热疲劳作用对混凝土力学性能及微观结构的影响

我国西北地区日、年温差大,混凝土经历着温差产生的热疲劳劣化。保持环境湿度恒定,在20 ℃、30 ℃、40 ℃温差下开展两种强度等级的混凝土热疲劳试验,测定其抗压强度、劈裂抗拉强度等宏观性能变化规律;通过超声无损检测技术和压汞试验测定微观结构。结果表明:热疲劳劣化效应明显,随循环温差的增大和循环次数增加,混凝土强度下降明显,C40混凝土下降幅度大于C25混凝土,且劈裂抗拉强度较抗压强度对热疲劳作用更敏感;超声波速呈减小趋势,说明混凝土内部裂隙缺陷增多;同一循环温差下,混凝土的孔隙率、孔隙总体积、平均孔径、中值孔径、最可几孔径随温差循环次数增加而增大,孔隙总表面积减小,孔隙结构表现出粗化的特征且呈劣化的趋势,C40混凝土的孔隙率小于C25混凝土,但其孔隙率相对变化值更大,从微观层面揭示了混凝土在热疲劳作用下强度损伤的内在原因。     

聚丙烯纤维对混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的影响

以混凝土试件的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度为评价指标,评价了聚丙烯纤维对混凝土抗硫酸盐干湿循环侵蚀性能的影响。结果表明,随着聚丙烯纤维长度的不断增大,混凝土试件在硫酸盐溶液中干湿循环60次后的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度值均呈现出先增大后减小的趋势,聚丙烯纤维长度为16mm时,力学性能最好;当纤维的长度相同时,随着纤维掺量的增大,混凝土试件的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度值均是先增大后减小,纤维的掺量为2kg·m^-3时,其抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度值均可以达到最大。研究结果认为,聚丙烯纤维的掺入能够有效提高混凝土试件的抗硫酸盐侵蚀能力,选择聚丙烯纤维的长度为16mm,掺量为2kg·m^-3,此时,混凝土试件的各项力学性能均可以达到最佳。     

干湿循环条件下玄武岩纤维水泥土力学强度试验研究

为保证干湿条件下水泥土工程特性,在水泥土中掺入玄武岩纤维,研究水泥掺量、纤维掺量、干湿循环次数对水泥土力学强度的影响规律。结果表明,干湿条件下,随水泥掺量或纤维掺量的增加,水泥间接抗拉强度提高较抗压强度明显;同一干湿次数下,水泥掺量增加1%,纤维水泥土抗压强度、间接抗拉强度至少分别提高12%、15%;纤维掺量为0.3%的水泥土力学强度达到最大值,纤维掺量≤0.3%时,纤维掺量增加0.1%,抗压强度和间接抗拉强度分别平均提高了18%、26%;纤维水泥土力学强度均随干湿次数增加先增大后减小,干湿次数为5次时,力学强度达到最大值。     

风积沙超高性能混凝土耐久性实验研究

我国风积沙覆盖面积巨大,覆盖了我西北、东北方向大部分区域。同时该区域建筑材料资源匮乏,将风积沙作为骨料制备混凝土具有重大研究价值。以风积沙混凝土为研究对象,探讨冻融循环、抗硫酸盐浸泡、耐硫酸盐侵蚀对风积沙混凝土耐久性能带来的影响,结果表明:冻融循环对风积沙混凝土的抗压强度的影响最大,干湿循环硫酸盐侵蚀次之,硫酸盐浸泡最小;劈裂抗拉强度受冻融循环次数、硫酸盐浸泡以及酸盐侵蚀影响较小,但随着干湿循环硫酸盐侵蚀循环次数的增加,强度先迅速下降,然后逐渐上升,然后迅速下降。     

干湿循环下再生细骨料混凝土的氯离子渗透性能

考虑到天然砂的日益短缺和废弃混凝土造成的环境危机，采用不同取代率的再生细骨料(RFA)制备再生细骨料混凝土(RFAC),分析其在干湿循环下的性能演化规律，研究其抗氯离子侵蚀性能。结果表明：RFA的加入降低了混凝土的抗压强度，当RFA质量取代率为100%时，RFAC的28 d抗压强度是普通混凝土的77.0%;在干湿循环作用下，RFAC自由氯离子含量随着侵蚀深度的增加先增加后减小最后趋于稳定，并出现明显的氯离子对流区和扩散区，对流区深度约为5 mm,且随着干湿循环次数和RFA取代率的增加，对流区深度也不断增大；随着干湿循环次数增加，RFAC的孔隙率呈指数增大；在干湿循环作用下，RFA取代率高的混凝土孔隙率增大更明显，此为其抗氯离子侵蚀能力变差的原因。     

HEC取代水泥对玻璃纤维再生混凝土力学性能的影响

为了提高建筑垃圾利用率和改善再生混凝土性能，以玻璃纤维再生混凝土为研究对象，研究了HEC取代水泥对玻璃纤维再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、比强度和保温性能的影响。结果表明：玻璃纤维再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度随HEC取代率的增加呈现先增强后下降趋势，当HEC取代率为50%时，再生混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度最大；玻璃纤维能够显著提高再生混凝土轻质高强性能，比强度随玻璃纤维掺量的增加呈现先增大后降低趋势，当玻璃纤维掺量为2%时，混凝土的抗压强度和比强度最大。综合表明，当HEC取代率为50%、玻璃纤维掺量为2%时，玻璃纤维再生混凝土力学性能和保温性能最好。     

纳米碳酸钙对透水混凝土力学与抗酸雨腐蚀性能的影响

为了分析纳米碳酸钙对透水混凝土力学性能和抗酸雨腐蚀性能的影响规律,制备了不同纳米碳酸钙添加量的透水混凝土试件,利用浓硝酸、硫酸铵和pH缓冲溶液配制了酸雨溶液,开展了不同酸雨溶液干湿循环下的力学性能测试,分析了纳米碳酸钙添加量和酸雨溶液干湿循环次数对混凝土透水系数、抗压强度、抗折强度的影响规律。研究结果表明：（1）随着纳米碳酸钙添加量的增大,混凝土的透水系数先增大后减小,而抗压强度和抗折值先减小后增大,拐点均出现在添加量为1.6%时;（2）随着酸雨腐蚀天数的增加,混凝土的透水系数先缓慢减小后快速增加,而抗压强度和弹性模量则先缓慢增大后快速减小;（3）添加4%以下的纳米碳酸钙均有利于透水混凝土抗酸雨腐蚀性能的提升,尤其是添加量为1.6%～2.4%时提升效应最为明显,性价比最高。     

酸雨模拟液侵蚀混凝土的损伤劣化研究

采用干湿循环和长期浸泡两种制度,模拟滨海化工园区酸雨环境,研究C25和C50混凝土在酸雨侵蚀条件下的损伤劣化规律.结果表明:混凝土的质量、抗压强度、抗氯离子扩散能力随着酸雨循环次数的增加,呈现先增大后减小的趋势;C50及C25混凝土均是质量先达到破坏标准,水胶比低的混凝土抗酸雨侵蚀能力强;干湿循环实验和长期浸泡这两种制度下酸雨对混凝土的侵蚀规律一致.     

干湿循环作用对沥青混凝土高温性能的影响分析

制备了SBS改性沥青I-C混凝土AC-13,采用20℃、40℃和60℃恒温湿润12h干燥12h的方法进行了4至36次干湿循环,分别测试了高温抗压强度、蠕变特性和动稳定性,分析了干湿循环对沥青混凝土高温性能的影响。研究结果表明:沥青混凝土的高温单轴抗压强度随干湿循环的增大而减小;沥青混凝土粘性流动随着干湿循环次数的增加而明显增强;沥青混凝土的车辙深度随干湿循环次数的增大而增大。     

再生粗骨料中不同聚丙烯纤维体积掺量对再生混凝土力学性能的影响

文章制备了不添加聚丙烯纤维（PPF）再生粗骨料和PPF体积掺量为0.10%、0.15%、0.20%再生粗骨料，并制作再生混凝土试件，分析再生混凝土力学性能的影响。结果表明：随着PPF体积掺量的增加，混凝土拌合物流变性降低。添加PPF的各组混凝土试件抗折破坏均为塑性破坏。随着PPF体积掺量的增加，试件抗压强度、轴心抗压强度逐渐增加，劈裂抗拉强度先降低后上升。随着PPF体积掺量的增加，试件静压弹性模量、轴压韧性指数先增大后降低，峰值应力先降低后增大。随着PPF体积掺量的增加，试件内部孔隙率、大孔径分布比例总体呈下降趋势。PPF体积掺量为0.15%，再生混凝土试件的力学性能更优。     

掺级配良好再生PVC骨料混凝土的力学和吸能性能

将级配良好的再生聚氯乙烯(PVC)颗粒以不同掺量等体积替代天然细骨料后加入混凝土中制成试件,进行力学性能试验和冲击试验,得到立方体压缩强度、劈裂抗拉强度、卸载弹性模量、能量吸收率和微观结构图,用来探究不同掺量的再生PVC骨料混凝土的力学和吸能性能。结果表明,当PVC骨料掺量为0%,5%,10%,15%,20%,30%时,其混凝土压缩强度分别为49.34,52.44,45.79,46.41,45.6,43.46 MPa,劈裂抗拉强度为2.73,3.58,3.2,2.92,2.69,2.44 MPa,混凝土的压缩强度和抗拉强度均随掺量增加呈先增加后缓慢降低趋势,并且用级配良好的再生PVC颗粒替代天然细骨料加入混凝土的力学性能比单一粒径塑料颗粒优良;随PVC骨料掺量增加,混凝土脆性得到改善且延性增强;混凝土的能量吸收能力随再生PVC细骨料掺量增加呈直线增加趋势。     

冻融循环下沙漠砂纤维混凝土损伤模型研究

为研究冻融循环作用下沙漠砂纤维混凝土的损伤模型,对沙漠砂纤维混凝土进行0次、25次、50次、75次、100次、125次及150次的快速冻融试验,分析不同冻融循环次数后沙漠砂纤维混凝土相对动弹性模量、抗压强度及劈裂抗拉强度的衰减规律。结合试验数据,基于指数函数和二次函数建立沙漠砂纤维混凝土的冻融损伤劣化模型。结果表明:与沙漠砂混凝土相比,掺入聚丙烯纤维的沙漠砂混凝土的抗冻融能力有效提高;相对动弹性模量随冻融循环次数的增加而下降;与未冻融相比,150次冻融循环后,沙漠砂纤维混凝土的抗压强度降低了49.5%,劈裂抗拉强度降低了70.13%;建立了两种冻融循环下沙漠砂纤维混凝土损伤模型,其计算值与试验值吻合较好,可为沙漠砂纤维混凝土在严寒地区的应用提供理论参考。     

再生骨料和橡胶颗粒对透水混凝土性能的影响

以C20透水混凝土为设计基准,再生骨料和橡胶颗粒掺量为影响因素,通过测定透水混凝土的连通孔隙率、透水系数、28 d抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量等性能指标,研究再生骨料和橡胶颗粒对透水混凝土基本性能的影响规律;同时,采用拟合回归和综合对比的方法建立透水混凝土连通孔隙率与透水系数、劈裂抗拉强度及弹性模量与28 d抗压强度之间的关系模型.     

Retained properties of concrete exposed to high temperatures: Size effect

Concrete as a construction material is likely exposed to high temperatures during fire. The retained properties of concrete after such exposures are still of great importance in terms of the serviceability of structures. This paper presents the effects of high temperatures on the physical, mechanical, and microstructural properties of concrete. Specimens with different sizes were exposed to high temperatures ranging from 200 to 1200^°C. The compressive strength, splitting tensile strength, ultrasonic pulse velocity, and rebound numbers of the specimens were determined. The microstructures of the specimens were examined by scanning electron microscope (SEM) analyses. The test results indicated that the retained compressive strength of concrete considerably decreased with increase in temperature. The effect of specimen size on the retained compressive strength was not pronounced. The retained splitting tensile strength of concrete remarkably reduced as the temperature was increased. The specimen size played an important role on the retained splitting tensile strength of concrete up to 400^°C. The test results revealed that ultrasonic pulse velocity (UPV) test can be successfully used in order to check the uniformity of fire‐damaged structures. The rebound numbers decreased with increase in exposure temperature. SEM studies on specimens exposed to 800^°C revealed significant changes in the microstructure of the concrete. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

RAC配合比设计及力学性能试验研究

将收集的三种不同来源的废弃混凝土,制备成再生粗骨料RA-I、RA-II和RA-III.并分别对再生混凝土进行配合比设计,通过(RAC)力学性能试验,研究了不同取代率及不同使用寿命的骨料对再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响.研究结果表明:在不同取代率的情况下,立方体抗压强度、轴心抗压强度基本均超过普通混凝土的相应强度;对于劈裂抗拉强度,骨料RA-I随着取代率的增加相继增长;骨料RA-II和骨料RA-III随着取代率的增加呈先增加后降低的趋势;对于抗折强度,随着取代率的增加而呈先降低后持续增高的趋势.     

煤矸石对泡沫混凝土孔结构的影响

本文将粉磨之后的煤矸石替代部分水泥掺入到混凝土中,通过物理发泡工艺制备煤矸石泡沫混凝土。采用FiJi-imageJ图像分析技术等对泡沫混凝土的孔径分布、平均孔径、气孔直径等进行表征,分析了煤矸石改善泡沫混凝土成孔的原因以及煤矸石粉磨粒径对泡沫混凝土抗压强度的影响。结果表明:当掺入粒径为45 μm的煤矸石粉时,泡沫混凝土的强度随着掺量的增加逐步下降,而掺入粒径为15 μm的煤矸石粉时,强度则随掺量的增加呈先上升后下降的趋势;在调节孔结构方面,粒径为45 μm的煤矸石粉优于粒径为15 μm的煤矸石粉,并在50%(质量分数)掺量下达到最优效果。     

不同种类硫酸盐溶液侵蚀下混凝土损伤研究

研究了混凝土在不同种类硫酸盐溶液与干湿循环作用下的损伤层厚度演化规律,分析了损伤层混凝土的力学性能,得到了损伤层混凝土抗压强度。研究结果表明：随着侵蚀时间增加,混凝土损伤层中超声声速降低,损伤层厚度增大,并且损伤层混凝土抗压强度明显降低。当混凝土损伤层越厚、声速越低时,其损伤程度越大。混凝土在硫酸镁溶液中的损伤层厚度最大,且抗压强度劣化明显,混凝土侵蚀破坏最严重;硫酸钠与氯化钠的复合溶液中混凝土损伤层厚度最小,其抗压强度降低最少,氯离子的存在降低了混凝土的损伤劣化程度。     

海水干湿循环下玄武岩纤维增强珊瑚混凝土耐久性

测试了海水干湿循环下玄武岩纤维增强珊瑚混凝土(BFRCC)的质量和强度变化,并分析了基体的水化产物和微观结构,研究了BFRCC的耐久性。结果表明:随着侵蚀次数的增加,各BFRCC质量都逐渐增大,而抗压强度则呈现先增长后降低的趋势;同时在不同干湿循环次数下,掺入1%BF的BFRCC试样质量和强度变化幅度最小,这说明1%体积分数的BF可显著提高基体的耐久性;热重分析与扫描电镜分析得出,基体性能的变化主要是外界侵蚀离子在内部形成C-S-H、AFt和Ca(OH)2等产物。     

Behaviour of mortar and concrete at extremely low temperatures

The behaviour of hydrated cement paste, mortar and concrete specimens (age ～ 110 days) was investigated at low temperatures and after cyclic temperature-time histories. The relative changes of thermal strains, compressive and tensile splitting strength as well as the alteration of pore structure were studied. The strength in the frozen state increases with decreasing temperature and rising moisture content. If the frozen water-saturated mortar or concrete is reheated to room temperature a loss of strength is registered. The loss of strength increases with the number of temperature cycles. Storing the specimens at rel. hum. below 85% no losses were registered and no irreversible expansion occured. Water-saturated mortar showed after only 12 cycles an irreversible positive strain of 2,7%, indicating internal damage which was also proved by mercury porosimetry. Thus, the moisture content seems to be one of the decisive factors affecting the sensitivity of mortar and concrete subjected to extremely low temperatures.