持续荷载和锂渣取代量对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

为考察受载锂渣混凝土抗氯离子渗透性能,本文设计了锂渣取代水泥质量0%、10%、20%和30%的C20、C30和C40混凝土,对混凝土试件施加极限压荷载的10%、30%和50%,作为持续压应力,进行氯离子渗透性能试验。结果表明：水灰比范围在0.40～0.62时,电通量随着水灰比的增大而增大;对于施加不同压应力的混凝土,当压应力比达到0.3时,C20和C30混凝土电通量有明显的提升,当压应力比达到0.5时,C40混凝土电通量有明显的提升;对于不同锂渣取代量的混凝土,电通量随着锂渣取代量的增大而减小。结合Fick第二定律和质量守恒定律,建立在持续荷载作用下锂渣混凝土氯离子渗透模型,结果表明,氯离子在浸泡环境下的渗透性能符合试验规律,模拟结果与试验结果一致。     

轴压荷载及自愈合对超高性能纤维增强混凝土渗透性能的影响

针对轴压荷载损伤及自愈合作用后超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)的渗透性进行了试验研究。结果表明:在轴压应力的作用下,UHPFRC的渗透性随着轴压应力水平的提高而增大,抗渗性随着应力水平的提高而降低;自愈合作用对于UHPFRC的渗透性能有着积极的影响。不同轴压应力水平条件下,自愈合28d后UHPFRC试件的渗透性均有不同程度的降低,抗渗性均有不同程度的提高。     

BFRP筋混凝土无腹筋梁抗剪性能试验研究

为研究骨料种类对BFRP筋混凝土梁抗剪性能的影响,以剪跨比和混凝土抗压强度为变量,完成了对称集中荷载作用下5根BFRP筋普通混凝土和5根再生混凝土无腹筋梁抗剪试验,并分析了试件裂缝发展、破坏形态及不同剪跨比和混凝土强度对构件跨中挠度、开裂荷载和极限荷载的影响,且参照相关规范对构件抗剪承载力进行计算分析.结果表明:再生混凝土梁的变形及裂缝发展形态与普通混凝土梁基本相似,再生混凝土梁的开裂荷载与极限荷载均低于普通混凝土梁;同一荷载对应的试件跨中挠度随剪跨比的增加而增大,混凝土抗压强度对试件跨中挠度无明显影响;试件开裂荷载与极限荷载均随着剪跨比的增大而减小,随着混凝土抗压强度的增大而增大;美国ACI 440.1R-06规范对试验梁抗剪承载力的计算最合理.     

基于ABAQUS的复式圆钢管柱滞回性能分析

为研究分析复式圆钢管混凝土柱的滞回性能,利用ABAQUS建立了混凝土与钢管强度、弹性模量均相同的9个模型,对比分析了剪跨比、轴压比对模型极限承载力与延性系数的影响.结果表明:复式圆钢管混凝土柱在剪跨比相同时,随轴压比增大模型的极限承载力逐渐减小,延性系数呈先增大后减小的发展趋势;在轴压比相同时,随剪跨比增大模型的极限承...     

荷载作用下粉煤灰混凝土碳化特性研究

外部荷载是影响粉煤灰混凝土碳化性能的主要因素之一,对承受不同水平轴向压力及轴向拉力的粉煤灰混凝土试件进行了碳化特性研究,分析了荷载比、碳化龄期、粉煤灰掺量等因素对碳化深度的影响。试验结果表明:(1)轴拉荷载不利于粉煤灰混凝土的抗碳化性,试件的碳化深度随轴拉荷载的增加而增大;(2)轴压荷载在20%左右时,粉煤灰混凝土的抗碳化性能最好,轴压荷载进一步增加后,试件的碳化深度随之增大;(3)粉煤灰混凝土的碳化深度随碳化龄期和粉煤灰掺量的增加而增大,试件的轴压荷载较高或承受轴拉荷载时,粉煤灰掺量对碳化过程的影响较为明显。     

孔隙结构及饱水度对水泥基材料透气性的影响

以不同砂浆及混凝土试件为研究对象,用比重法、压汞法测试材料孔隙结构,用CEMBUREAU气体渗透法测试不同饱水度下砂浆及混凝土的气体渗透性,研究了渗透系数与孔隙结构之间的关系。结果表明:砂浆材料气体渗透系数与孔隙率φ以及平均孔径D的平方的乘积φD2成线性关系,而混凝土的这一关系不明显;随着饱水度降低,砂浆及混凝土的气体渗透系数增大,增大程度与其孔隙结构有关;利用Van Genuchten-Mualem模型可以很好地表征水泥基材料相对气体渗透系数随饱水度的变化规律。     

荷载损伤对混凝土毛细吸收作用影响

为研究荷载损伤及荷载作用形式对混凝土内部毛细吸收作用的影响,本文研究在0％、30％、65％、75％四种应力水平下,分别持载10 min和3h,后卸载、切割,通过毛细吸收实验,测定毛细吸水量及氯离子含量分布.试验结果表明:不同荷载作用形式下,混凝土毛细吸水量随应力水平的增加先减小后增大,混凝土毛细吸收系数随应力水平的增加先减小后增大,混凝土内部各深度处的氯离子含量随应力水平的增加先减小后增加.当应力水平较低时(小于75％时),混凝土的毛细吸收表现为各向同性,当应力达到一定水平时(75％),混凝土的毛细吸收表现为各向异性.     

CFRP-PCPs复合筋混凝土柱偏压柱受力性能的试验研究

通过15根碳纤维预应力棱柱体复合筋(Carbon Fiber Reinforced Plastics Prestressed Concrete Prisms,简称"CFRPPCPs复合筋")混凝土柱进行偏心受压试验,考虑相对偏心距、复合筋配筋率、CFRP筋张拉控制应力和普通钢筋配筋率4个变化参数对复合筋混凝土柱受力性能的影响。观察了试件的受力过程及破坏形态,获取了试件开裂荷载、极限承载力、荷载-侧向变形曲线等重要数据,分析了4个变化参数对CFRP-PCPs复合筋混凝土柱偏心受压作用下的开裂荷载和极限承载力的影响规律。研究结果表明:CFRP-PCPs复合筋混凝土偏压柱与普通钢筋混凝土偏压柱的受力过程及破坏形态相似,试件的开裂荷载和极限承载力均随相对偏心距的增大而降低;提高CFRP筋张拉控制应力、增大复合筋配筋率和普通钢筋配筋率均能有效提高CFRP-PCPs复合筋混凝土柱的开裂荷载和极限承载力。     

再生骨料混凝土氯离子渗透性的研究现状分析

氯离子侵蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的重要因素,而再生骨料混凝土的原料性质、孔结构和外部环境等均对氯离子渗透性能有着显著的影响。归纳了再生骨料混凝土氯离子渗透系数的测试方法,分析了水胶比、再生骨料取代率、矿物掺合料、外加剂、养护时间和荷载作用等因素对再生骨料混凝土氯离子渗透性的影响,并对进一步研究提出了相应的建议。     

内压作用下椭圆管道应力及极限载荷数值分析

采用有限元方法分析含椭圆度的管道在内压作用下的应力分布和塑性极限载荷,考察不同椭圆度、壁厚以及管径条件下,管道应力分布和极限载荷值的变化。结果表明,含椭圆度管道的最大应力随椭圆度的增大而迅速增大,管道极限载荷值随椭圆度增大而线性减小,椭圆度、壁厚及管径对管道的安全性有很大影响。     

粉煤灰对桥梁混凝土抗渗性能的影响规律研究

为研究粉煤灰对桥梁混凝土抗渗性能的影响,制备了不同粉煤灰掺量的混凝土样品,测试分析了桥梁混凝土抗压强度、孔隙结构、渗透高度和抗氯离子渗透性能随粉煤灰掺量和养护龄期的变化规律。研究结果表明:(1)当桥梁混凝土养护龄期为7d时,桥梁混凝土的抗压强度随着粉煤灰掺量的增多而逐渐降低;当混凝土龄期大于28d时,桥梁混凝土的抗压强度在粉煤灰掺量为30%左右时最大。(2)粉煤灰掺量为30%时,桥梁混凝土密实度达到最大,此时其内部小孔隙增大而大孔隙减小。(3)桥梁混凝土抗氯离子渗透系数随着粉煤灰掺量的增大先减小后增大,在粉煤灰掺量为30%时取得最小值。     

持压荷载下剑麻纤维-ECC的毛细吸水性能

为解决地下结构侧墙等混凝土构件开裂渗漏问题,选取了绿色经济型剑麻纤维-工程水泥基复合材料(ECC)取代混凝土提高构件的抗渗性能。根据正交试验进行方案设计得到剑麻纤维-ECC的最优配合比;改进了实时吸水试验装置,实现了持压荷载与水分传输的同步耦合过程;对剑麻纤维-ECC开展了持压荷载下的毛细吸水性能试验,分析了压应力水平(10%~40%)对剑麻纤维-ECC试件的破坏形态、累计吸水量及毛细吸水率的影响规律,并与普通混凝土试件进行对比。结果表明:在10%~40%压应力水平下,随着压应力水平的提高,剑麻纤维-ECC的毛细累计吸水量和平均吸水率均先减小后增大,发生变化的压应力水平阈值为20%;在10%~30%压应力水平下,剑麻纤维-ECC的毛细累计吸水量及吸水率要明显小于同条件时的普通混凝土,剑麻纤维-ECC能够更好地阻碍水分传输,表明对压应力水平为10%~30%的结构而言,剑麻纤维-ECC可明显改善抗渗效果。研究成果可为剑麻纤维-ECC在地下结构侧墙抗渗中的应用提供理论支持。     

掺合料对再生混凝土强度和耐久性的影响

对掺入磨细掺合料的再生混凝土的抗压强度及抗渗性、抗冻性、抗碳化等耐久性能进行了研究。结果表明,适量磨细粉煤灰掺入再生混凝土中对混凝土抗压强度及耐久性能影响不大;将磨细粉煤灰与矿渣混掺可以发挥复合效应,提高掺合料的活性,改善再生混凝土的性能。     

基于正交试验的透水再生混凝土性能优化试验研究

透水混凝土在缓解城市内涝、噪音效应和热岛效应等方面具有广泛的应用前景,但多孔导致的强度偏低限制了其进一步推广应用。本文采用再生粗骨料和聚丙烯纤维配制高性能透水再生混凝土,设计五因素四水平正交试验,采用极差法分析水胶比、目标孔隙率、再生粗骨料取代率、粉煤灰掺量和聚丙烯纤维掺量对透水再生混凝土抗压强度、有效孔隙率、透水系数的影响规律。结果表明：透水再生混凝土抗压强度影响因素的主次顺序为目标孔隙率>再生粗骨料取代率>水胶比>聚丙烯纤维掺量>粉煤灰掺量;透水再生混凝土抗压强度最大为48.26 MPa,此时透水系数为1.96 mm/s;随着目标孔隙率的提高抗压强度呈线性下降的趋势;40%再生粗骨料等质量取代天然粗骨料后,透水再生混凝土的抗压强度达到28.7 MPa,提高119.08%,透水系数增加9.44%;掺入0.11%体积掺量的聚丙烯纤维后透水再生混凝土的抗压强度达到27.4 MPa,提高幅度为10.48%,而且透水性能不会降低。研究结果可以为高性能透水再生混凝土的制备提供依据。     

聚丙烯纤维及橡胶颗粒对透水混凝土性能的影响

以聚丙烯纤维及橡胶颗粒掺量为影响因素,通过测定透水混凝土的28 d抗压强度、抗折强度、孔隙率及透水系数等性能指标,获取聚丙烯纤维及橡胶颗粒掺量与透水混凝土力学性能及透水性能的关系.试验结果表明:粗骨料粒径为4.75~9.5 mm时,掺入橡胶颗粒和聚丙烯纤维皆会使透水混凝土的28 d抗压强度、抗折强度提高,但会使透水系数减小,透水性能下降;与掺加橡胶颗粒相比,掺加聚丙烯纤维可以更加明显地改善透水混凝土力学性能;随着掺入聚丙烯纤维以及橡胶颗粒比例的增加,透水混凝土28 d抗压强度、抗折强度性能指标上升的幅度逐渐减小,透水性能则逐渐下降.     

不同养护温度下引气剂对混凝土性能的影响研究

通过试验,研究了混凝土含气量的经时损失规律及其影响因素,以及养护温度和引气剂对混凝土强度、抗氯离子渗透性和微观孔结构等性能的影响.结果表明:新拌混凝土的含气量损失与混凝土的初始含气量有关,初始含气量越大,损失也会更大,且处于动态过程的新拌混凝土的含气量损失较静态过程更大;与标准养护条件相比,负温养护条件一方面会使混凝土内部的水化反应变慢,水化程度变低,另一方面水结冰也会引起体积膨胀,破坏混凝土内部的晶体结构,对混凝土内部孔结构造成了一定程度的损伤,使得混凝土抗压强度降低,电通量、气孔间距系数等参数增大;掺入引气剂会引入了大量的微小气泡,使混凝土内部小孔径的孔含量增多,在一定程度上会提高孔的连通性,从而相对减小混凝土受力面积,造成混凝土抗压强度降低,电通量增大,孔径分布也会朝着小孔径方向移动.     

矿物掺合料对泡沫混凝土的性能影响

研究了单掺粉煤灰、矿渣粉和复掺粉煤灰与矿渣粉对干密度为400 kg/m3泡沫混凝土的抗压强度、导热系数以及吸水率的性能影响.当粉煤灰掺量为10%时,可增加抗压强度,掺量为30%时显著降低导热系数和吸水率;当矿粉掺量为20%时,可增加抗压强度和降低吸水率,但导热系数却随掺量增大而变大;当复掺粉煤灰与矿渣粉取代50%水泥,复掺比例为2:3时,能增加抗压强度和降低吸水率,导热系数随复掺比例增大而变大.在泡沫混凝土中掺加矿物掺合料,不仅可以降低水化热,还可以减少泡沫混凝土的开裂程度,该项研究成果为今后泡沫混凝土在地基保温处理、屋面保温、地暖垫层等方面提供了应用价值.     

拌和后短时内的二次加水对混凝土性能的影响

基于骨料、胶凝材料和外加剂不变的情况下,通过短时内二次定量加水,成型了不同二次加水量的混凝土试块,探讨了不同二次加水量对湿拌混凝土容重、硬化混凝土密度和抗压强度的影响。试验得出:短时内的二次加水对湿拌混凝土容重、硬化混凝土密度和抗压强度的影响趋势基本一致,均随二次加水量的增大而减小,但二次加水量与抗压强度间仅为局部线性相关,二次加水40%时,硬化混凝土的抗压强度降低可达50%。     

木质素磺酸钙对硬化水泥抗压强度的影响

木质素磺酸盐(简称木盐)具有较强缓凝和引气作用,可提高混凝土工作性,但过量使用会导致混凝土抗压强度急剧下降。该文从掺量、相对分子质量、亲水基、金属阳离子和糖分5个方面研究了木质素磺酸钙(简称木钙)对硬化水泥抗压强度的影响规律。结果表明,随木钙掺量增加,硬化水泥的各龄期抗压强度均下降,掺量w(木钙)=0.5%时,硬化水泥的28 d抗压强度仅为空白浆体的63.6%。其中相对分子质量为1万~5万的木钙超滤级分对硬化水泥强度的降低作用较小。木钙中糖分质量分数由12.5%降至2.8%时,硬化水泥的7 d抗压强度比可提高16%。通过氧化将木钙分子中的羟基转化为羧基,硬化水泥的3、7、28 d抗压强度比分别提高22.1%、34.7%和13.0%;通过磺甲基化将木钙的磺化度由1.36 mmol/g提高到2.48 mmol/g,硬化水泥的3、7、28 d抗压强度比分别提高36.2%、41.2%和17.9%。     

基于纳米二氧化硅改性下SAP内养护混凝土的基本性能研究*

研究纳米二氧化硅(NS)改性SAP内养护混凝土的物理力学性能以及抗氯离子渗透性能，提出该混凝土的配合比设计。复掺0.08%SAP和1.5%NS能提高混凝土抗折强度；复掺0.08%SAP和1.0%NS能提高其抗压强度；复掺0.24%SAP和1.5%NS氯离子抗渗透性能最佳；复掺0.24%SAP和0.5%NS能显著减小干燥收缩率。