料含量,制定了8种制备干混自密实混凝土的配比方案。根据不同方案制备的干混自密实混凝土拌合物的坍落扩展度、T500扩展时间,选取满足自密实混凝土工作性能的配比进行抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和钢筋握裹强度试验。试验结果表明,当水料比取1.3,粗骨料含量取30%和35%时,制备的干混自密实混凝土同时具备良好的工作性能和力学性能,可应用于结构加固。