高强轻质混凝土力学特性试验研究

随着轻质混凝土在工程中需求的不断增大,钢纤维成为提高其力学性能的重要途径。针对钢纤维对轻质混凝土抗压强度及抗折强度的影响,对高强轻质混凝土力学特性分别进行了抗压强度试验及抗折强度试验研究。结果表明,向混凝土材料中添加钢纤维,可明显提高轻质混凝土材料的抗压强度及抗折性能。     

橡胶混凝土的基本力学特性的试验研究

用3种粒径(16目、20目、40目),4种掺量(50 L/m3、75 L/m3、100 L/m3、125 L/m3)的橡胶粉设计了12种配合比的橡胶混凝土,开展了橡胶混凝土(rubber powder concrete,RPC)的准静态力学试验,描述橡胶混凝土的受力破坏形态,研究橡胶粉的粒径、掺量对橡胶混凝土抗压强度、抗折强度及折压比的影响情况,确定橡胶粉的最佳粒径及掺量范围.试验结果表明:与普通混凝土相比,橡胶混凝土的破坏表现为延性破坏;随着橡胶粉掺量的增加,橡胶混凝土的7d、28 d抗压强度和抗折强度逐渐降低;掺40目橡胶混凝土的7d、28 d折压比总体优于基准混凝土,掺16目橡胶混凝土的7d、28 d折压比先减小后增大,掺20目橡胶混凝土的7d、28 d折压比的变化趋势差别较大;掺20、40目橡胶混凝土的韧性要好于掺16目橡胶混凝土;从折压比和韧性的评价指标来看,制备橡胶混凝土时,最佳粒径为40目,掺量应大于100 L/m3.     

水环境下混凝土动态抗压特性试验研究

为了了解混凝土在水环境下的力学性能,采用φ300 mm×600 mm的圆柱体试件,在10 MN大型多功能液压伺服静动力三轴仪上进行不同应变速率(10-5/s、10-3/s、10-2/s)下的饱和混凝土单轴压缩试验和循环孔隙水压预处理后的混凝土常三轴压缩试验,对比分析不同加载方式对混凝土基本力学参数与损伤破坏特性的影响,并基于水环境下的作用机理对试验现象作出解释,研究表明:相对于饱和单轴加载,常三轴作用下的混凝土峰值应力更高,峰值应变更大;围压作用下,随着孔隙水循环次数的增加,混凝土的峰值应力增大,循环孔隙水压作用对混凝土的率敏感性具有促进作用;不同加载方式的损伤组合图中,单轴作用下,混凝土损伤路径最短,损伤变量的增加速度最快;常三轴作用下,不同循环孔隙水压作用下混凝土的损伤路径由于应变速率的提高发生了变化.     

受冻融混凝土动态抗压特性试验研究

通过对受冻融混凝土试件进行单轴动态抗压试验,分析了冻融次数(0、25、50和75次)及应变速率(10-5 s-1、10-4 s-1和10-3 s-1)对混凝土抗压强度、峰值应变和应力-应变曲线的影响.结果表明:不同应变速率下受冻融混凝土的破坏特点有所差异,随着应变率的提高,试件断面更加平整,有较多粗骨料发生破坏;相同冻融次数下,随着应变率的增大,抗压强度明显增加,而峰值应变减小,应力-应变全曲线的峰值点呈前移和上升的趋势,曲线上升段斜率逐渐增大且长度也随之增大,下降段越为陡峭,表现明显的脆性特点;相同应变率下,随着冻融次数的增加,抗压强度均有所降低,而峰值应变逐渐增大,应力-应变全曲线的峰值点表现为明显下降和后移的趋势,其曲线下包面积减小,吸收能量的能力变差;通过对试验结果分析,建立了考虑应变率影响的受冻混凝土受压应力-应变曲线方程.     

废轮胎橡胶粉对再生混凝土力学特性的试验研究

再生混凝土被视为节约材料的一种重要举措,同时,废轮胎橡胶粉的适量掺入可以优化混凝土的性能。为使两种废弃材料合理利用,本文以废轮胎橡胶粉和废弃混凝土加工生成的再生骨料为研究对象,研究了外掺废轮胎橡胶粉对再生混凝土力学特性的影响。通过对再生混凝土基准组的试验研究,得到了再生混凝土前28 d的强度发育规律,结合此规律并在其他学者研究的基础上拟合出再生混凝土早期抗压强度数学模型;同时,对再生混凝土外掺不同粒径(20目、60目、80目、100目、120目)和不同掺量(3%、6%、9%)的橡胶粉,并研究除灾此情况下橡胶粉对不同龄期再生混凝土的抗压强度的影响。试验结果表明:掺入橡胶粉会降低再生混凝土的抗压强度;当掺入粒径为20目,掺量为3%的橡胶粉时,再生混凝土抗压强度最好。     

碳纤维对自密实高强混凝土力学特性和微观特征的影响研究

纤维自密实混凝土能显著提高材料的抗拉、抗弯和抗裂等性能,但纤维种类及掺量对材料性能的影响规律和增强机理研究尚不成熟.本文研究了不同配比下碳纤维对自密实混凝土的填充性能、力学性能和微观结构的影响.结果表明:(1)忽略微弱纤维含量(0.5％)的影响,随着碳纤维含量从0.5％增加到2％,碳纤维自密实混凝土的坍落度和流动性有所...     

碳纤维导电混凝土特性研究进展

概述了导电混凝土的由来、分类;描述了导电混凝土的导电机理;从多个角度探讨了碳纤维导电混凝土的特性,包括:拌合物工作性、导电特性、力学特性、电热效应、压敏性、温敏性、耐久性和微观特性,其中详细讨论了导电特性的影响因素,并利用微观结构特征印证了导电特性和力学特性;最后,探讨了碳纤维导电混凝土无法广泛应用的原因,并给出了几种促进措施.     

废旧轮胎橡胶粉对再生混凝土力学特性的试验研究

再生混凝土被视为节约材料的一种重要举措,同时,废旧轮胎橡胶粉的适量掺入可以优化混凝土的性能.为使两种废弃材料合理利用,本文以废旧轮胎橡胶粉和废弃混凝土加工生成的再生骨料为研究对象,研究了外掺废旧轮胎橡胶粉对再生混凝土力学特性的影响.通过对再生混凝土基准组的试验研究,得到了再生混凝土前28 d的强度发育规律,结合此规律并在其他学者研究的基础上拟合出再生混凝土早期抗压强度数学模型;同时,对再生混凝土外掺不同粒径(20目、60目、80目、100目、120目)和不同掺量(3％、6％、9％)的橡胶粉,并研究此情况下橡胶粉对不同龄期再生混凝土的抗压强度的影响.试验结果表明:掺入橡胶粉会降低再生混凝土的抗压强度;当掺入粒径为20目,掺量为3％的橡胶粉时,再生混凝土抗压强度最好.     

碳纤维层合板抗球形弹冲击动态响应特性试验研究

为了研究碳纤维复合材料层合板对球形弹的抗冲击特性,利用一级气炮发射弹体对层合板进行高速冲击试验,通过高速摄像机记录弹靶冲击过程。利用C扫成像及显微镜检测层合板的损伤区域,分析不同速度弹体冲击下层合板的能量吸收率、损伤形式及能量吸收机制的变化规律。研究结果表明:弹体剩余速度随着初始速度的增加先减小后增加,而弹体剩余速度变化率先增大后减小。当弹体初始速度比较低时,层合板主要通过分层吸收弹体动能。随着弹体初始速度增加,层合板的冲击响应时间减小,分层面积下降,纤维断裂成为吸能的主要方式,层合板能量吸收量迅速下降。     

纳米材料对超高性能混凝土动态力学特性的影响实验研究

对掺入不同种类和含量纳米材料的超高性能混凝土分别进行了静、动态压缩和劈裂试验,分析了纳米材料种类及其含量对超高性能混凝土材料动态力学特性的影响,给出了超高性能混凝土动态增长因子曲线.结果表明:超高性能混凝土为应变率敏感性材料,超高性能混凝土的动态强度随着应变率的增大而增强;纳米材料种类对超高性能混凝土动态强度的影响不明显,但对其动态增长因子影响比较显著;纳米材料含量对超高性能混凝土动态强度和动态增长因子影响明显,适宜的掺量能够更有效地改善超高性能混凝土的动态力学性能.     

碳纤维炭黑导电混凝土的接地特性研究

选取碳纤维和炭黑作为导电相制备导电混凝土,对导电混凝土的导电性能、导电稳定性及力学性能等基本接地特性进行了研究,同时制备导电混凝土接地模块,并研究了其并联接地的降阻效果.研究结果表明:当碳纤维和炭黑掺量均为0.1％、电极面积为10％时,导电混凝土具有良好的导电性能;混凝土电阻率随龄期增长趋于稳定,稳定值为530 Ω·cm左右,电阻率在-40～ 50℃范围内的变化幅度小于5％,导电性能稳定;导电混凝土28 d抗压强度达到35 MPa,抗折强度达到6 MPa,满足接地材料的力学性能要求;采用并联接地的形式敷设导电混凝土接地模块对接地电阻存在集合效应,当敷设间距为30～60 cm时,集合系数小于1.5,并联接地的降阻效果较好.     

碳纤维增强珊瑚混凝土抗冲击性能试验研究

为研究纤维增强珊瑚混凝土的抗冲击性能,对0.33、0.40、0.47三种不同水灰比的珊瑚混凝土试件,进行了不同碳纤维掺量条件下的抗冲击试验研究.研究结果表明:由于碳纤维的“桥接”和吸能作用,试件冲击裂缝的产生、发展、形态都发生较大变化,掺加碳纤维可显著提高珊瑚混凝土的抗冲击性能,有效降低珊瑚混凝土的脆性.在一定范围内,随着碳纤维含量的增加,初始裂纹冲击次数和破坏冲击次数呈增加趋势;在一定范围内,水灰比越大,越有利于碳纤维在珊瑚混凝土内部均匀分散,碳纤维的增韧效果更好,延性破坏特征更加明显.     

活性粉末混凝土单轴循环压缩试验条件下力学特性研究

通过对3种钢纤维体积含量(0％、2％、4％)活性粉末混凝土在较长龄期(3年)进行单轴循环及常规单轴压缩试验,得到其在对应加载制度下轴向及径向应力应变全曲线数据.比较分析了3种钢纤维体积含量活性粉末混凝土在两种加载制度下峰值强度、轴向峰值应变、弹性模量、泊松比、破坏模式及轴应力体应变曲线的异同,并对RPC基本力学性能随钢纤维体积含量增加的变化规律进行了定量分析.结果 显示:峰值强度、轴向峰值应变、弹性模量、泊松比、破坏模式只与钢纤维体积含量有关,与加载制度无关;活性粉末混凝土峰值强度、轴向峰值应变、泊松比随钢纤维体积含量的增加而增大;对3种钢纤维体积含量活性粉末混凝土在单轴循环压缩试验条件下的滞回性能也进行了详细分析.     

高温作用下纤维混凝土力学特性研究

通过测定普通、PVA纤维和钢纤维三种类型混凝土在20℃、200℃、400℃、600℃、800℃五个不同温度条件下的抗压、抗弯强度,研究了温度变化情况下,不同种类纤维对混凝土力学性能影响规律,分析了热力耦合作用对纤维混凝土力学特性影响的机理。研究表明:随着温度变化,三种混凝土抗压强度先升后降,而抗弯强度呈下降趋势;温度低于600℃,纤维有利于提高混凝土的抗压强度;纤维种类对混凝土的抗弯强度有不同影响;PVA纤维在抗弯性质方面对混凝土强度起弱化作用。     

碳纤维混凝土复合材料的配制和电性能试验研究

以碳纤维和混凝土为基本原料，本文介绍了碳纤维增强混凝土复合材料的配制和试验方法，并对其电阻率、介电常数等电性能测试参数进行分析，研制出可直接应用于工程检测、控制等领域的混凝土本征智能材料。     

高温作用下角砾岩动态力学特性研究

为了解高温作用下角砾岩动态力学特性,开展了不同温度、不同加载速率下的角砾岩动态冲击实验.试样为取自云南卡房地区的天然角砾岩,将试样加热到200、400、600、800℃并采用3种加载速率(7.8、9.8、11.8 m/s)进行霍普金森冲击实验,结果表明:随着温度的升高,温度对于角砾岩动态抗压强度有着先强化后弱化的作用,...     

短切碳纤维混凝土的力学强度实验与分析

为探究短切碳纤维对混凝土力学强度的影响机制,以C40和C50矿渣水泥混凝土为研究对象,考察了短切碳纤维长度和掺量对混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响规律,特别是与不掺纤维混凝土的强度对比.实验结果表明,碳纤维的加入可使混凝土的力学强度有不同程度的提高,其中以抗折强度的增长最为明显,劈拉强度次之,而抗压强度比的增幅相对最小,在高纤维掺量时抗压强度甚至低于不掺纤维混凝土;纤维长度的增大对混凝土的力学强度增长更为有利,在低强度等级(C40)混凝土中的表现更为明显.力学分析认为,随机分布的短切碳纤维可显著提高混凝土对劈裂或弯折式破坏的抵抗作用,但对受压时所发生的剪切式破坏却难以发挥明显效果.     

混凝土静载荷力学特性的尺寸效应研究

通过静栽作用下的混凝土尺寸效应试验研究，找出了混凝土强度随尺寸的增加而降低的变化趋势。据试验结果。建立了混凝土材料静栽作用下的尺寸效应计算公式，为以后混凝土的尺寸效应研究提供理论依据。     

FRPM管涵力学特性试验与数值模拟研究

结合河北承德某工程实际,对工程中涵洞选用FRPM管的标段进行车辆静载试验,以研究其受力状况,为实际工程做指导。FRPM管的受力状况与不同填土高度及荷载作用密切相关,为此依据现场试验所得管道受力特征,在平面应变条件下,采用ABAQUS建立的管-土相互作用模型对现场试验进行数值模拟,利用数值分析的方法,以减少传统试验在人力、物力上的耗费。研究结果表明,在最小填土0.5m,不同车辆荷载作用下,管涵最大变形为1.3mm,管涵受力较好;试验与模拟结果一致性较好,验证了所建模型的正确性。     

层布式钢纤维混凝土力学行为及破坏特性研究

通过力学性能试验,研究了钢纤维体积掺量和长径比对层布式钢纤维混凝土力学性能影响,对比了层布式钢纤维混凝土与素混凝土和钢纤维混凝土的力学性能,结果表明层布式钢纤维混凝土改善了混凝土的力学性能,提高了混凝土的延性和弯曲韧性。