高钛重矿渣钢筋混凝土柱轴压力学性能试验研究

采用试验方法对三种高钛重矿渣混凝土类型的钢筋混凝土轴压短柱的力学性能进行了研究。从破坏形态、极限承载力、荷载-应变关系、压缩量等方面与普通钢筋混凝土轴压短柱进行对比分析。研究结果表明,同条件下三种高钛重矿渣类型的钢筋混凝土轴压短柱的破坏形态与力学性能与普通钢筋混凝土轴压短柱基本相同;三种高钛重矿渣类型的钢筋混凝土轴压短柱塑性性能和极限承载力均优于普通钢筋混凝土。采用现行混凝土结构设计规范计算了本研究所有试件的轴压极限承载力,并与试验结果进行了对比,结果表明可采用现行普通混凝土结构设计规范对高钛重矿渣钢筋混凝土柱的轴压极限承载力进行计算。最后,采用有限元法对所有试件的荷载-变形过程进行了计算,有限元计算曲线与试验结果吻合良好。     

高钛重矿渣骨料钢筋混凝土柱大偏压试验研究

与普通钢筋混凝土对比研究了渣砂渣石、渣砂普石和普砂渣石三种高钛重矿渣钢筋混凝土试件在三种大偏心率(e0/h=0.32、0.40和0.48)荷载作用下的力学性能,对试件的破坏形态、开裂荷载、极限承载力和最大挠度进行了分析,发现三种高钛重矿渣钢筋混凝土柱的大偏压破坏形态与普通钢筋混凝土柱相似,普砂渣石高钛重矿渣钢筋混凝土试件的强度、刚度优于普通骨料钢筋混凝土,渣砂渣石和渣砂普石这两种高钛重矿渣钢筋混凝土试件的开裂荷载、极限承载力以及刚度与普通钢筋混凝土试件接近。此外,在试验的基础上采用有限元法对所有试件的极限荷载-挠度曲线进行计算,并将计算与试验进行对比分析。结果表明,采用有限元法能够较好地预测三种高钛重矿渣钢筋混凝土试件在大偏压作用下的极限承载能力。     

高钛重矿渣混凝土的工作性能研究

高钛重矿渣是一种强度高、化学稳定性好和多孔形貌的石质材料,利用高钛重矿渣为集料配制高性能泵送混凝土,研究高钛重矿渣预湿时间、渣粉含量及减水剂组成对混凝土性能的影响.试验结果表明:预湿时间对混凝土工作性能及体积稳定性影响明显,预湿时间12 h,混凝土物理力学性能最佳,渣粉含量在10%～15%之间,可以明显改善混凝土的工作性能与包裹性能,采用复配高性能外加剂能够有效改善混凝土的工作性能.     

高钛重矿渣混凝土梁受弯性能研究

为研究高钛重矿渣混凝土的结构性能,制备C50高钛重矿渣混凝土和C50普通混凝土梁,探讨两种混凝土梁截面的受弯性能。实验结果表明:高钛重矿渣混凝土梁截面平均应变符合平截面假定;其受力过程经历了弹性阶段、带裂缝工作阶段及破坏阶段,和普通混凝土梁相似;其截面受弯承载力及延性均优于普通混凝土梁,延性系数提高15.5%;在极限承载力状态下裂缝宽度为普通混凝土的2.7倍。     

钢筋和高钛重矿渣混凝土界面粘结性能的研究

为研究高钛重矿渣混凝土与钢筋的粘结性能,采用中心拉拔的试验方法分析研究了钢筋直径和相对粘结长度对C50高钛重矿渣混凝土与钢筋粘结性能的影响,并与C50普通混凝土进行对比。研究结果表明:高钛重矿渣混凝土整体上与普通混凝土的粘结-滑移曲线趋势相似;相同条件下,高钛重矿渣混凝土比普通混凝土的极限粘结应力提高了3%~71%;高钛重矿渣混凝土与钢筋的初始粘结刚度高于普通混凝土。     

高钛重矿渣集料的长期体积稳定性研究

利用化学分析、矿相分析、水热体积稳定性测试手段,多尺度地对高钛重矿渣集料的耐久性进行了探讨。结果表明,高钛重矿渣集料由钙钛矿、富钛辉石和钛辉石矿物镶嵌构造而成;对高钛重矿渣集料在50℃和80℃水中及150℃下压蒸5h 水热处理,产生微小的均匀体积线形膨胀,未产生开裂,说明高钛重矿渣集料具有良好的长期体积稳定性。     

掺加微粉对高钛重矿渣砂浆性能的影响

通过对掺加不同含量的渣粉和粉煤灰在高钛重矿渣砂浆中的试验研究，验证了高钛重矿渣砂浆中适量的双掺矿渣微粉、粉煤灰可以改善砂浆拌合物的强度与和易性，满足砌体施工规范要求。     

高钛重矿渣不同掺量对混凝土强度与保温性能的影响研究

攀钢高钛重矿渣是一种强度高、化学稳定性好和多孔形貌的石质材料。为了研究其作为混凝土粗骨料对混凝土强度与保温性能的影响,分别配置了高钛重矿渣替代率为50％、60％、70％、80％、90％、100％的强度等级为C30的混凝土,以此对矿渣混凝土力学性能、保温性能进行试验,并跟同条件普通碎石混凝土进行对比分析。研究结果表明,矿渣混凝土立方体抗压强度、劈拉强度、轴心抗压强度都略高于普通混凝土,并随着粗骨料替代率提高而增强,向导热系数则低于普通混凝土。     

高钛重矿渣再生混凝土轴心抗压强度试验研究

通过对强度等级为C20,再生粗、细骨料取代率分别为0%,25%,50%,75%,100%的高钛重矿渣再生混凝土圆柱体试块进行轴心抗压强度试验研究,得出:高钛重矿渣再生混凝土的轴心抗压强度满足设计要求,且随着再生骨料取代率的增加而降低,但不成线性关系。     

复高钛重矿渣混凝土与钢筋粘结性能试验研究

通过36个复高钛重矿渣混凝土和普通混凝土试件拉拔试验,以强度等级、钢筋直径及锚固长度为变量,对复高钛重矿渣混凝土与钢筋的粘结性能进行了对比研究.研究表明,同条件下,复高钛重矿渣混凝土与钢筋的粘结锚固性能优于普通混凝土,具有良好的共同工作性能.并基于受均匀内压作用的厚壁圆筒力学模型,提出了复高钛重矿渣混凝土与钢筋粘结强度的建议计算公式.     

复高钛重矿渣路面混凝土配合比优化设计试验研究

以清-乌复线道路为工程背景,采用高钛重矿渣作粗、细骨料,并掺加磨细高钛矿渣复合微粉部分取代水泥来配制复高钛重矿渣路面混凝土(以下简称CHTHSPC).以7、28d抗弯拉强度、工作性3个参数作为考察指标,采用正交试验与极差分析方法,考察水胶比、砂率、复合微粉取代率对其性能的影响,对其进行优化设计,寻求最优配合比,在攀西道...     

锈蚀钢筋混凝土柱受力性能研究

结合已有研究成果,从试验研究和理论计算等方面对锈蚀钢筋混凝土柱在轴向荷载作用下的静力与抗震性能进行了较为系统的总结与分析,为锈蚀钢筋混凝土柱的承载力评估提供了技术依据。     

Study on axial compression performance of high strength H-section steel reinforced concrete composite columns

为研究高强H形钢混凝土组合柱的轴心受压性能以及探究国内外现行规范对此类构件承载力计算方法的适用性，对12根内置Q460、Q690高强H形钢混凝土组合柱及3根内置Q235普通H形钢混凝土组合柱进行轴压试验，研究钢材强度等级、含钢率、长细比和配箍率等参数对构件承载力的影响。试验结果表明：内置Q460、Q690高强H形钢混凝土组合柱与内置Q235普通H形钢混凝土组合柱相比，承载力最大提高幅度分别为19.6%和35.8%；高强H形钢含钢率的提升能显著提高组合柱的承载力；当组合柱长细比在23.0~45.9范围变化时，其对承载力影响不明显；提高配箍率对内置Q690的H形钢混凝土组合柱承载力的提高幅度高于内置Q460的H形钢混凝土组合柱。将试验结果与我国JGJ 138—2016《组合结构设计规范》、美国ANSI/AISC 360-16和欧洲EN1994-1-1:2004中的H形钢混凝土组合柱轴压承载力公式计算值进行对比可得，各国规范的计算值均偏于保守，JGJ 138—2016的计算值与试验结果最为接近。考虑箍筋对混凝土的约束效应，对JGJ 138—2016的组合柱轴压承载力计算公式进行修正，修正公式所得承载力计算结果与试验结果误差降低至10%以内。基于约束效应建立组合柱有限元模型，考虑约束效应的承载力有限元模拟结果与试验结果吻合良好，误差在5%以内。     

高强H形钢混凝土组合柱轴压性能研究

为研究高强H形钢混凝土组合柱的轴心受压性能以及探究国内外现行规范对此类构件承载力计算方法的适用性,对12根内置Q460、Q690高强H形钢混凝土组合柱及3根内置Q235普通H形钢混凝土组合柱进行轴压试验,研究钢材强度等级、含钢率、长细比和配箍率等参数对构件承载力的影响。试验结果表明：内置Q460、Q690高强H形钢混凝土组合柱与内置Q235普通H形钢混凝土组合柱相比,承载力最大提高幅度分别为19.6%和35.8%;高强H形钢含钢率的提升能显著提高组合柱的承载力;当组合柱长细比在23.0~45.9范围变化时,其对承载力影响不明显;提高配箍率对内置Q690的H形钢混凝土组合柱承载力的提高幅度高于内置Q460的H形钢混凝土组合柱。将试验结果与我国JGJ 138—2016《组合结构设计规范》、美国ANSI/AISC 360-16和欧洲EN1994-1-1:2004中的H形钢混凝土组合柱轴压承载力公式计算值进行对比可得,各国规范的计算值均偏于保守,JGJ 138—2016的计算值与试验结果最为接近。考虑箍筋对混凝土的约束效应,对JGJ 138—2016的组合柱轴压承载力计算公式进行修正,修正公式所得承载力计算结果与试验结果误差降低至10%以内。基于约束效应建立组合柱有限元模型,考虑约束效应的承载力有限元模拟结果与试验结果吻合良好,误差在5%以内。     

角钢约束混凝土轴压短柱力学性能研究

对10个高宽比为3的角钢约束混凝土短柱进行轴心受压试验,观察试件的破坏过程,得到了试件的荷载 轴向位移关系曲线,根据试验结果,分析了构件截面尺寸、缀板间距以及混凝土强度对角钢约束混凝土柱承载力的影响;利用有限元软件ANSYS对试验过程进行数值仿真分析。结果表明：试件最终破坏时在试件中部附近位置角钢和缀板出现凸鼓变形;随着缀板间距的增大,试件的承载力逐渐减小,荷载 位移曲线下降越明显,可见在相同条件下,缀板间距是影响角钢约束混凝土短柱承载力的主要因素。在试验和仿真分析的基础上提出角钢约束混凝土轴压短柱承载力的简化计算式。     

钢筋混凝土管柱水平承载力分析

通过钢筋混凝土管柱的抗震性能试验和有限元分析，发现壁径比、纵筋配筋率对管柱水平承载能力的影响相对较大，轴压比相对较小，给出3个参数的合理取值，所得结果可用于指导工程实践。     

利用钛矿渣制备超轻发泡混凝土的研究

利用普通硅酸盐水泥与钛矿渣,采用化学发泡工艺制备了干密度小于250 kg/m3的发泡混凝土,研究了钛矿渣、水胶比以及激发剂对发泡混凝土抗压强度的影响,同时对发泡混凝土气孔结构及微观结构进行了分析。结果表明:随着粉磨90 min的钛矿渣掺量增加,发泡混凝土28 d及56 d抗压强度先提高后降低,掺量为15%时达到最高;掺入6%的激发剂有利于钛矿渣发泡混凝土抗压强度的提高。粉磨90 min的钛矿渣取代30%的水泥,并掺入6%的激发剂制备的发泡混凝土干密度为243.0 kg/m3,28 d及56 d抗压强度分别为0.48 MPa、0.52 MPa;掺入30%钛矿渣与6%激发剂一定程度上减小了气孔孔径,改善气孔均匀性,提高了孔间壁致密程度。     

高温后钢筋再生混凝土偏压柱受力性能试验研究及承载力计算

为研究高温后钢筋再生混凝土柱的偏压性能,以历经温度、再生粗骨料取代率和荷载偏心率为变化参数,设计9个钢筋混凝土柱试件(包括8个高温后试件和1个常温试件)进行静力单调加载试验,观察其表观变化和破坏形态,获取了荷载-变形曲线及截面应变,分析各变化参数对混凝土极限压应变、峰值荷载、抗弯刚度和位移延性系数的影响规律。采用ABAQUS有限元分析软件对截面温度场进行模拟,并基于模拟和试验结果对钢筋再生混凝土偏压柱的计算方法进行了研究。研究结果表明:随温度升高或偏心率增大,钢筋再生混凝土柱破坏形态表现为从大偏压向小偏压转变;混凝土极限压应变与历经温度、取代率以及偏心率呈正相关;峰值荷载和抗弯刚度随温度升高或偏心率增大而降低,在600℃时出现陡降,其中抗弯刚度衰减相对更快,而取代率影响相对较小;普通混凝土柱延性更好,而再生混凝土柱在600℃时延性最优,且偏心率越大延性越好;随截面深度增加,截面温度场呈指数函数递减,且取代率增大会加快衰减;最后,综合有限元模拟结果和试验结果提出了偏压柱承载力计算方法,计算结果与试验结果吻合较好。