超高性能混凝土高温后残余力学性能试验研究

测定了抗压强度高于140MPa的含粗骨料超高性能混凝土和活性粉末混凝土遭受高温作用后的残余抗压强度、残余劈裂抗拉强度和残余断裂能。结果显示,两种超高性能混凝土的残余强度均随着目标温度的升高而呈现先增大再降低的趋势,而残余断裂能均随着目标温度的升高逐渐降低。各目标温度下,含粗骨料超高性能混凝土的残余抗压强度均高于活性粉末混凝土,但其残余劈裂抗拉强度和断裂能低于后者。活性粉末混凝土在300℃临界温度下的峰值残余抗压强度和峰值残余劈裂抗拉强度分别比常温时提高了26.8%和19.3%,800℃高温后的强度损失率分别为72.3%和81.4%。含粗骨料超高性能混凝土在400℃临界温度下的峰值残余抗压强度和在300℃目标温度下的峰值劈裂抗拉强度分别比常温时提高了34.0%和6.8%,800℃高温后的强度损失率分别为70.2%和84.9%。所以,对于有抗火灾高温要求的工程结构,含粗骨料超高性能混凝土适合用于受压构件,而活性粉末混凝土适宜于抗弯构件。     

箍筋约束超高性能混凝土柱受压性能研究进展

为研究箍筋约束超高性能混凝土(UHPC)柱的受压性能和结构设计方法,对约束混凝土柱的研究与发展进行总结分析,讨论了6种简化的约束混凝土本构模型; 重点介绍了国内外关于箍筋约束UHPC短柱、长柱的轴心受压、偏心受压力学特性最新研究成果,并对影响柱受压特性的主要因素等进行分析总结; 对目前研究中存在的问题进行了探讨,并对箍筋约束UHPC柱的未来研究方向进行展望。结果表明:目前研究主要集中于普通箍筋约束UHPC短柱的轴压性能; 箍筋约束UHPC柱需要较高的约束应力才能充分利用UHPC的高性能,并能显著改善构件延性; 钢纤维能延缓保护层开裂,抑制保护层脱落,提高构件的抗损稳定性,与箍筋具有协同组合效应并能共同发挥约束效果; 建议在UHPC构件设计时考虑纤维特性而适当减少配筋,箍筋约束UHPC短柱的轴压承载力计算可偏保守地参考普通混凝土轴压短柱承载力计算模型; 箍筋约束普通、高强混凝土本构模型不能准确评估箍筋约束UHPC柱的轴压特性,建议开发预测精度较高的箍筋约束UHPC柱的本构模型。     

高温对纤维增韧高性能混凝土残余力学性能影响的试验研究

本文通过测定钢纤维、聚丙烯纤维和混杂纤维(聚丙烯纤维和钢纤维)增韧高性能混凝土的高温残余强爱和断裂能，研究聚丙烯纤维、钢纤维和混杂纤维对混凝土高温残余力学性能的影响。实验结果表明，钢纤维和混杂纤维，尤其是钢纤维，显著提高高性能混凝土的残余强度和断裂能。聚丙烯纤维对高性能混凝土残余力学性能的影响很小。     

高性能混凝土双轴受压试验研究

对高性能混凝土板式试件进行了双轴受压试验研究,在应变比例控制加载的条件下,得到了试件两个加载方向上包含上升段和下降段的应力应变全曲线,并提取曲线的峰值强度参数与传统试验的结果进行了对比。     

养护制度对超高性能混凝土高温损伤后残余力学性能的影响

对48个超高性能混凝土(UHPC)立方体抗压试件采用洒水养护、热水养护、洒水-干热养护和热水-干热养护,对18个UHPC哑铃形抗拉试件进行热水养护和热水-干热组合养护,养护完成后分别测定抗压试件和抗拉试件高温作用后的残余抗压强度和残余抗拉强度。结果表明:采用洒水-干热(105℃)组合养护和热水-干热组合养护的立方体试件分别在348,370℃的高温作用下发生爆裂,且这两种组合养护方式下的试件抗压强度相较于单一洒水养护和单一热水养护方式下的分别降低36.73%和14.56%。采用洒水-干热(200℃)组合养护的立方体试件残余抗压强度随着目标温度的增加呈先上升后下降的趋势,临界温度为300℃,该养护方式不仅提高了UHPC的高温残余抗压强度,同时立方体试件均未发生爆裂。采用热水-干热(105℃)养护的哑铃型试件残余抗拉强度随目标温度的提升呈先上升后下降的趋势,该组合养护方式下试件的抗拉强度仅为热水养护的54.05%,当目标温度超过400℃时,哑铃型试件发生爆裂。     

钢纤维规格对超高性能混凝土性能的影响

采用不同规格钢纤维配制超高性能混凝土(UHPC),分析研究钢纤维的长径比、直径与长度对UHPC坍落扩展度、抗压与抗折强度的影响.试验结果表明,UHPC材料的抗折强度会随着钢纤维长径比的增大而提高,但工作性能会有所下降,而抗压强度则随长径比变化呈先增大后减小的变化趋势,但其影响规律不能单纯考虑钢纤维长径比的影响,还需考虑...     

超高性能混凝土增强钢筋混凝土组合柱偏压性能试验研究

利用超高性能混凝土（UHPC）等量取代钢筋混凝土（RC）偏压柱受拉侧一定厚度混凝土,制作了8个UHPC-RC组合柱（包括2个RC对比柱）,研究偏心距、UHPC层厚度和UHPC层配筋等对组合柱开裂性能、极限承载力和延性的影响规律,结果表明：与对比柱相比,UHPC显著提高了组合柱抗裂性能,不同程度延缓裂缝出现,且受拉区呈典型“多缝开裂”破坏形态;随着UHPC层厚度增加和UHPC层配筋增强,组合柱的极限承载力和延性均不同程度提高;建立了UHPC-RC组合偏压柱的极限承载力计算模型,理论计算值与试验值吻合较好。     

钢纤维活性粉末混凝土受压性能试验研究

本文进行40组不同尺寸的立方体试件受压性能试验,研究了不同养护制度、不同龄期、不同钢纤维掺量的钢纤维活性粉末混凝土的抗压强度、尺寸效应,分析钢纤维活性粉末混凝土的破坏形态,并探讨其受压破坏机理。     

钢纤维对超高性能混凝土性能的影响

超高性能混凝土是一种具有超强耐久性、超高强度的特殊混凝土。文章研究了不同钢纤维掺量对超高性能混凝土的工作性能和力学性能的影响,结果表明,钢纤维会导致细骨料UHPC流动性降低,并且流动性均随着掺量的增加而降低更多,同时钢纤维可以提高抗压强度和抗折强度,并均随着掺量的增加而增大。     

钢纤维搭配对超高性能混凝土拌合物性能的影响

通过设计不同水胶比、钢纤维掺量下超高性能混凝土(UHPC)配合比,比较了T_(200)与min-v漏出时间和流动度的关系,发现T_(200)能较好反映UHPC黏度的变化,与流动度共同表征UHPC的流变性能。采用较短纤维替代长纤维,其质量比小于0.75时,随着短纤维的加入能降低UHPC的黏度;当超过0.75后,长短钢纤维的"墙体效应"作用对流动度的贡献作用降低明显。长短纤维搭配能提高UHPC的综合性能。随着纤维影响因素(k)的增加,流动度先增加后降低;k值的变化与抗压强度和抗折强度呈良好的线性关系。     

超高性能混凝土三轴受压力学性能及破坏准则

为研究超高性能混凝土(UHPC)三轴受压力学性能及破坏准则，考虑围压、钢纤维体积掺量和长径比、聚丙烯纤维体积掺量等主要因素，设计制作39个超高性能混凝土圆柱体试件。通过常规三轴受压试验，考察UHPC三轴破坏形态，分析三轴应力-应变关系全曲线，揭示强度和变形性能指标变化规律，提出考虑纤维特征参数的UHPC多轴破坏准则。结果表明：三轴应力状态下UHPC的破坏形态均呈剪切型，围压对裂缝形成与分布影响显著；UHPC三轴受压全过程曲线分为线弹性段、非线性硬化段和应变软化段三部分；施加围压和掺入钢纤维均能显著改善UHPC三轴受压力学性能，当围压从0 MPa增至40 MPa时，峰值应力和峰值应变分别最大增加161.7%和224.7%,当钢纤维体积掺量由0%增至3%以及长径比由30增至80时，峰值应力和峰值应变分别最大增加24.6%和68.6%;聚丙烯纤维可有效提升UHPC的变形能力；围压对UHPC三轴受压力学性能的影响最大，钢纤维的影响次之，聚丙烯纤维的影响最小。基于Willam-Warnke五参数模型建立了UHPC破坏准则，模型预测结果与试验结果吻合较好。     

纤维自密实高性能混凝土工作度的试验研究

工作度、强度、韧性及耐久性是自密实高性能混凝土(SCHPC)的主要性能指标,而工作度是保证混凝土具有高性能的重要前提。本文参照目前国际上的最新发展趋势,使用流变仪(rheometer)、流动槽(flow channel)、坍落流动板(slump flow panel)、J型环(J-Ring)和L槽(L-Box)等方法研究纤维自密实高性能混凝土(FR-SCHPC)的工作度。通过大量试验分析了不同掺量的钢纤维、PP纤维及组合纤维对新拌混凝土流动性、抗离析性、流经钢筋的间隙通过性能以及自流平能力的影响;为在实际工程中应用FRSCHPC提供了依据。     

钢纤维掺量对超高性能混凝土性能影响的试验研究

通过纤维掺量的调整以及规范的制备流程,研究不同强度系列的超高性能混凝土制备技术,并对比分析了不同强度下超高性能混凝土的新拌浆体性能、力学性能以及耐久性能。结果表明:控制纤维体积掺量在1.5%～5.0%范围,可实现系列化UHPC制备;纤维显著影响UHPC新拌浆体扩展度及容重,但对含气量影响较小;UHPC抗压强度、抗弯强度、拉伸强度与纤维掺量呈正相关,静弹性模量与纤维掺量无明显作用关系;系列UHPC抗压强度均有明显的尺寸效应;混凝土拉伸性能与试件的尺寸及加载方式有关,劈拉抗拉评价方法数据离散性小,而单轴抗拉评价方法试验数据离散性高,结果准确获取难度大; UHPC氯离子扩散系数低于普通混凝土2个数量级,具有较好的耐久性能,可满足超高强、高耐久的性能要求。     

超高性能纤维混凝土在路桥加固施工中的应用

当今社会,路桥是经济发展的命脉,但随着车辆数量的增加,对路桥产生了较高的应力,致使桥梁发生裂缝等风险的概率增加,影响了部分路桥的正常使用,若重新建设不仅建设周期长,而且建设成本高。超高性能纤维混凝土具有水胶比低、强度大、耐久性强、吸水率低、孔隙率低等优点,在路桥施工中应用超高性能纤维混凝土对路桥进行加固处理,能有效提高路桥的稳定性能。基于此,本文首先分析了钢纤维桥面段构造,然后介绍了超高性能纤维混凝土的选择与配比计算方法,最后阐述了超高性能纤维混凝土在路桥加固施工中的应用,以供施工企业参考。     

高性能轻骨料混凝土高温后受压本构关系研究

通过对无纤维全轻混凝土、无纤维次轻混凝土、钢纤维全轻混凝土、钢纤维次轻混凝土进行25、200、400、600、800℃五个温度水平的高温后力学性能试验,研究高温作用对未掺钢纤维和掺入不同体积掺量钢纤维增强轻骨料混凝土力学性能的影响。研究结果表明：随受火温度升高,高性能轻骨料混凝土的强度、弹性模量逐渐下降,立方体抗压强度和弹性模量下降幅度大于轴心抗压强度,纵向峰值应变和横向变形逐渐增大,应力-应变曲线渐趋扁平,上升段线性段比例变小,曲线与横轴包围面积逐渐减小;高性能全轻和次轻混凝土均表现出比普通混凝土更好的抗火性能,但是在高温800℃后,高性能轻骨料混凝土也发生了爆裂,掺入钢纤维后并没能消除爆裂现象,但是减小了高温后试块的表面裂缝宽度;钢纤维改善了高温前后轻骨料混凝土的力学性能,使高温前后轻骨料混凝土的弹性模量和峰值应变均有一定程度的提高。通过回归分析,建立高性能轻骨料混凝土的单轴受压分段应力-应变本构方程,其与试验结果吻合较好。     

高性能混凝土三向受压力学性能试验研究

设计了60个不同围压及混凝土强度的高性能混凝土圆柱体试样进行常规三轴受压试验,以研究其在三向应力下的力学性能。结果表明：试件在单、三向受压状态下分别发生纵向劈裂、斜向剪切破坏;试样应力-应变曲线可分为：弹性上升段、塑性上升段、软化下降段。其中,软化下降段比单轴受压状态更平滑,表明延性更高;随着侧向压力的增加,试件弹性模量、峰值应力及峰值应变均显著增大;最后由最小二乘法建立了侧向压力关于峰值应力、峰值应变的计算式。     

海洋侵蚀环境下超高性能混凝土的力学与耐久性能研究

通过加速劣化试验方法研究了超高性能混凝土（UHPC）在模拟海洋侵蚀环境下的力学和耐久性能。结果表明：海水养护下UHPC的力学性能受开始浸泡时间的影响较小,长期力学性能发展比较稳定;UHPC具有良好的适应性和耐久性能,冻融循环对UHPC性能的影响相对较大,但介质类型对其性能的影响较小;随着硫酸盐干湿循环次数的增加,UHPC的相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数先增加后降低,质量损失增加;硫酸盐干湿循环会导致UHPC表面露出的钢纤维锈蚀,但内部结构无损伤,钢纤维与基体结合紧密。