自密实轻骨料混凝土约束收缩试验及抗裂性能研究

试验采用高强页岩陶粒及Ⅰ级粉煤灰制备工作性能良好的自密实轻骨料混凝土(SCLC),通过环形约束收缩试验,进行密封与外侧面干燥两种条件下的约束收缩试验,研究自密实轻骨料混凝土约束收缩应变随着龄期发展规律及抗裂性能.研究结果表明:自密实轻骨料混凝土在3 d前的自生收缩与干燥收缩大于普通混凝土,14 d后的自生收缩与干燥收缩低于普通混凝土;掺加Ⅰ级粉煤灰可以明显提高新拌SCLC浆体的工作性能,也能有效抑制SCLC的自生收缩,但其掺量应该控制在25％以内较合适;以开裂风险系数η作为混凝土的抗裂性能评价指标,自密实轻骨料混凝土的抗裂能力要高于普通混凝土,但SCLC在达到临界开裂状态后很快产生贯穿性裂缝,其开裂的时间反而比普通混凝土早.     

高强轻骨料自密实混凝土的研究开发

高强轻骨料自密实混凝土不但具有良好的轻质、高强、隔热、保温、提高抗震性能,而且还要绿色环保.粉煤灰陶粒质量完好、颗粒圆涩、强度高、容重轻,适合高强高性能混凝土的要求.高强轻骨料自密实混凝土配合比的试验研究为施工应用搭设了桥梁.     

自密实高性能轻骨料混凝土的研究

自密实轻骨料混凝土兼有自密实混凝土和轻骨料混凝土特性,应用前景广阔.针对其工作性能和力学性能,系统介绍了国内外已有研究成果,采用不同水胶比、矿物掺合料进行了强度等级为LC50的配合比方案研究,对抗压强度、坍落扩展度试验、V型漏斗试验、L型槽试验及U型槽试验结果进行了研究.研究表明:在水胶比为0.3,体积砂率为49％,Ⅰ级粉煤灰、硅灰的替代率(占水泥质量百分比)分别为30％、4％,聚羧酸高性能减水剂为胶凝材料质量的1.1％条件下,能够满足强度等级为C50的自密实高性能轻骨料混凝土的要求,工作性能良好,为实际工程提供了应用基础与理论依据.     

粉煤灰对轻骨料自密实混凝土性能的影响

粉煤灰对轻骨料混凝土的自密实性能有明显影响,试验表明:粉煤灰掺量为30%时,工作性良好,28d抗压强度可达56.8MPa;粉煤灰的掺入能够有效降低混凝土的电通量,提高混凝土抗氯离子渗透性能,当掺量为30%时,轻骨料自密实混凝土的电通量可低至294C。     

基于砂浆的自密实轻骨料混凝土配合比设计

为了解决自密实轻骨料混凝土配合比设计方法复杂的问题,提高配合比设计效率,提出了以自密实砂浆为基础的配合比设计方法.按照砂浆组成材料体积累加的原则,用全计算配合比方法配制出工作性能良好的自密实砂浆,采用粗骨料空隙超量取代法在砂浆中加入轻骨料,确定自密实轻骨料混凝土的配合比.试验结果表明,该方法得到的自密实轻骨料混凝土工作性能良好,满足自密实混凝土工作性能要求,提高了配合比设计效率.     

不同自密实轻骨料混凝土的强度及耐久性能影响因素分析

为了兼顾全轻和普通自密实混凝土的优点,以LC30级全轻自密实混凝土为基准,通过河砂、碎石按等体积取代率以单独和同时取代部分陶砂、陶粒方法,形成相应的砂轻、石轻和混轻自密实混凝土,再依次进行特征强度、弹性模量、干表观密度和碳化、氯离子渗透和硫酸盐侵蚀性能试验.结果表明,河砂、碎石单独取代时均能提高混凝土的特征强度和比强度,并分别在20％、25％时达到最大值,而弹性模量则一直增大且砂轻自密实混凝土较大,但在同时取代时,比强度和弹性模量在河砂取代率降为15％时达到最大值;河砂、碎石单掺时的碳化深度几乎均随取代率增大而减小且二者相近,混掺时虽有所增大但差别也不大;河砂、碎石单掺时的抗氯离子渗透和硫酸盐侵蚀性能均随取代率增大呈先增大后减小趋势,混掺时则在相同河砂取代率时随碎石取代率增大而降低,且最佳值均与上述不同.     

粉煤灰高强轻骨料混凝土早期自收缩及抗裂性试验研究

掺入不同细度的粉煤灰等量取代水泥10％～30％,制备了粉煤灰高强轻骨料混凝土,采用自行设计试验和椭圆环法试验分别研究了早期自收缩变形和抗裂性能,并与基准样进行了对比分析.结果表明:随粉煤灰的掺入,混凝土早期自收缩得到抑制,且随粉煤灰掺量的增加,自收缩随之减小,粉煤灰细度越高,减缩效果越明显;而在低水胶比条件下,水胶比越低,自收缩增大越显著;另外,骨料的预湿状态对自收缩影响较大,未预湿轻骨料显著增加了早期自收缩变形.椭圆环抗裂性试验表明,粉煤灰的掺入显著改善了轻骨料混凝土抗裂性能,且粉煤灰细度越高,早期抗裂性能增强越显著.因此,在实际工程中,粉煤灰的掺入可作为减小高强轻骨料混凝土早期自收缩和提高抗裂性能的技术手段.     

自密实自应力矩形钢管混凝土柱抗震性能试验研究

为研究不同长宽比对自密实自应力矩形钢管混凝土柱抗震性能的影响,本试验制作三根不同长宽比的试件,并分别从试件的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能及刚度退化来综合分析自密实自应力矩形钢管混凝土柱的抗震性能.研究结果表明:角部焊缝过早的撕裂是导致试件承载力急剧下降的根本原因,因此在今后工程应用中,应特别重视对角焊缝质量的保证;随着试件长宽比的增加,滞回曲线的饱满程度有所减小,说明试件长宽比越大,在试验过程中越容易受剪力或滑移的影响;随着试件长宽比的增加,最大水平承载力提高,其中试件ZJGC-2较ZJGC-1提高约7%,ZJGC-3较ZJGC-1提高了近17%,极限位移则有所减小,长宽比越大,对应试件的骨架曲线后期下降段越明显;随着试件长宽比的增加,对应的位移延性、耗能能力均有下降的趋势,刚度退化越来越明显.由试件破坏形态可以发现,长宽比大的试件首先出现角焊缝撕裂现象,进而使试件承载力和刚度急剧降低,因此为保障自密实自应力矩形钢管混凝土柱的位移延性及抗震性能,需对结构的长宽比做出明确的规定.     

切缝深度对聚丙烯纤维自密实轻骨料混凝土弯曲韧性的影响

为了研究预切缝深度对聚丙烯纤维自密实轻骨料混凝土弯曲韧性指标的影响,对25组5种聚丙烯纤维掺量和5种切缝深度的自密实轻骨料混凝土小梁进行弯曲试验,缝深分别为10 mm、20 mm、30 mm、40 mm、50 mm.弯曲韧性试验及评价方法参照我国《纤维混凝土试验方法标准》(CECS 13-2009)中建议的切口梁法.结果表明,随着纤维掺量的增加,弯曲韧性有显著的提高,切缝深度对聚丙烯纤维自密实轻骨料混凝土弯曲韧性指标的影响呈现一定的规律性,缝深每增加截面高度的10％,弯曲韧性指标feq1、feq2相应的增加10％左右.     

高密实轻骨料粉煤灰混凝土技术研究

依据高密实混凝土配合比设计方法,使用优质粉煤灰、磨细矿渣和普通粘土陶粒,可配制出和易性好、强度符合CL30要求的轻骨料混凝土。试验表明,复合掺加粉煤灰和磨细矿粉能提高轻骨料混凝土的和易性和强度,且此种高密实技术路线适合轻骨料混凝土。     

塑钢混杂纤维轻骨料混凝土的动力学性能

采用100mm分离式Hopkinson压杆(SHPB)装置对塑钢混杂纤维轻骨料混凝土进行冲击压缩试验,研究了塑钢混杂纤维轻骨料混凝土在不同应变率和加载方式时的动态力学性能和变化规律。结果表明:塑钢混杂纤维轻骨料混凝土同普通混凝土一样,在冲击载荷作用下表现出明显的应变率效应,动强度和峰值应变均随应变率的增加而增加;在多次冲击试验中,试件在有裂纹产生后,仍可以继续承受多次冲击才最终破坏,是良好的抵抗重复打击的防护工程材料。     

碳化作用下轻骨料混凝土干缩变形及影响规律

采用碳化试验和干燥收缩试验相结合,研究了轻骨料混凝土在碳化作用下的干缩变形发展规律及其影响因素。结果表明,加速碳化作用下,轻骨料混凝土的干缩变形显著增长,而随着矿物掺合料的掺入,干缩率得到一定程度的抑制,其中掺超细粉煤灰轻骨料混凝土碳化干缩率最小;骨料预湿完全条件下轻骨料混凝土水胶比越大,碳化干缩变形越大;轻骨料混凝土在高浓度CO2加速碳化作用下干缩变形显著高于自然碳化混凝土;而在相对湿度50%条件下碳化时,其干缩率要大于其它湿度条件下的试样;另外,轻骨料预湿后混凝土碳化干缩率要低于未预湿轻骨料混凝土。因此,在实际工程中,选择合适的矿物掺合料、水胶比、养护条件以及骨料的预湿工艺对轻骨料混凝土的减缩防裂具有较好的效果。     

高性能轻集料混凝土的力学性能研究

为了系统地研究高性能轻集料混凝土的力学结构特性、影响混凝土力学性能的各项因素和配制技术.测试了高强页岩陶粒轻集料的筒压强度、吸水率、粒径、级配和表面形态等基本性能.研究了该轻集料和其他组分的力学性能关系.针对优选配制的高性能轻集料混凝土,测试其轴心抗压强度和静弹性模量等典型力学性能.结果表明:该高性能轻集料混凝土28 d立方体抗压强度达到57.8 MPa、轴心抗压强度达到49.8 MPa、劈拉强度达到3.6MPa、抗折强度达到6 MPa、静弹性模量高达34.5 GPa.掌握了制备高性能轻集料混凝土的关键技术和方法.     

轻集料混凝土的交流阻抗特性

利用交流阻抗谱技术对陶粒混凝土进行了测量并把测量结果表示为复平面图。根据实验测得的复平面曲线对混凝土的细观结构(孔隙率、密实度及水化程度)进行讨论。     

塑钢纤维轻骨料混凝土轴心受压应力-应变全曲线试验研究

通过研究不同水胶比、塑钢纤维掺量和轻骨料种类对塑钢纤维轻骨料混凝土应力-应变全曲线影响,得到了各影响因素对全曲线的影响规律.研究结果表明:随着水胶比的增大,塑钢纤维轻骨料混凝土轴心受压应力-应变曲线的峰值应力有不同程度的降低,但峰值应变稍微增大,韧性和延性有所提高;而塑钢纤维轻骨料混凝土轴心抗压强度随着塑钢纤维掺量的增加先增大后减小,其随着筒压强度的提高峰值应力呈增大趋势.     

橡胶轻骨料混凝土的物理力学性能

本文以内蒙古地区天然浮石作为粗骨料,测定了20目橡胶微粒掺量(0％、3％、6％、9％、12％、15％)和不同橡胶微粒粒径(20目、80目、120目,掺量为6％)的橡胶轻骨料混凝土工作性、3d、7d、14 d、28 d、90d、180 d抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量,并对其受压破坏形态进行研究,结合微观结构分析了橡胶微粒对其力学性能的影响.结果表明:相对于基准组,随着橡胶掺量增加(相同粒径)和粒径减小(相同掺量),橡胶轻骨料混凝土的力学性能发展趋势基本相同,坍落度、抗压强度、轴心抗压强度均逐渐减小,但是可以增强轻骨料混凝土的塑性特征.根据物理力学性能的稳定性和强度,其中橡胶粒径为20目,掺量为6％性能最佳.     

塑钢纤维轻骨料混凝土力学性能及最佳纤维掺量试验研究

以不掺塑钢纤维的LC30轻骨料混凝土为基准,研究了塑钢纤维掺量变化(5 kg/m3、7 kg/m3、9 kg/m3、11 kg/m3、13 kg/m3)对轻骨料混凝土抗压、劈裂抗拉、抗折、弯曲韧性及抗冲击性能的影响,结果表明:塑钢纤维对轻骨料混凝土抗压性能改善效果不明显,但能显著提高轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度、抗折强度、弯曲韧性及抗冲击性能.综合各项性能指标给出塑钢纤维用于结构轻骨料混凝土的建议掺量为9 kg/m3.