新老混凝土粘结抗折强度实验分析

老混凝土表面处理方式是影响新老混凝土粘结强度的一个主要因素。文章根据多个不同粘结面粗糙度的新老混凝土粘结梁抗折试验分析表明,粗糙度对新老混凝土粘结强度有明显影响,为实际工程应用提供了依据。     

三点弯曲下混凝土断裂韧度及影响因素

为研究初始裂缝尺寸及材料组成特性等因素对混凝土断裂韧度的影响,通过混凝土切口梁三点弯曲试验,探讨了相对切口深度、粗骨料最大粒径及分布和水灰比等因素改变时混凝土断裂韧度的变化规律.结果表明:相对切口深度对混凝土断裂韧度有一定影响,不同相对切口深度下,混凝土缺口敏感性不同;随着粗骨料最大粒径增加,混凝土断裂韧度呈增大趋势,断面二值图和粗骨料水平投影面积率可有效反映粗骨料对混凝土断裂韧度的影响;随着水灰比减小,混凝土断裂韧度逐渐增加;混凝土断裂韧度与切口梁试件裂缝前端阻裂带的“强弱”有关.在分析试验结果的基础上,建立了多因素影响下混凝土断裂韧度的计算模式,在混凝土配合比已知的情况下,该模式可用于分析诸因素对混凝土断裂韧度的影响并预测混凝土断裂韧度.     

钢纤维混凝土与老混凝土间的界面粘结强度试验研究

通过对新老混凝土界面采用不同处理方式时界面粘结强度的变化情况的分析，找出了影响新老混凝土粘结强度的主要因素，可为相关工程提供借鉴。     

基于粘结裂缝模型的混凝土断裂过程及参数研究

为研究混凝土细观结构对混凝土断裂参数的影响,基于ABAQUS平台进行二次开发,自编0厚度粘结单元嵌入程序,建立混凝土细观粘结裂缝模型对文献中的水工二级配混凝土断裂过程进行数值模拟并验证数值模型的准确性。在此基础上结合边界效应模型预测混凝土的断裂参数以及分析骨料粒径、骨料形状对混凝土断裂参数的影响。结果表明:混凝土细观粘结裂缝模型能准确模拟混凝土损伤断裂全过程,数值模拟得到的荷载-裂缝口张开位移曲线关键点与文献中试验所得关键点平均值相对误差在10%以内;数值模拟结果经边界效应模型计算得到的混凝土抗拉强度、断裂韧度与文献中采用规范公式计算的相对误差在7%以内;随着骨料平均粒径的增大,混凝土材料的抗拉强度逐渐减小,断裂韧度逐渐增加。该研究可为混凝土断裂参数的预测提供参考。     

新老混凝土粘结面的抗冻剪切性能试验研究

本文通过162块新老混凝土粘结Z形剪切试件的试验，研究了冻融循环对新老混凝土粘结面剪切性能的影响。试件在温度～18℃．8℃范围内经受了0、5、10、15、20和30次的冻融循环。分析了新老混凝土粘结面冻融损伤破坏的机理和冻融循环次数、界面处理方法、界面剂的类型以及新老混凝土的强度等对粘结面粘结剪切强度的影响。研究表明，在冻融循环作用下，新老混凝土粘结剪切强度随冻融循环次数的增加急剧下降，冻融30次时，所试验的试件几乎全部从粘结面冻融破坏。粘结剪切强度的下降是由于新老混凝土本身强度的下降和粘结剂强度的下降以及粘结面的损伤等共同作用的结果。     

新老混凝土粘结强度的影响因素分析

新地第混凝土粘结是工程施工与老化病害结构修补补强中经常面临的一个问题。目前，们们对老老混凝土粘结的机理和力学性能还缺乏足够的了解，由于粘结面破坏造成的结构功能嫁化甚至工程事故也时有发生。鉴于此，在对影响新老混缔造占结强度的因素进行试验研究的基础上，采用方差分析法对有关因素进行了分析，结果表明，粘结面的处理方式、粗糙度及新混凝土的配合比对粘结强度影响较大。     

带凹槽的新老混凝土粘结面渗透性能试验研究

采用新老混凝土复合圆台柱体粘结试件,对72个带凹槽的老混凝土粘结面与新混凝土粘结的渗透性进行了试验研究。主要考察了凹槽宽度、界面剂等对粘结面渗透性能的影响,并对粘结面的等效水力隙宽、渗透系数以及渗透规律进行了初步探讨。结果表明,在老混凝土表面刻槽,可提高新老混凝土粘结面的抗渗性能;界面剂可改善粘结面的抗渗性能。粘结面的等效渗透系数约为1.94×10-8～4.03×10-9cm/s。     

用劈裂试验方法评价新老混凝土粘结面的抗冻性能

采用新老混凝土粘结立方体试件。通过快速冻融试验探索新老混凝土粘结面在水饱和状态下。冻融循环次数、粘结面粗糙度和界面剂类型对粘结面劈裂抗拉强度的影响。先冻后粘结试件经受冻融循环的次数为0、25、50、75、100和125，先粘结后冻融试件经受冻融循环的次数为0、5、10、15、20、25和30，界面的粗糙度为0．23mm-6．9mm，界面剂采用水泥净浆、水泥砂浆和掺加10％UEA膨胀剂的水泥浆。试验表明。无论是先冻融后粘结还是先粘结后冻融的新老混凝土粘结试件。其粘结面的劈裂抗拉强度均随冻融循环次数的增加而降低。表现为冻融初始阶段的缓降和冻融循环一定次数后的陡降。特别对先粘结后冻融试件。其下降程度更加明显；粘结面的粗糙度和界面剂对粘结劈裂抗拉强度也有不同程度的影响。而对界面剂和新混凝土中掺加引气剂的对比试验表明，引气剂可明显提高新老混凝土粘结面的抗冻性能。     

新老碾压混凝土粘结强度的影响因素分析

为了探究影响新老碾压混凝土粘结强度的因素,以新老混凝土为研究对象,采用标准的混凝土试块边长为150 mm立方体试件,强度等级分别为C20、C30、C40的新碾压混凝土和强度等级为C30的老碾压混凝土试件,以新老碾压混凝土所使用水泥净浆及不同掺比的固结剂(HEC)作为界面剂,对试件进行劈拉试验,得出粘结强度随新碾压混凝土强度等级及HEC界面剂掺量变化的规律,并且建立新老碾压混凝土粘结模型,对模型施加一定的荷载进行计算,以试验数据为基准与模拟仿真值进行对比验证。结果表明：在一定范围内新老混凝土粘结劈拉强度随着新混凝土强度的增大而增大,但增大的程度不明显,而随着HEC界面剂掺量的增加,其粘结强度逐渐增大,但过大的HEC界面剂掺量反而会使粘结强度降低：40%>50%>30%>20%>10%>水泥净浆。     

喷射UHTCC与混凝土界面的Ⅱ型断裂试验研究

使用喷射超高韧性水泥基复合材料(Ultra High Toughness Cementitious Composites,UHTCC)加固和修补水工混凝土结构具有广阔的应用前景。为评估加固效果,采用喷射UHTCC和既有混凝土制备成的两端无切口剪切型断裂复合试件,开展单边加载剪切型断裂试验,测试两种材料的界面剪切型断裂韧度。对既有混凝土表面分别采用高压水枪冲洗、人工凿毛和涂抹界面剂三种不同的处理方法,并对比研究喷射UHTCC和浇筑UHTCC两种施工工艺,探究不同因素对复合试件界面剪切型断裂韧度的影响。试验结果表明:喷射UHTCC与既有混凝土之间黏结性能良好;界面粗糙度对界面剪切型断裂韧度无显著影响;涂抹界面剂会使界面剪切型断裂韧度显著下降;喷射UHTCC制备的复合试件其界面剪切型断裂韧度高于浇筑UHTCC制备的复合试件。喷射UHTCC技术可对水工混凝土结构进行有效的加固和修复。     

PVA纤维对混凝土抗裂与增韧效应影响的研究进展

对高抗拉强度和高弹性模量的聚乙烯醇(PVA)纤维在影响混凝土抗裂与增韧效应方面的研究进展和存在的问题进行了综述。在改善抗裂性能方面,PVA纤维提高了混凝土的抗塑性开裂能力和极限拉伸值等性能,我国大型水利水电及水运工程已经开始采用PVA纤维提高混凝土的抗裂性;在韧性提高方面,研究主要集中在纤维掺量、混凝土强度、钢筋配筋率等因素对混凝土弯曲韧性的影响上。认为应在PVA纤维增韧材料的设计理论、裂缝形成与扩展的机制、PVA纤维混凝土本构方程等方面开展进一步的研究。     

PVA纤维增强混凝土的弯曲韧性

为了掌握具有高强度和弹性模量的聚乙烯醇纤维(PVA)增强混凝土的抗弯韧性,对PVA纤维混凝土的弯曲韧性进行了系统试验,测定了不同纤维掺量纤维混凝土梁的荷载—挠度全曲线。基于美国ASTM方法,分析了PVA纤维增强混凝土的弯曲韧性。研究表明:PVA纤维可显著提高混凝土抗弯韧性和变形能力,纤维掺量为0.78kg/m3、1.0kg/m3和1.3kg/m3时,韧性指数I5分别比素混凝土提高2.89、2.82和3.24倍,I10分别比素混凝土提高4.33、5.08和6.29,I30分别比素混凝土提高7.91、7.98和8.83。在纤维体积率相同情况下,PVA纤维混凝土抗弯韧性高于聚丙烯纤维混凝土;PVA纤维使混凝土由脆性破坏变为延性破坏。     

配筋对混凝土双K断裂参数的影响研究

为了确定在混凝土中配筋对试件断裂参数的影响,采用尺寸为1 000 mm×200 mm×200 mm的3组不同缝高比的钢筋混凝土试件进行试验。通过在初始裂缝两侧粘贴应变片确定了起裂荷载,计算出了钢筋混凝土试件的起裂断裂韧度、失稳断裂韧度、临界有效裂缝长度,并与相同缝高比的素混凝土试件进行了对比。结果表明,在混凝土中配筋,其起裂断裂韧度与失稳断裂韧度分别可以提高8.6%与15%;缝高比越大,钢筋混凝土试件的起裂韧度与失稳韧度值越小;钢筋混凝土试件的起裂韧度与失稳韧度的比值要比素混凝土试件的小,表明在混凝土试件中加入钢筋后可以提高结构的延性;钢筋混凝土试件的初始缝长与临界有效缝长的比值介于0.65～0.88。     

现场浇筑大坝混凝土与湿筛混凝土起裂韧度换算关系研究

本文研究现场浇筑大坝混凝土与湿筛混凝土起裂韧度的换算关系。利用中国某特高拱坝施工现场拌合楼生产混凝土拌合物,浇注成型不同试件尺寸的骨料最大粒径150 mm的大坝混凝土试件,以及骨料最大粒径40 mm的湿筛混凝土试件。通过试验分别获得了大坝混凝土及湿筛混凝土各试件的起裂荷载,进而由有限元计算得到其起裂韧度。分析了大坝混凝土与湿筛混凝土的起裂韧度随试件尺寸变化而变化的规律,研究发现,不论大坝混凝土试件,还是湿筛混凝土试件,当韧带高度与骨料最大粒径比值大于等于6.0后,起裂韧度均趋于稳定值。基于试验结果,建立了小尺寸湿筛混凝土试件推求大尺寸大坝混凝土试件起裂韧度的关系式。     

不同砂率及骨料粒径对塑性混凝土断裂韧度的影响

为研究不同砂率和骨料粒径对塑性混凝土断裂韧度的影响,开展了塑性混凝土力学性能测试和三点弯曲切口梁断裂试验,分析了不同配合比塑性混凝土物理力学韧度和表观形态,揭示了不同砂率和骨料粒径塑性混凝土断裂韧度的演化规律。结果表明:不同砂率和骨料粒径下的塑性混凝土强度和断裂韧度变化过程差异明显,随着砂率由45%增大至85%,塑性混凝土强度和断裂韧度在骨料粒径为0~5 mm时均下降明显,5~10 mm时均呈上升趋势,但断裂韧度上升幅度较低;骨料粒径为10~20 mm时,试件强度的变化规律与5~10 mm时相似,总体呈上升趋势,随着砂率由45%增大至85%时断裂韧度先下降后上升;同一配合比条件下塑性混凝土强度、特征荷载和断裂韧度随骨料粒径变化的变化规律较一致。     

大掺量粉煤灰及塑钢纤维混凝土断裂性能研究

断裂韧度是衡量大掺量粉煤灰混凝土断裂性能的重要参数,在粉煤灰混凝土中掺入纤维能够改善其脆性大和易开裂的缺点。利用三点弯曲梁试验,通过控制异型塑钢纤维体积率、灰胶比和水胶比3个参数,分别考察它们对大掺量粉煤灰混凝土断裂韧度的影响。研究表明,大掺量粉煤灰混凝土的断裂韧度随异型塑钢纤维体积率的增加而增大,随灰胶比、水胶比增大而减小。     

用直裂缝平台巴西圆盘确定混凝土的动态断裂韧度

采用一种直裂缝平台巴西圆盘试件,在分离式霍普金森压杆系统上研究了混凝土动态起裂韧度的测试方法。该方法基于一维应力波理论,利用压杆上的应变信号计算试件所受的动态冲击载荷P(t),结合动态有限元法求得试件相应的动态应力强度因子KI(t),再由试件上应变片测得的起裂时间tf对应的临界动态应力强度因子KI (tf),即为混凝土的动态起裂韧度KId。试验表明,混凝土的动态起裂韧度高于在材料试验机上测得的静态断裂韧度,因为在动态加载情况下,圆盘试件除在预制裂缝方向产生与静态加载一样的裂缝扩展外,还产生大致平行于预制裂缝方向的多重裂缝扩展破坏现象。试件破坏模式、临界破坏时间等是影响混凝土材料动态起裂韧度测试结果的重要因素。     

不同尺寸混凝土三点弯曲梁试件断裂过程试验研究

为探讨不同尺寸混凝土三点弯曲梁试件断裂过程的差异性及其尺寸效应,设计了高度为0.25 m、0.30 m、0.40 m、0.50 m的4组16根不同尺寸混凝土三点弯曲梁试件,对其进行全过程断裂试验,并分析了荷载~张口位移曲线、起裂和失稳荷载、起裂和失稳韧度等断裂参数的变化。结合双K断裂韧度计算方法,得到不同尺寸混凝土三点弯曲梁试件的起裂韧度和失稳韧度。结果表明:不同尺寸混凝土试件断裂过程具有差异性;起裂韧度不随试件高度的增加而变化,失稳断裂韧度随试件高度的增加而增大。试件高度从0.25 m增加到0.50 m时,失稳韧度增加了0.40 MPa·m1/2。     

水泥矿物组成与韧性的灰色关联分析

开裂是影响混凝土结构耐久性能的重要因素。改善水泥石的韧性，有利于提高混凝土的抗裂性能。试验研究了不同品种硅酸盐水泥的韧性，利用灰色关联方法，分析了水泥矿物组成与韧性间的主次相关性。结果表明，C2S含量对水泥石韧性的影响最大，C3S和C3A含量的影响程度居中，C4AF含量的影响最小；适当增加硅酸盐水泥中C2S的含量、控制C3S和C3A的含量，有利于提高水泥石的韧性。