基于XFEM的骨料分布对混凝土有效模量的影响

混凝土的弹性模量是结构设计中最基本的参数,在计算方法上需要保证足够的准确性。基于现有的3层球壳解析模型,将骨料、界面过渡区和薄层砂浆组成的整体先行处理为等效夹杂体,并根据解析模型获得相应的弹性模量,随后将混凝土视为由此等效而来的夹杂体与基体砂浆组成的二相复合材料。在固定背景网格体系中,采用无附加自由度的扩展有限元方法计算不同级配和骨料含量的混凝土等效弹性模量。当混凝土的骨料分布发生变化时,无附加自由度的扩展有限元方法能够在程序设计上避免整体刚度矩阵的维度变化问题。此外,为了能在获得不同的骨料分布的同时获得较高的骨料含量,混凝土的级配采用固定的粒径分布形式。结果表明：骨料含量同为47.12%的3种级配的混凝土弹性模量基本相同,说明级配对混凝土弹性模量的影响可以忽略;解析解可较准确地预测稀疏骨料分布情况下的混凝土等效弹性模量,但骨料增加后其预测值出现较大偏差;混凝土弹性模量随硬骨料含量的增加线性增大,随软骨料含量的增加线性减小。     

硅灰和纤维对轻骨料混凝土抗冻性能的影响

通过在轻骨料混凝土中掺入硅灰、纤维,研究轻骨料混凝土在冻融单独作用及冻融-硫酸钠复合作用下的抗冻耐久性.研究发现,轻骨料混凝土的硫酸钠.冻融的复合损伤明显大于单一冻融损伤.混合纤维的加入,对轻骨料混凝土冻融后的强度损失有一定的改善作用.硅灰和粉煤灰掺入混合纤维轻骨料混凝土,界面过渡区明显改善,抗冻融耐久性显著提高.     

骨料类型及粒径对拋填骨料混凝土性能的影响

将拋填骨料工艺用于制备再生混凝土,以拋填天然骨料混凝土为对照,由抗压强度、弹性模量、体积稳定性及抗渗性对拋填再生骨料混凝土进行评价。结果表明:在最佳拋填率时,拋填骨料混凝土的抗压强度可提高7.4%～15%,并且拋填再生骨料混凝土弹性模量提高21.1%。而且拋填再生骨料混凝土的体积稳定性及抗渗性均有提高。尽管拋填再生骨料混凝土的力学性能及耐久性不如拋填天然骨料混凝土,但相比常规的再生混凝土制备方法,拋填骨料工艺提供了一种制备高性能再生骨料混凝土的方法,更能实现再生骨料的资源化利用。     

高性能混凝土对骨料的要求

分析了骨料对高性能混凝土工作性能、抗渗性能及强度的影响,提出了高性能混凝土对骨料质量及技术指标的具体要求.     

抛填骨料路面混凝土的研究

通过在路面混凝土中抛填一定量的粗集料,制成粗集料嵌锁型路面混凝土,并对其力学性能以及界面过渡区的显微硬度分布进行了研究。结果表明:抛填粗集料后,路面混凝土的7 d和28 d抗折强度有所提高,7 d和28 d抗压强度有显著提高,粗集料抛填量为8%～10%时强度达到最大值;掺粉煤灰的混凝土抛填骨料后强度有明显增加;抛填骨料路面混凝土的收缩率显著降低,弹性模量有所提高,显微硬度测试表明抛填骨料表面的界面过渡区比普通集料窄,且显微硬度更高。由此可见抛填干燥的骨料会吸收浆体水分,增强界面过渡区,有利于提高混凝土的性能。     

再生细骨料及其混凝土的微观结构特征

采用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射、显微硬度和氮吸附等微观测试方法研究了再生细骨料及其混凝土的微观结构特征.研究结果表明:再生细骨料是一种组成复杂的、具有一定水化活性的和高渗透性的人造骨料,其主要矿物相为SiO2、CaCO3以及少量的C2S.再生细骨料混凝土内部水泥石孔隙较多,结构密实性较差,同时其与再生细骨料间存在较为明显的界面过渡区,该界面过渡区宽度较大,且界面过渡区两侧的骨料和水泥石的显微硬度均较低.再生细骨料的多孔结构,以及再生细骨料混凝土内部水泥石和界面过渡区微观结构缺陷是导致其大孔增多的主要原因,大孔的增多会对混凝土抗渗性产生不利影响.     

粗骨料对高性能快速修补混凝土力学性能的影响

就粗骨料的品种、级配，最大粒径、空隙率以及针片状颗粒含量对高性能快速修补混凝土的力学性能的影响进行了研究，试验结果表明：石灰石集料能有效降低混凝土的脆性；大小颗粒搭配合理，空隙率小的粗骨料配制的HPRRC有较高的早期抗压和抗折强度，粗骨料最大粒径不宜大于25mm，粗骨料中针片状颗粒含量不宜超过4％。     

老混凝土中骨料-水泥界面过渡区(ITZ)(Ⅰ)——元素与化合物在ITZ的富集现象

利用扫描电子显微镜（SEM）、电子探针（EPXM）和电子能谱（EDXA）对骨料颗粒和水泥浆体界面过渡区（ITZ）进行了研究，研究的重点是老混凝土中骨料－水泥界面过渡区的微观结构特征和成份分布，结果表明，老混凝土由于在成熟度高，其ITZ中水化物十分丰富，密实度高。ITZ内部和外部的水化产物组成存在一定的差别，表现在Ca,K和Fe等元素富集于ITZ，而Si元素在此区域的含量相对较低，对于特定的元素或物质在ITZ中的富集现象的研究，有助于提高对混凝土材料稳定性的认识。     

再生骨料的分布对再生混凝土抗拉性能的影响

目的研究再生骨料分布这一细观特征对再生混凝土作用机理及宏观力学性能的影响,丰富再生混凝土的相关理论.方法针对再生骨料取代率为50%、设计强度为C30的再生混凝土,在CAD中建立20个不同的二维再生混凝土细观骨料分布模型,定义再生骨料分布均匀性系数α,将模型导入ABAQUS对其进行单轴拉伸数值模拟.结果当再生骨料分布过于均匀或分散,即当α<0.338或α>0.483时,再生混凝土抗拉强度较低;当再生骨料分布均匀性适中,即α∈[0.338,0.483]时,抗拉强度较高.结论不同α的再生混凝土受拉破坏机理相同,α仅影响裂缝位置及裂缝穿过再生骨料的数量,且抗拉强度及变形能力随着α的改变而呈规律性变化.     

再生集料混凝土的微观结构特征

研究了两种不同类型的再生混凝土集料(RC集料)和一种花岗岩集料配制的混凝土的微观结构特征，尤其是集料和水泥浆体之间的界面过渡区的某些结构细节。结果表明，界面过渡区的微观结构特征与集料的密实程度有关，过于密实(天然集料)和过于疏松(低标号混凝土)的集料可引起界面区的多孔性或聚集粗大颗粒的水化产物，而适中密实程度的集料可形成较为密实的界面区。     

水泥混凝土浆体 集料界面区结构与性能

混凝土浆体-集料界面区结构与性能影响混凝土的整体性能,是混凝土材料研究的热点之一。针对水泥混凝土浆体-集料界面区结构与性能特点,从混凝土界面区结构、性能、研究手段、改善方法及其对水泥混凝土性能影响等方面,综述了国内外水泥混凝土浆体-集料界面区结构与性能研究进展。总结了界面区结构特征与性能影响因素及微观和宏观两种界面区研究手段,分析界面区结构与性能差异原因及对混凝土整体性能影响程度,概括了矿渣粉和偶联剂等无机和有机两类界面区结构与性能改善方法,最后,提出混凝土界面区结构与性能研究重点和方向。     

再生混凝土ITZ结构与性质的研究

采取降低水灰比 ,掺入适量粉煤灰、高效减水剂和对再生集料表面进行处理等措施 ,通过 SEM研究了再生混凝土界面过渡区 (ITZ)的结构与性质。试验结果显示 :降低水胶比 ,掺入 2 0 %的粉煤灰和 2 .5 %高效减水剂 (对水泥 ) ,可使再生混凝土 ITZ结合更加紧密 ,抗压强度得以提高。在同样条件下 ,采用 1% PVA溶液处理过的再生集料 ,有利于提高新拌再生混凝土的流动性 ,同时 ,硬化混凝土的强度也有所提高     

混凝土中骨-浆界面断裂韧度的分布特性

在已有的断裂准则和试验数据的基础上，运用概率断裂力学与数理统计的基本理论和方法，对粗骨料与硬化水泥浆体界面断裂韧性的分布特性进行了研究，并提出了确定断裂韧性试验最少件数的途径。由于Weibull分布或对数正态分布常用来分析寿命分布问题，故优先考虑这2种模型。通过分析和计算得出：粗骨料与硬化水泥浆体界面断裂韧性服从对数正态分布，在置信度为0．9，相对偏差不超过5％的条件下，对应的断裂韧性最少件数估计在13件左右。通过断裂韧性分布特性的研究，将为粗骨料与硬化水泥浆体界面概率断裂分析与施工控制提供了参考依据。     

Modificatin of ITZ Structure and Properties of Regenerated Concrete

1Introduction Increasingattentionispaidtotheinvestigationand applicationofregeneratedconcrete(RC)forthesustain abledevelopmentofsociety[13].TheRCispreparedwith demolitionwasteconcreteoroldconcreteastherecycled aggregate(RA).RAcontainsacertainamountofhard enedcementmortar,someofwhichhaveaformofinde pendentlumps,andothersadhereontothesurfaceofnat uralaggregate.SinceRAhasagreaterporosityanda higherwaterabsorptioncapacitythannaturalaggregate,whichhasagreaterinfluenceontheperformanceofRC;conse…     

辉绿岩混凝土的强度与界面特征研究

结合襄十高速公路的实际情况，对辉绿岩作混凝土集料进行了深入的研究。通过与石灰石集料的对比研究发现，辉绿岩作集料配制出的混凝土无论在坍落度，还是在强度等方面均优于石灰石混凝土。同时，还结合SEM方法对比研究了辉绿岩混凝土和石灰石混凝土的界面粘结情况，进一步解释了辉绿岩混凝土强度高于石灰石混凝土的原因。     

混凝土界面过渡区不均匀特性研究

在新拌混凝土制备过程中,因混凝土内部的微泌水效应和宏观泌水作用会对处于不同位置的骨料周围区域内产生水分的不均匀分布,进而影响界面过渡区的均匀性。利用显微硬度测试技术研究了混凝土界面过渡区的不均匀特性。结果表明,单骨料上、下以及侧面等不同界面处显微硬度值存在较大差别,其中上界面显微硬度值最大。表层骨料周围界面过渡区宽度略大于内部骨料界面过渡区;硅灰的掺加能明显改善混凝土界面过渡区的不均匀性。