钢纤维-橡胶/混凝土抗剪性能试验

抗剪强度和剪切韧性是反映构件在复合受力状态下承载能力及耗能能力的重要指标。为研究钢纤维(SF)-橡胶/混凝土的剪切性能,设计了14组SF-橡胶/混凝土试件,通过双面剪切试验,研究了SF体积分数掺量、橡胶掺量和水胶比对SF-橡胶/混凝土试件的抗剪性能及剪切破坏形态的影响。研究表明:SF的桥联作用及其与橡胶颗粒的协同作用可显著改善混凝土的抗剪性能。SF对SF-橡胶/混凝土试件的抗剪性能起主导作用,SF-橡胶/混凝土试件的抗剪强度、峰值变形及剪切韧性相比普通混凝土及橡胶/混凝土试件均显著提高,且增幅随SF掺量的增加而增大,剪切破坏呈现出明显的延性特征。当SF体积分数为1.5vol%时,橡胶掺量(等体积取代砂取代率)为10%的SF-橡胶/混凝土试件的抗剪强度、峰值变形相比橡胶/混凝土分别提高了78%、63%。橡胶对SF-橡胶/混凝土试件的抗剪性能也起到辅助作用,SF-橡胶/混凝土试件的剪切韧性及延性相比SF/混凝土试件进一步增加。采用水胶比优化设计后,随着橡胶掺量的增加,SF-橡胶/混凝土的抗剪强度、峰值变形及峰值前剪切韧性可基本保持不变,而峰值后韧性指标进一步增加,增幅可高达96%。根据试验结果,考虑橡胶及SF掺量的影响提出了SF-橡胶/混凝土的抗剪强度计算式。      

自密实钢纤维轻骨料混凝土的早期性能与损伤分析

在自密实轻骨料混凝土基础之上掺入钢纤维配制出自密实钢纤维轻骨料混凝土,分析了自密实钢纤维轻骨料混凝土的抗压强度、抗拉强度等主要力学性能以及收缩、抗碳化等耐久性能,并与普通骨料自密实混凝土进行对比分析。探讨了钢纤维对于改善自密实轻骨料混凝土损伤所起的作用及其机理。结果表明:掺入钢纤维后自密实轻骨料混凝土的抗压强度增大,劈拉强度明显提高,收缩及抗碳化能力也有明显改善。与普通骨料混凝土相比,自密实钢纤维轻骨料混凝土初始裂缝的产生与发展得到有效抑制。     

自密实轻骨料混凝土的高温性能

为了保证自密实轻骨料混凝土(Self-compacting lightweight concrete,SCLC)在实际工程中的安全运用,本文分别对强度为C40和C50的自密实轻骨料混凝土试件进行了高温爆裂试验。通过测定混凝土试验前后的质量、超声波速、抗压强度和抗折强度,研究了自密实轻骨料混凝土的高温性能,并和同强度的普通混凝土、轻骨料混凝土和自密实混凝土的高温性能进行了对比。结果表明,自密实轻骨料混凝土比普通混凝土易爆裂,质量损失较大,但是高温后的超声波速和残余强度损失均小于普通混凝土。     

钢筋钢纤维自密实混凝土梁裂缝宽度试验研究

通过9根钢筋钢纤维自密实混凝土梁的四点弯曲试验,分析了钢纤维体积率、配筋率对钢筋钢纤维自密实混凝土梁裂缝形态、裂缝宽度以及裂缝间距等参数的影响。结果表明：在自密实混凝土梁中掺加钢纤维可有效限制裂缝的扩展,掺入体积率为0.38%和0.64%的钢纤维,可使自密实混凝土梁在正常使用阶段的最大裂缝宽度减小31%~56%,平均裂缝间距减小15%~28%,纵筋应变减小40%~56%。考虑钢纤维在试验梁开裂截面的分布以及应力传递机理,结合试验数据提出了钢筋钢纤维自密实混凝土梁最大裂缝宽度的计算公式,并与MC 2010、RILEM TC-162 TDF及CECS 38：2004的公式进行了对比。计算结果表明：该文建议公式计算的最大裂缝宽度与试验值吻合较好,可用于钢筋钢纤维自密实混凝土梁最大裂缝宽度的分析与验算。     

骨料对自密实混凝土性能的影响

近年来自密实混凝土得到了大量应用,自密实混凝土指新拌混凝土具有高流动度而不离析、不泌水和高均匀性,能在不经振捣或少振捣的情况下自流平整并自动通过钢筋间隙充满模具,达到充分密实和获得最佳性能的混凝土。自密实混凝土因其有十分良好的工作性、力学性能与耐久性,而广泛应用于浇筑量大、浇筑深度深或浇筑高度大、钢筋密集、有特殊形状等混凝土工程中。目前,自密实混凝土已经成为高性能混凝土的一个重要研究方向之一。本文着重探讨骨料对混凝土性能的影响。     

钢纤维-橡胶/混凝土单轴受压全曲线试验及本构模型

将钢纤维(SF)掺入橡胶混凝土中,能够改善由于橡胶颗粒掺入导致的强度降低,并进一步增加延性.为研究SF-橡胶/混凝土的抗压性能,配制得到SF体积分数分别为0vol％、0.5vol％、1.0vol％和1.5vol％及橡胶颗粒等体积替换砂率为0％、10％和20％的10组SF-橡胶/混凝土试件,并进行单轴受压全曲线试验.结果...     

基于钢纤维掺量的混凝土的冲击性能研究

为了研究钢纤维掺量对高性能混凝土冲击性能的影响,本试验通过改变纤维掺量,依照ACl544．2R的纤维混凝土性能测试方法,对不同钢纤维掺量的试件进行研究。结果发现：在纤维掺量从0-25kg／m3变化时,钢纤维高性能混凝土的冲击性能随纤维掺量的增加而增强,但超过25kg／m3后其冲击性能降低。     

高温后高强混凝土受压动态损伤

对45个高强混凝土（HSC）棱柱体进行高温加热,温度分别为20℃、200℃、400℃、600℃和800℃。然后对棱柱体进行高温后轴向动态受压试验,应变率分别为10^-5 s^-1、10^-3 s^-1和0.067 s^-1。结果表明：随着经历温度的升高,HSC将会出现裂缝,细观结构变得松散;高温对HSC造成的损伤随温度的升高而增大,而应变率对高温后HSC的损伤没有明显影响;经历相同的高温损伤后,HSC的相对受压强度随应变率的增大而增大;轴向应变对高温后HSC造成的损伤在峰值应变前缓慢增大,达到峰值应变后迅速增大;温度越高,峰值应变对应的HSC损伤越小,而经历相同温度后不同应变率下峰值应变处HSC损伤的变化趋势并不明显。基于试验及理论分析,建立了HSC高温损伤以及高温损伤后相对受压强度的计算公式。     

板式轨道充填层自密实混凝土阻尼性能研究EI北大核心CSCD

阻尼性能对土木工程结构的动力行为有重要影响,目前尚未见针对地铁板式轨道填充层自密实混凝土(self-compacting concrete,SCC)阻尼性能的研究。采用MTS疲劳试验机,研究了不同应力幅值、橡胶掺量和尺寸对SCC滞回耗能和损耗因子的影响规律及变化机理,并对SCC的滞回耗能进行数值模拟。结果表明:SCC的滞回耗能随应力幅值的增加先慢后快的增大,这与其损伤演变和动弹性模量退化密切相关,内部缺陷的能量耗散是SCC的主要阻尼机制;滞回耗能与应力幅值呈幂函数关系,其中SCC的幂指数值最小,表明SCC的非线性程度最低;橡胶显著增大了SCC的阻尼性能,在相同的应力幅值下,SCC的滞回耗能随着橡胶掺量的增加和尺寸的降低而增大;Kelvin模型可用来模拟SCC在循环荷载下的滞回耗能,计算值与试验结果吻合良好。     

橡胶自密实混凝土疲劳断裂全过程声发射特征辨识参量试验研究

废旧轮胎日益增多带来严重的环境问题,将废旧轮胎橡胶颗粒作为混凝土骨料能够减少污染和减少天然骨料的使用.采用液压闭环伺服材料试验机MTS322试验装置(material testing system,MTS)对橡胶自密实混凝土梁进行了静态弯拉试验和不同加载工况下的疲劳弯拉试验.对橡胶自密实混凝土梁在三点弯作用下的断裂性能...     

C40自密实混凝土施工性能分析与应用

针对混凝土配筋密集、大落差等特点造成混凝土易离析、难振捣的问题,本文对C40自密实混凝土施工性能进行分析与应用研究。在完成原材料与配合比的设计后,从坍落扩展度、T500参数和“J”形环高差3个方面分析了不同水胶比和不同胶材用量条件下C40自密实混凝土的施工性能。根据分析结果,将最优C40自密实混凝土制备方案应用到具体工程项目中,验证在该方案中,C40混凝土施工拆模后内部均匀、密实以及整体外观质量良好。     

超高性能混凝土动态冲击拉伸性能研究

超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)作为一种具有超高物理力学性能的新型建筑材料,能显著提高军事防护工程的抗爆炸冲击能力,对保障防护工程中人员的生命安全具有重要意义。为揭示爆炸冲击波在防护工程自由面引起的动态拉伸破坏行为,利用霍普金森压杆装置(Split Hopkinson pressure bar,SHPB)对UHPC进行动态冲击拉伸试验,系统研究了粗集料种类、钢纤维掺量以及应变率对UHPC动态冲击拉伸性能的影响规律。结果表明:粗集料种类对UHPC的动态冲击拉伸强度有较显著的影响,相比于花岗岩和铁矿石,玄武岩粗集料对动态冲击拉伸性能的提高更为明显;UHPC的动态冲击拉伸强度会随着钢纤维掺量的增加而显著提高,但钢纤维掺量对UHPC动态拉伸强度的贡献存在4%的临界值;此外,UHPC表现出明显的应变率效应,当应变率为7~50s-1时,其效应最为显著。     

钢纤维超高强混凝土动态力学性能

采用分离式霍普金森压杆装置对不同纤维体积率的钢纤维超高强混凝土进行不同应变率的冲击压缩试验,结果表明钢纤维超高强混凝土是应变率敏感材料,并测出其应变率敏感阀值,当应变率超过阀值后,钢纤维超高强混凝土的强度、韧度与弹性模量都随纤维体积率的增加而显著提高,在高应变率下,超高强混凝土基体成粉碎性破坏,而钢纤维超高强混凝土呈现出“裂而不散”的破坏形态。     

高吸水性树脂对自密实混凝土性能的影响

高吸水性树脂(SAP)具有很强的吸水性能,但是失水后形成SAP孔,使其在混凝土中呈现出与其它外加剂不同的特性。系统研究了SAP内养护水胶比及粒径对自密实混凝土(SCC)抗压强度、早期自收缩、干缩、吸水性、抗碳化能力、抗氯离子渗透性的影响。结果表明:当内养护水胶比增加时,SCC早期自收缩明显降低,且抗压强度未出现明显变化;虽然混凝土吸水性增加,但抗碳化性能和抗氯离子渗透性提高,而干缩与内养护水胶比有关。粒径为75~125μm的SAP改善自收缩、干缩效果较好,而粒径为30~75μm时SAP的抗碳化性能和抗氯离子渗透性提高较好。     

钢管自应力自密实高强混凝土柱偏心受压性能试验研究

为提高钢管内混凝土的密实度,减小混凝土的收缩,以保证钢管与混凝土更好地共同工作,满足实际工程需要,该文提出采用钢管自应力自密实高强混凝土柱,考虑偏心距、长径比和初始自应力等参数的影响,设计制作21根钢管自应力自密实高强混凝土柱和3根钢管自密实高强混凝土柱试件,通过偏心受压试验,考察试件的破坏形态,实测试件的荷载-挠度曲线和荷载-应变曲线,分析各参数对偏心受压试件受力性能的影响。研究表明：偏心受压试件主要发生弯曲失稳破坏;试件极限承载力随偏心距或长径比增大而减小,当初始自应力为3 MPa~5 MPa时,钢管自应力自密实混凝土偏心受压柱的极限承载力提高9.2%~11.7%。参考国内相关规范,通过试验数据回归分析,提出钢管自应力自密实高强混凝土柱偏心受压承载力计算公式,可供工程设计参考。     

高温后混凝土静动态力学性能试验研究

用高温加热系统对C30、C50两种强度等级混凝土在不同温度条件下进行均匀加热,经自然冷却后用Φ75mm SHPB(Split-Hopkinson Press Bar)实验装置、超声波测量技术及试验压力机对高温前后混凝土试件进行动态冲击与静态抗压试验。结果表明,随温度升高纵波波速、弹性模量及静态抗压强度均出现不同程度减小,总体趋势一致;损伤随温度升高不断增大,在温度400℃、700℃处为明显变化转折点;经不同高温冷却后,混凝土动态破坏强度不断降低、峰值应变不断增大、应力-应变曲线趋平缓,出现塑性流动现象且随温度升高愈加明显。     

自密实混凝土与钢筋的粘结性能试验研究

采用电液伺服加载装置进行自密实混凝土与钢筋的粘结性能试验,以自密实混凝土强度、新拌混凝土工作性能为变量,制作了28个自密实混凝土试件,研究各变量因素影响下,自密实混凝土与钢筋的粘结锚固性能。通过试验得到峰值粘结应力、峰值滑移、各阶段粘结刚度K1、K2、K3和粘结刚度退化率λ等与混凝土强度、新拌混凝土工作性能的变化规律。在此基础上根据各因素的影响程度及公式的适用性,采用最小二乘法得到钢筋与自密实混凝土粘结-滑移本构关系式,与试验数据对比表明具有良好精度。研究结果可为有关工程设计和研究提供 参考。     

自密实高强混凝土框架结构的抗震性能试验研究

为了保证自密实高强混凝土框架结构在抗震地区应用的安全性,采用MTS伺服加载系统进行了二榀单层单跨框架在拟静力荷载作用下的抗震性能试验研究.在混凝土强度相近、配筋与构件尺寸一样的情况下,对比分析自密实高强混凝土框架与普通高强混凝土框架的抗震性能.在试验中观测了自密实混凝土和普通混凝土框架的裂缝开展情况、破坏过程、结构的荷载-位移滞回曲线、钢筋与混凝土应变等,对自密实混凝土框架结构抗震性能的分析研究可为自密实混凝土框架结构的工程应用提供设计参考.     

冲击荷载下高温喷淋冷却碳纳米管混凝土破裂分形研究

在混凝土中掺入具有高强、高韧和良好热导性的多壁碳纳米管(multi walled carbon nanotubes, MWCNTs)对普通混凝土的耐高温性能进行了增强,并以分形维数为指标研究了高温喷淋冷却后碳纳米管增强混凝土在冲击荷载作用下的分形特征和能耗特性,建立了分形维数与动强度、能耗及冲击韧性之间的关系。研究结果表明：高温喷淋冷却后的混凝土在冲击载荷下,其冲击破碎块的分形维数随应变速率和温度的增大而增大;在同一温度下,混凝土的动态抗压强度、能耗和冲击韧性随着分形维数的增加而增加;在同一冲击气压下,混凝土的动态抗压强度、能耗和冲击韧性随着分形维数的增加而减小;相比而言,添加了碳纳米管后混凝土高温喷淋冷却后在冲击荷载下的破裂程度得到有效缓解,其分形维数减小,能耗、冲击韧性和动强度都得到明显提高。