直剪状态下再生混凝土的变形性能及损伤分析

为研究再生混凝土直剪状态下的变形性能与损伤演变规律,以再生粗骨料取代率为变化参数,设计了33个再生混凝土试件进行直剪试验.试验观察了再生混凝土直剪荷载作用下的破坏形态,获取了再生混凝土直剪破坏全过程剪力-位移曲线,深入分析了精细化取代率对再生混凝土剪切模量、延性变形、能量耗散、损伤演变等性能的影响规律.结果表明:随着取代率的增加,再生混凝土的剪切模量减小,延性变形和能量耗散增加;取代率对损伤速率和损伤全过程曲线的影响不大,但对初始损伤时间有一定影响.基于抗剪强度试验结果,提出再生混凝土剪力-位移全曲线方程与再生混凝土损伤本构方程,所得计算结果与试验结果拟合较好.     

浅议混凝土剪切性能试验及配合比

基于四点受力等高变宽梁的试验方法得到的应力状态接近于纯剪状态,试验条件容易实现,试验通过该法进行了再生混凝土剪切试验,研究再生混凝土抗剪强度及剪切变形性能,分析再生混凝土抗剪强度与抗拉、抗压强度的关系和相同水灰比的条件下,再生骨料取代率对再生混凝土抗剪性能的影响,对再生混凝土剪应力-应变方程和剪切模量计算方法进行探讨。     

复合受剪钢纤维再生混凝土破坏机理及强度计算

为研究钢纤维再生混凝土在复合受剪状态下的力学性能,以取代率、法向应力和钢纤维掺量为变化参数,设计了102个标准立方体试件进行复合受剪试验。观察了钢纤维再生混凝土在直剪、压剪作用下的破坏形态,获取了其在直剪、压剪作用下的全过程剪切应力-位移曲线,深入分析了取代率、法向应力和钢纤维掺量对钢纤维再生混凝土剪切强度、峰值位移的影响规律。结果表明：随着法向应力的增大,剪切强度逐渐增大;随着取代率的增加,掺量为0%的钢纤维再生混凝土剪切强度随之减小,掺量为1%的钢纤维再生混凝土剪切强度先增大后减小;与掺量为0%的钢纤维再生混凝土相比,掺量为1%的钢纤维再生混凝土平均剪切强度提高了10.77%;提出了剪切强度公式,所得计算值与试验值吻合良好。     

直剪作用下再生混凝土力学性能及强度指标换算

以再生粗骨料取代率为变化参数,通过75个再生混凝土(RAC)试件的直剪、抗压与劈裂抗拉试验,揭示了RAC的直剪破坏机制及不同强度指标之间的换算规律。结果表明:RAC在直剪作用下为明显的脆性破坏,粗骨料和水泥基体均被剪断;随着取代率的增加,RAC直剪强度较普通混凝土变化不大,总体上呈降低趋势,但50%取代率(按质量)时直剪强度有所增大;峰值剪切变形随取代率的增大,总体呈增大趋势,平均提高了18.85%;初始剪切变形模量随取代率的增大,总体呈降低的趋势,平均降低了8.97%;最后,基于试验数据提出了RAC剪切强度与抗压、劈裂抗拉强度的换算关系式,计算结果与试验值吻合较好。      

再生混合混凝土及其组合构件的研究现状

大尺度废旧混凝土块体(特征尺寸约50 mm~400 mm)与新混凝土的混合物,称为再生混合混凝土。相比传统再生骨料混凝土,再生混合混凝土具有如下优势:1) 废旧混凝土的破碎能耗降低40%~60%;2) 水泥用量节省约30%。再生混合混凝土与型钢组合而成的构件,称为再生混合混凝土组合构件,包括梁、柱、板、墙以及相应的连接节点等不同构件形式。该文简要总结了笔者所在课题组近年来在再生混合混凝土及其组合构件方面的研究成果,对其施工工艺进行了初步探讨,指出了此类材料及构件进一步发展的方向。研究表明:1) 再生混合混凝土存在双尺寸效应,低强度废旧混凝土块体与高强度新混凝土混合可以大大拓展前者的应用范围;2) 再生混合混凝土组合构件的基本力学性能、抗震性能、耐火性能和徐变性能总体上与常规组合构件基本相当;3) 施工工艺的改进提升是再生混合混凝土大规模工程应用的关键。     

再生粗骨料含量对钢管再生混凝土粘结强度及失效性态的影响研究

为了探究再生粗骨料取代率对钢管与再生混凝土界面粘结强度及破坏机理的影响, 设计15个圆钢管再生混凝土和9个方钢管再生混凝土短柱试件, 以混凝土强度等级和长径比为变化参数分组进行取代率的影响分析. 通过推出试验, 获取荷载-滑移曲线的特征点参数, 回归得到极限粘结强度的计算公式. 从界面耗能、粘结抗剪刚度、损伤等角度分析了取代率对其内在失效机理的影响. 研究结果表明:极限粘结强度拟合公式计算值与试验实测值吻合较好;再生粗骨料取代率变化对钢管再生混凝土接触界面粘结失效过程的耗能能力影响不大;而界面弹性粘结剪切刚度却随着取代率的增加而降低;剪切刚度退化速度则相反, 随着取代率的增加而加快;再生粗骨料粘附的水泥基和内部裂纹会加快钢管再生混凝土界面的粘结损伤过程.     

压剪作用下PVA纤维再生混凝土力学性能试验研究

为了研究压剪作用下外掺聚乙烯醇(PVA)纤维对再生混凝土力学性能的影响,以再生粗骨料取代率、压应力比和PVA纤维体积掺量为变化参数,设计并制作144个立方体试件进行压剪试验。观察了试件的破坏形态,得到了荷载-位移曲线及垂直变形-剪切位移曲线,分析了不同变化参数对抗剪强度、峰值位移的影响规律。结果表明：0.1%体积掺量的PVA纤维对再生混凝土的抗剪强度提高了10%;随着压应力比的增大,试件的抗剪强度呈增大趋势,平均增大了2.03倍;与普通混凝土相比,再生混凝土试件的抗剪强度平均降低了13%;当再生粗骨料取代率为100%时,PVA纤维最佳掺量为0.1%;提出了纤维掺量为0.1%时压剪作用下PVA纤维再生混凝土抗剪强度计算公式。     

高温后圆钢管再生混凝土界面黏结滑移性能及本构方程研究

为了揭示高温作用后钢管再生混凝土的界面黏结性能,以试件的最高经历温度(T)、再生粗骨料取代率(γ)为变化参数,设计并完成了20个高温后试件的静力推出试验。通过试验观察了试件的受力破坏过程及形态,获取了试件加载端和自由端的荷载滑移曲线,分析了各变化参数对界面黏结性能及黏结损伤演变过程的影响规律,并提出了高温后钢管再生混凝土的界面黏结强度计算方法及黏结滑移本构方程。结果表明:荷载-滑移曲线的形态可以分为T≤400 ℃和T=600 ℃两类,加载端和自由端的曲线形态相似但加载端的初始滑移发生得相对较早;界面黏结性能整体上与钢管普通混凝土相差不大(各取代率下性能差值的均值在11%以内);界面黏结强度随经历温度和再生粗骨料取代率的升高呈现先减小后增大的变化趋势;随着经历温度的升高,界面黏结抗剪刚度先减小后增大再减小,界面黏结耗能能力则逐渐增大;随着再生粗骨料取代率的升高,界面黏结抗剪刚度和耗能能力均呈现先增大后减小再增大的变化趋势;界面黏结损伤发生的早晚随经历温度的升高呈现先提早而后变晚的变化规律,而再生粗骨料取代率对其影响不大;界面黏结损伤发展速度随经历温度和再生粗骨料取代率的升高呈现先增大后减小的变化趋势。     

型钢再生混凝土组合柱轴压性能试验研究

为了研究型钢再生混凝土(SRRAC)组合柱的轴压性能,设计了23个试件进行轴压试验,考虑了再生粗骨料取代率、箍筋体积配箍率和混凝土强度等级3个变化参数。通过试验观察了试件的破坏形态,获取了试件受力全过程曲线、极限承载力等重要数据,并分析各变化参数对SRRAC柱轴心抗压承载性能的影响,基于试验提出其强度计算公式。研究结果表明:SRRAC柱破坏时型钢受压屈服、再生混凝土压碎,具有良好的承载性能,各变化参数均对其承载性能有显著影响,建议再生粗骨料最优取代率为40%,该文建议强度计算公式计算值与试验结果吻合较好。研究结果可供再生混凝土组合结构的进一步科学研究和工程应用参考。     

自密实轻骨料混凝土的高温性能

为了保证自密实轻骨料混凝土(Self-compacting lightweight concrete,SCLC)在实际工程中的安全运用,本文分别对强度为C40和C50的自密实轻骨料混凝土试件进行了高温爆裂试验。通过测定混凝土试验前后的质量、超声波速、抗压强度和抗折强度,研究了自密实轻骨料混凝土的高温性能,并和同强度的普通混凝土、轻骨料混凝土和自密实混凝土的高温性能进行了对比。结果表明,自密实轻骨料混凝土比普通混凝土易爆裂,质量损失较大,但是高温后的超声波速和残余强度损失均小于普通混凝土。     

Properties of self-compacting concrete prepared with recycled glass aggregate

The effects of recycled glass (RG) cullet on fresh and hardened properties of self-compacting concrete (SCC) were investigated. RG was used to replace river sand (in proportions of 10%, 20% and 30%), and 10 mm granite (5%, 10% and 15%) in making the SCC concrete mixes. Fly ash was used in the concrete mixes to suppress the potential alkali-silica reaction. The experimental results showed that the slump flow, blocking ratio, air content of the RG–SCC mixes increased with increasing recycled glass content. The compressive strength, tensile splitting strength and static modulus of elasticity of the RG–SCC mixes were decreased with an increase in recycled glass aggregate content. Moreover, the resistance to chloride ion penetration increased and the drying shrinkage of the RG–SCC mixes decreased when the recycled glass content increased. The results showed that it is feasible to produce SCC with recycled glass cullet.     

钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土圆形短柱偏压性能研究

通过9根加固钢筋混凝土圆形短柱(8根钢管自密实混凝土复合加固柱,1根扩大截面加固柱)和1根钢筋混凝土原柱的偏心受压试验,对不同方法加固钢筋混凝土圆形短柱的承载力、刚度和延性进行研究,分析偏心距、钢管壁厚和自密实混凝土强度对复合加固短柱偏压性能的影响。试验结果表明:复合加固短柱的承载力与延性均优于扩大截面加固柱;减小偏心距或增加钢管壁厚均能显著提高复合加固柱的承载力与延性;改变自密实混凝土强度,复合加固柱承载力与延性变化不明显。在确定钢材与新旧混凝土本构关系的基础上,利用纤维模型法对复合加固短柱偏压性能进行参数分析。研究结果表明:增加钢管壁厚或提高屈服强度,N/N_u-M/M_u相关曲线往内收拢;增大外扩截面直径或提高自密实混凝土强度,N/N_u-M/M_u相关曲线往外凸出。     

自密实轻骨料混凝土压-剪复合受力力学性能

为探究自密实轻骨料混凝土压-剪复合受力力学性能,应用液压伺服机和材料压-剪试验机,对自密实轻骨料混凝土进行单轴受压、单轴劈裂抗拉和压-剪复合受力试验研究,通过试验得到不同加载工况下自密实轻骨料混凝土破坏形态和力-变形曲线,引用文献对普通混凝土和轻骨料混凝土压-剪复合受力研究数据,对比分析自密实轻骨料混凝土压-剪复合受力性能。研究结果表明:自密实轻骨料混凝土压-剪复合受力破坏形态与普通混凝土和轻骨料混凝土相类似,随着轴压比的提高,剪切破坏断面摩擦痕迹逐步明显,混凝土碎渣也逐步提高,自密实轻骨料混凝土剪切破坏强度、残余荷载和剪切破坏位移也随之提高;剪切破坏强度提高幅度高于普通混凝土和轻骨料混凝土,残余荷载受轴压比影响提高幅度高于普通混凝土,但略低于轻骨料混凝土。基于主应力空间结合普通混凝土和轻骨料混凝土压-剪试验数据,提出混凝土压-剪复合受力统一破坏准则,同时基于八面体应力空间,提出自密实轻骨料混凝土破坏准则,所提出的破坏准则具有良好的适用性。      

外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土圆柱轴压受力分析

提出了外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土柱的新型复合加固方法。对9根复合加固钢筋混凝土圆短柱进行了轴心受压试验,根据试验中测得的钢管和钢筋应变结果,采用内力分解法分析了外套钢管、核心混凝土和钢筋的应力变化和三者之间的相互作用。分析结果表明:加载方式对外套钢管的横向变形影响较大,约束型加载方式外套钢管屈服时的横向应力大于钢管和核心混凝土共同承压加载方式;核心混凝土的抗压强度提高系数和不同材料承担轴力的比例与加载方式、外套钢管厚度、后浇自密实混凝土强度和界面处理方式有关。     

Bond-slip behavior of self-compacting concrete and vibrated concrete using pull-out and beam tests

This paper analyzes the bond behavior of an innovative construction material, self-compacting concrete (SCC), in comparison to vibrated concrete (VC), using pull-out and beam tests according to the Rilem procedures. The main analyzed parameters were the concrete compressive strength, the steel bar diameter, the concrete type and the test adequacy to provide a value for bond strength. Also, a comparison between Code provisions and empirical equations was done. According to the results, SCC and VC specimens presented similar behavior. The equations results showed a satisfactory approach compared to the experimental ones, but as expected Code provisions were very conservative. Based on the obtained results, it could be concluded that the same parameters adopted for VC can be extended for SCC.     

自密实混凝土与老混凝土粘结剪切强度的塑性极限分析

该文假定了自密实混凝土与老混凝土粘结层的直剪破坏机构,选用Mises屈服条件,对新老混凝土的粘结强度进行塑性极限分析,得到粘结剪切强度的上限解τ的理论计算公式,并根据试验结果确定了公式中的主要参数,以供自密实混凝土加固工程设计参考。     

自密实高强混凝土框架结构的抗震性能试验研究

为了保证自密实高强混凝土框架结构在抗震地区应用的安全性,采用 MTS 伺服加载系统进行了二榀单层单跨框架在拟静力荷载作用下的抗震性能试验研究。在混凝土强度相近、配筋与构件尺寸一样的情况下,对比分析自密实高强混凝土框架与普通高强混凝土框架的抗震性能。在试验中观测了自密实混凝土和普通混凝土框架的裂缝开展情况、破坏过程、结构的荷载—位移滞回曲线、钢筋与混凝土应变等,对自密实混凝土框架结构抗震性能的分析研究可为自密实混凝土框架结构的工程应用提供设计参考。     

自密实高性能混凝土力学性能的研究与应用

以自密实高性能混凝土的配合比优化设计为基础,对自密实高性能混凝土的钢筋粘结锚固性能、受弯构件的抗弯、抗剪性能等进行了深入的试验研究。包括中强与高强自密实混凝土,共做了62个粘结强度拉拔试验、12根梁抗弯抗剪试验,研究结果为自密实混凝土结构的设计提供了参考。介绍了自密实高性能混凝土在3座高层建筑和1座厂房加固工程中的应用,总结了工程应用中的经验。     

再生混凝土梁挠度计算方法研究

对再生混凝土梁进行了正截面弯曲性能试验.结果表明,再生混凝土梁挠度随着纵向钢筋配筋率和混凝土强度的增加而减小,再生混凝土梁实测挠度较普通混凝土结构设计规范计算值大10%左右.依据普通混凝土受弯构件挠度计算理论,通过试验回归出再生混凝土梁刚度公式中的3个系数,从而建立了再生混凝土梁挠度计算方法.国内外有关试验数据验算表明...