大化水电站重力坝长龄期混凝土特性试验分析

对大化水电站大坝１２￣１５年龄期混凝土芯样抗压强度、劈拉强度、静压弹性模量、密度、抗渗性、抗剪断等物理力学性能进行了综合试验和Ｘ－射线衍射、扫描电镜微观分析，证明大坝混凝土长龄期强度保证率高，混凝土芯样各项指标均符合设计要求，采用粉煤灰和缓凝减水剂“双掺”在降低工程造价、减少水化热的前提下混凝土强度和水化产物正常稳定。     

钢纤维混凝土与老混凝土粘结抗冻劈拉性能研究

本文通过141个钢纤维混凝土与老混凝土粘结试件的劈拉试验,研究冻融循环对新老混凝土粘结面劈拉性能的影响,分析新老混凝土粘结面的冻融损伤破坏机理和钢纤维体积率、冻融循环次数、界面剂类型等对粘结面劈拉强度的影响。试件在-18℃~8℃温度范围内经受了0、15、202、5、35、40和45次冻融循环。研究表明:在冻融循环作用下,新老混凝土粘结劈拉强度随冻融循环次数的增加急剧下降;在一定范围内,随钢纤维体积率的增加,粘结面抗冻劈拉强度明显提高。最后,建议钢纤维混凝土与老混凝土粘结面抗冻劈拉强度的计算公式。     

混凝土冲击劈拉实验与细观离散元数值仿真

本文进行了混凝土霍普金森压杆冲击劈拉实验,实验结果反映了混凝土动态抗拉强度的应变率效应,实验观察到高应变率下混凝土的动态劈拉破坏模式。采用本文作者提出的基于背景网格的混凝土细观力学预处理方法,建立了混凝土颗粒离散元细观力学模型,对实验进行了细观数值仿真模拟;无论是在动强度提高规律还是动态破坏模式方面,细观数值仿真与实验结果均符合得较好,验证了该模型研究高应变率条件下混凝土材料动态力学性能的合理性与有效性;通过对不同应变率条件下数值仿真模型能量消耗的分析,说明在高应变率条件下,更加分散的裂纹形态与能量需求的增加是导致混凝土动强度提高的主要机理,加深了对混凝土材料动力特性的认识。     

堆石混凝土抗压强度影响因素细观分析

为了研究影响堆石混凝土强度的因素,本文建立了堆石混凝土的二维颗粒离散元模型,分析块石分布形态、自密实混凝土强度、以及块石和自密实混凝土的胶结强度等因素对堆石混凝土强度的影响。细观数值计算结果表明,块石的分布形态对堆石混凝土强度有重要影响,当块石在受力方向能够独立承受荷载作用时,堆石混凝土试件的抗压强度较高,反之,强度较低。胶结面强度对堆石混凝土的强度也有一定影响,随着胶结面强度的增加,其抗压强度有所增加。自密实混凝土强度显著影响堆石混凝土单轴抗压强度,自密实混凝土强度越高,堆石混凝土的强度越大,但当自密实混凝土强度增加一定值后,堆石混凝土抗压强度趋于定值,而主要由胶结面强度和块石分布形态确定。     

膨润土类型对塑性混凝土性能的影响

通过塑性混凝土抗压、劈拉、抗折、渗透、抗渗性和弹性模量试验,对比分析了钙基膨润土和钠基膨润土对塑性混凝土强度、渗透性、相对抗渗性和弹性模量的影响.结果表明,基于同一组配合比,在掺加一定量牯土的情况下,分别掺加等量的钙基膨润土和钠基膨润土,掺钠基膨润土的塑性混凝土的抗压强度、劈拉强度、抗折强度和弹性模量分别是掺钙基膨润土的塑性混凝土相应强度的两倍以上,渗透系数大和相对渗透系数也有较大提高.膨润土的粒度、胶质价、膨胀倍和吸蓝量等是影响塑性混凝土性能的主要因素.     

混凝土抗拉强度横劈试验法的拓展研究与应用北大核心CSCD

在已有成果的基础上研究分析了圆柱体横劈法测定混凝土抗拉强度的合理性和可靠性。模型分析表明,压刀圆心角在60°～135°范围内,圆柱体表面受到的荷载分布由近似线型向抛物线型过渡;圆心角越大,横劈面上应力分布越合理。试验研究显示,混凝土圆柱体高径比达到0．7可获得稳定可靠的横劈强度试验结果;压刀圆心角对横劈测强的敏感性影响较小,而压刀面宽度对横劈测强的敏感性影响大;5．90压具是横劈法测强的最优压具。经理论推导分析给出了横劈法测强的抗拉强度计算公式,为横劈法测定混凝土的抗拉强度奠定了基础。采用横劈法研究了实际工程中碳化混凝土、部分碳化区及未碳化混凝土强度的分布规律,显示了横劈法在混凝土抗拉强度测试方面的独特技术优势。     

混凝土抗拉强度横劈试验法的拓展研究与应用

在已有成果的基础上研究分析了圆柱体横劈法测定混凝土抗拉强度的合理性和可靠性。模型分析表明,压刀圆心角在60°~135°范围内,圆柱体表面受到的荷载分布由近似线型向抛物线型过渡;圆心角越大,横劈面上应力分布越合理。试验研究显示,混凝土圆柱体高径比达到0.7可获得稳定可靠的横劈强度试验结果;压刀圆心角对横劈测强的敏感性影响较小,而压刀面宽度对横劈测强的敏感性影响大;5-90压具是横劈法测强的最优压具。经理论推导分析给出了横劈法测强的抗拉强度计算公式,为横劈法测定混凝土的抗拉强度奠定了基础。采用横劈法研究了实际工程中碳化混凝土、部分碳化区及未碳化混凝土强度的分布规律,显示了横劈法在混凝土抗拉强度测试方面的独特技术优势。     

矿物掺合料和孔结构对混凝土抗渗性的影响

通过硬化水泥浆体孔结构、混凝土力学性能和氯离子渗透等性能的测试,研究了孔结构对不同强度等级混凝土抗渗性的影响.结果表明:直径小于20nm的孔与混凝土的强度及抗渗性均成正关联,为无害孔;直径大于20nm的孔与混凝土的强度及抗渗性均成负关联,为有害孔;硅灰和粉煤灰双掺及硅灰、粉煤灰和矿渣三掺对水泥浆体孔结构均产生不同程度的影响,可以减少有害孔,增加无害孔,同时还可以降低孔隙率,减小平均孔径及最可几孔径,增大孔表面积;在混凝土中掺入矿物掺合料进行孔结构的细化和优化是提高混凝土抗渗性的有效途径.     

矿物掺和料对自密实混凝土双K断裂参数的影响

自密实混凝土中由于较多地掺入了矿物掺和料,导致其开裂趋势增加。本文采用楔入劈拉法对15组自密实混凝土和1组普通混凝土试件进行断裂试验,以双K断裂参数评价自密实混凝土的断裂性能,研究单掺粉煤灰、粉煤灰与矿渣复掺、粉煤灰与硅灰复掺3个因素对自密实混凝土断裂性能的影响。结果表明,自密实混凝土的起裂韧度随着粉煤灰单掺掺量的增加而降低,而失稳韧度在粉煤灰掺量为30%时为最高,达1.5534 MPa·m~(1/2);粉煤灰与矿渣复掺情况下,总掺量为30%,复掺比例为3:7时断裂性能最佳,其失稳韧度达到1.7122 MPa·m~(1/2);硅灰的掺入可以改善自密实混凝土的断裂性能。     

白鹤滩大坝混凝土干燥养护强度与微观结构北大核心CSCD

白鹤滩大坝的建设使用了低热水泥混凝土,为了解它在干燥养护下的特性,本研究探讨了低热水泥混凝土干燥养护下的抗压强度与劈裂抗拉强度发展规律,并通过扫描电镜和压汞法分析微观形貌与孔结构。结果表明:相比标准养护,在干燥养护下低热水泥混凝土28 d抗压强度损失33.3%,劈裂抗拉强度损失31.6%,且水化产物较少、混凝土孔隙率和孔体积会明显增大、孔隙总面积减小,孔径分布以100~1000 nm的大孔为主。本研究表明干燥养护不利于低热水泥混凝土微观结构与强度发展,可为大坝混凝土的养护与强度提供依据。     

Mechanical Properties of Modified Concrete Based on Nano-Silicon Dioxide

Abstract

In order to solve the problem of insufficient durability and long-term performance of concrete, the compressive and splitting properties of nano-silicon dioxide modified concrete are analyzed in this study, which provides strong evidence for the synergistic interaction between nano-silicon dioxide modified concrete, fly ash and mineral powder and the improvement of durability. Firstly, ordinary concrete and high-performance concrete are modified and mixed. Then, they are separately mixed with nano-silicon dioxide. Nano-silicon dioxide is mixed with fly ash, and nano-silicon dioxide is mixed with mineral dust. Compressive strength and splitting tensile strength of modified concrete are tested and compared, and mechanical properties of modified concrete are analyzed. The results show that the synergistic effect of nano-silicon dioxide, fly ash and mineral powder on the strength of concrete is remarkable. The maximum increment of compressive strength of modified ordinary concrete is 10Mpa, and that of synergistic modified high-strength concrete is 20?MPa. In addition, a small amount of nano-silicon dioxide can improve the splitting tensile strength of ordinary concrete, but it has no obvious effect on the splitting tensile strength of high-strength concrete. Therefore, the problem of insufficient durability and long-term performance of concrete can be solved to some extent by adding nano-silicon dioxide in concrete according to reasonable proportion.     

大坝混凝土强度参数的统计分析

抗拉强度和抗压强度是常用的两种混凝土强度指标。抗拉强度可以采用轴向拉伸试验、弯曲试验和劈裂抗拉强度试验测定,抗压强度由立方体抗压强度试验测定。大坝混凝土的材料试验常采用全级配大试件和湿筛小试件两种形式。不同尺寸试件、不同类型试验的混凝土强度指标存在一定的统计关系。本文结合实际混凝土大坝工程,对全级配混凝土及湿筛混凝土的各种静、动强度试验结果进行总结,研究混凝土强度的率效应、尺寸效应,分析各强度指标之间的定量关系,并与国内、外规范及相关成果进行比较,为实际工程提供可参考的依据。     

内掺微生物水工混凝土的早期强度和微观特征

混凝土裂缝的微生物自修复是近年来国内外研究的热点之一.为研究内掺矿化微生物对水工混凝土早期抗压强度和微观孔隙特征的影响,以科氏芽孢杆菌为矿化微生物,乳酸钙为营养物质,进行不同内掺微生物浓度的水工混凝土抗压试验,分析内掺微生物浓度对水工混凝土抗压强度的影响规律,通过氮吸附和扫描电镜分析测试,从微观角度研究内掺微生物对水工...     

红黏土及水泥掺量对塑性混凝土性能影响研究

本文研究结合云南红土地区,采用3个系列15组配合比,通过进行塑性混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量及渗透系数试验,对比研究红黏土及水泥掺量对塑性混凝土性能的影响。3个系列对应的水泥掺量分别为120 kg/m3、150 kg/m3和180 kg/m3,每个系列下的5组红黏土掺量分别为0 kg/m3、50 kg/m3、100kg/m3、150 kg/m3和200 kg/m3。试验结果表明:当水泥掺量相同时,随着红黏土掺量从0 kg/m3增加至200 kg/m3,N1、N2、N3系列塑性混凝土弹性模量分别降低了45.3%、23.0%和14.6%,渗透系数分别降低了57.8%、56.6%和78.1%,均呈显著下降,28 d抗压强度、28 d劈裂抗拉强度和28 d抗折强度亦呈不同程度下降;当红黏土掺量相同时,随着水泥掺量从120 kg/m3增加至180 kg/m3,不同系列塑性混凝土弹性模量分别增加了107.6%、116.7%、149.2%、184.8%和224.5%,28 d抗压强度、28 d劈裂抗拉强度和28 d抗折强度强度增幅均超过30%,上升显著。其中,当水泥掺量超过150 kg/m3时,28 d抗压强度、28 d劈裂抗拉强度和28 d抗折强度增幅变大,弹性模量增幅明显变小,渗透系数降幅明显变大。研究发现,当水泥掺量在150~180 kg/m3,红黏土掺量在150~200 kg/m3范围内,塑性混凝土性能最优。研究成果对塑性混凝土在云南红土地区水利工程中应用,具有重要的理论意义和应用价值。     

硫酸盐干湿循环下纤维混凝土的耐久性及寿命

针对西部寒旱盐碱地区环境下的混凝土侵蚀破坏机理,设计制作了0、10％、20％、30％粉煤灰掺量的纤维混凝土试件(纤维掺量同为0.9％),进行两组硫酸盐干湿循环试验(组一:0粉煤灰掺量在2％、5％、10％硫酸钠溶液干湿循环;组二:0、10％、20％、30％粉煤灰掺量在5％硫酸钠溶液干湿循环).分析研究了试件的质量、抗压强...     

混凝土冲击破坏动力特性及能耗规律研究

为探究冲击速度和骨料率对混凝土动力特性及能量传递规律的影响,设计了骨料率为0、32%、37%和42%的混凝土试样,利用SHPB装置进行了速度为5、6和7 m/s的冲击压缩试验。系统分析了冲击速度和骨料率不同时混凝土动态变形、动强度增长及能量转化规律,并利用双因素方差分析法研究了冲击速度和骨料率对动强度的影响程度。结果表明：冲击压缩作用下,混凝土试样主要以拉伸劈裂破坏模式为主。混凝土动强度随骨料率和冲击速度的增大而增大,而且相较于骨料率,冲击速度对动强度的影响程度更大。冲击速度介于5 ~ 5.8 m/s时,DIF随骨料率的增加而增加;冲击速度介于5.8 ~ 7 m/s时,DIF随骨料率的增加而减小。混凝土试样透射能随冲击速度和骨料率的增大而增大,而反射能、吸收能和吸能占比均随冲击速度的增大而增大,随骨料率的增大而减小。     

浇筑层面对砂浆力学及渗透性能的影响

根据初终凝时间浇筑不同间隔时间的层面试件,分别采用劈裂抗拉强度、超声脉冲、直流电通量及压水渗透等试验研究浇筑层面的结合情况,并利用扫描电镜观测的层面微观结构特征,试验结果表明：随着层面间隔时间的延长,劈裂抗拉强度、超声首波波幅降低,初始电流、渗透系数增大;层面试件的渗流满足经典Darcy定律,而无层面的本体试件渗流存在启动压力梯度,服从非Darcy渗流规律;劈裂抗拉强度与超声首波波幅的相关系数达到0.98,可采用超声脉冲测试预测层面的黏结强度;层面结构在初凝前后呈现出较大的差别,水化产物结构与本体较为接近,而初凝后浇筑的层间附近会形成连通的多孔疏松区,形成薄弱带。