水泥用量对塑性混凝土强度的影响

通过塑性混凝土抗压、劈拉和抗折试验,在掺加粘土和膨润土的情况下,重点研究了水泥用量对塑性混凝土抗压强度、劈拉强度和抗折强度的影响。试验结果表明,在一定范围内增加水泥用量可以提高塑性混凝土的强度,降低塑性混凝土的脆性,合适的水泥用量在120 kg/m3左右。另外,尺寸效应对塑性混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响不明显。     

塑性混凝土抗剪强度试验研究

为了探讨塑性混凝土抗剪强度的影响因素，采用直接剪切的试验方法，测得了塑性混凝土抗剪强度参数（粘聚力和内摩擦角）。在大量试验的基础上，对各组成材料对塑性混凝土抗剪强度的影响进行了详细的分析，得出了各因素对塑性混凝土抗剪强度的影响规律。结果表明，减小水胶比及粘土和膨润土的用量，增加水泥用量，同时在满足其他性能指标的前提下，适当减小粉煤灰和外加剂的掺量．可以提高塑性混凝土的抗剪强度。     

三级配混凝土劈拉强度二维细观数值模拟

为从细观结构上研究混凝土劈裂抗拉强度,通过自编程序建立混凝土细观模型,采用混凝土损伤塑性模型描述细观各相材料的损伤演化。利用有限元技术数值模拟三级配混凝土试件的细观损伤断裂和劈裂抗拉强度,探讨了不同骨料分布、骨料形状、垫条宽度及界面厚度对劈裂抗拉强度的影响。结果表明:不同骨料分布和骨料形状对劈拉极限强度略有影响,但数值模拟结果均在试验统计范围内,且与文献资料中给定的试验结果相符。按照现行试验规程选取垫条宽度时,可以有效地缓解加载部位应力集中现象,使劈拉强度接近真实混凝土强度。骨料粘结界面厚度越小,混凝土劈拉极限强度越高。     

粗骨料超径率对心墙沥青混凝土力学性能的影响分析

为了研究超径率对沥青混凝土力学性能的影响,本文以19~26.5 mm的颗粒含量(超径率)、填料浓度、沥青用量三因素进行三水平正交试验,通过测定沥青混凝土的马歇尔稳定度、流值和劈裂抗拉强度,并采用投影寻踪回归分析法(PPR)研究超径率、填料浓度、沥青用量对心墙沥青混凝土力学性能的影响规律。结果表明:随着超径率的增加,马歇尔稳定度和流值先减小后增大,劈裂抗拉强度先增大后趋于稳定;随着填料浓度的增加,马歇尔流值和劈裂抗拉强度先增大后减小,马歇尔稳定度逐渐减小;随着沥青用量的增加,马歇尔流值逐渐增大,马歇尔稳定度和劈裂抗拉强度逐渐减小;当超径率为40%、填料浓度为2.0、沥青用量为6.8%时,心墙沥青混凝土力学性能最优。     

聚丙烯纤维和粗骨料对超高性能混凝土抗拉强度的影响研究

向超高性能混凝土中掺入适量粗骨料，可在不降低其力学性能的前提下有效减少胶凝材料的用量，降低其成本。同时，为改善混凝土固有的抗拉强度低的缺陷，将聚丙烯纤维和钢纤维混杂掺入混凝土中可取得较好成果。考虑聚丙烯纤维体积掺量和长径比、粗骨料掺量3个因素，设计并制作了18组共54个超高性能混凝土试块，通过试验研究分析聚丙烯纤维特征参数和粗骨料掺量对含粗骨料超高性能混凝土劈裂抗拉强度的影响规律。结果表明，试验参数范围内，随着聚丙烯纤维体积掺量的增加，ＵＨＰＣ的劈裂抗拉强度呈现先减后增再减的规律；随着聚丙烯纤维长径比的增大，呈现先减后增的规律；聚丙烯纤维最佳配比为体积掺量0．10％，长径比167；掺入质量分数为15％的粗骨料不会降低ＵＨＰＣ的劈裂抗拉强度，但当粗骨料掺量提高到30％时，ＵＨＰＣ的劈裂抗拉强度降低明显。     

钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土劈裂抗拉性能试验研究

为了研发具有绿色环保性质的钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土,笔者通过试验研究了钢纤维体积率!粉煤灰替代率和水灰比三种因素对钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土劈裂抗拉强度的影响规律。试验结果表明:掺加钢纤维对轻骨料混凝土劈裂抗拉强度有明显提高,建议钢纤维体积率取值宜在0.8%～1.2%之间;掺入粉煤灰后,轻骨料混凝土劈裂抗拉强度会降低,建议粉煤灰替代率不宜超过30%;同时掺入钢纤维和粉煤灰后,对不同水灰比的钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土的劈裂抗拉强度均会有明显提高。试验结论可为钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土在工程中的应用提供参考。     

塑性混凝土渗透性能试验研究

通过塑性混凝土正交试验,研究了水胶比、膨润土掺量、粉煤灰掺量和砂率等因素对塑性混凝土渗透性能的影响。结果表明:水胶比是最主要的影响因素,在配合比设计中适当减小水胶比能提高塑性混凝土的抗渗性能;膨润土掺量和砂率分别保持为50%和60%时,塑性混凝土的抗渗性能相对较好;粉煤灰等量取代水泥,随着粉煤灰掺量的增加,塑性混凝土28 d龄期的抗渗性能略有降低,但后期抗渗性能反而提高。     

掺膨润土塑性混凝土用于防渗墙的试验研究

塑性混凝土具有弹性模量低，变形性能好的特点，能有效地改善墙体应力状态，但水泥用量减少和大量土料的掺入，对其抗渗性和耐久性也带来不利的影响，通过试验，对不同水胶比，不同膨润土掺量和不同砂率的塑性混凝土进行试验，研究各种参数对塑性混凝土性能的影响，得出配制满足技术要求的塑性混凝土的配合比。     

塑性混凝土弹性模量的测试方法及影响因素研究

弹性模量体现了塑性混凝土应力与应变之间的关系,是反映塑性混凝土适应周围环境变形能力的一个重要指标,但现行试验规程并无塑性混凝土弹模的测试方法。作者在大量试验的基础上提出了塑性混凝土弹性模量的测试方法,同时研究了含气量、砂率、养护温度、土料掺量等因素对塑性混凝土弹性模量的影响,使塑性混凝土弹性模量呈可控状态。     

渠道衬砌混凝土力学性能试验研究

通过正交试验方法,研究了渠道衬砌混凝土水胶比、粉煤灰和纤维掺量对其抗压强度、抗折强度及劈裂抗拉强度的影响规律。试验结果表明:水胶比是影响混凝土抗压、抗折及劈裂抗拉强度的主要因素;粉煤灰掺量为15%时混凝土抗压强度达到最大值,粉煤灰对混凝土抗折及抗拉强度的影响较小;纤维掺量对混凝土抗折及劈裂抗拉强度的影响仅次于水胶比,且掺量越大获得的抗折及劈裂抗拉强度越高。     

基于微观结构特征的混凝土动态抗拉强度提高机理及其统一模型

通过总结和分析混凝土材料静动态强度及其微观结构特征的主要研究成果,从微观角度研究了混凝土动态抗拉强度提高机理。研究表明,基于微观结构特征研究混凝土动态抗拉强度提高机理是可行的,并建立了能够解释水灰比、养护条件、龄期、含水量以及不同加载速率等因素影响混凝土动态抗拉强度微观结构机理的统一模型。模型使混凝土动态抗拉强度形成得到了统一,即由固体材料效应、自由水效应以及惯性效应三部分组成,各部分在不同应变率阶段影响程度不同。     

橡胶混凝土与普通混凝土的粘结劈拉强度

对橡胶混凝土与普通混凝土粘结劈拉强度进行试验研究,为橡胶混凝土在工程应用中的质量安全提供理论支持和技术保障。试验选用2种橡胶颗粒粒径、5种橡胶颗粒掺量及其经复合改性后配制橡胶混凝土作为新浇混凝土,普通混凝土作为老混凝土,并选用3种界面剂进行橡胶混凝土与普通混凝土的粘结劈拉强度试验,研究了橡胶颗粒粒径、橡胶颗粒掺量、复合改性和界面剂对粘结劈拉强度的影响。结果表明:橡胶颗粒粒径对橡胶混凝土与普通混凝土的粘结劈拉强度的影响因界面剂不同而有所差别;随着橡胶颗粒掺量增加,橡胶混凝土与普通混凝土的粘结劈拉强度先升后降,在一定掺量下达到最大值;橡胶混凝土与老混凝土的粘结劈拉强度都小于新浇橡胶混凝土整体劈拉强度,涂刷水泥净浆界面剂与不涂刷界面剂对于普通新老混凝土粘结时劈拉强度有较大差别,但对于橡胶混凝土与老混凝土粘结时劈拉强度相差不大,涂刷新型改性环氧界面剂时粘结劈拉强度最大。橡胶颗粒经复合改性后,橡胶混凝土与普通混凝土的粘结劈拉强度较未改性前有所提高。综上所述,新型改性环氧界面剂具有较好的粘结效果,可显著提高橡胶混凝土与普通混凝土的粘结劈拉强度。     

塑性混凝土强度和尺寸效应的试验研究

通过对12个配合比、3个龄期共405个塑性混凝土试块的强度试验,研究了塑性混凝土相关强度之间的关系,塑性混凝土抗压强度和劈拉强度的尺寸效应,以及塑性混凝土抗压强度与龄期之间的关系。试验结果表明:塑性混凝土抗压强度、劈拉强度、抗折强度之间具有良好的统计关系;相比边长为150 mm的立方体试块,边长为100 mm的塑性混凝土立方体试块的抗压强度和劈拉强度的尺寸效应系数分别为0.937 5和0.861 6;龄期对塑性混凝土的抗压强度有较大的影响。在此基础上,建立了相关强度指标之间的换算关系式以及轴心抗压强度与龄期的对数关系式。     

基于微观结构特征混凝土动态抗拉强度提高机理及其统一模型

混凝土动态抗拉强度提高机理是混凝土动态力学特性研究的难点和热点。影响混凝土动态强度的因素很多，主要包括混凝土静态强度、粗骨料、水灰比、养护条件、湿度条件、龄期、温度、尺寸效应、试验手段和加载方式等。学者们试图从能量耗散、混凝土中自由水粘性、惯性力以及试验方法等方面进行机理性解释，研究尺度从宏观到细观。混凝土微观结构特征研究成果斐然，包括孔隙结构特征分类及分布模型、孔隙结构特征对强度的影响、微观结构特征的影响因素、自由水对混凝土的影响。通过总结和分析研究混凝土材料静动态强度及其微观结构特征的主要研究成果，从微观角度研究了混凝土动态抗拉强度提高机理。研究表明基于微观结构特征研究混凝土动态抗拉强度提高机理是可行的，并建立了能够解释水灰比、养护条件、龄期、含水量以及不同加载速率等因素影响混凝土动态抗拉强度微观结构机理统一模型。模型使混凝土动态抗拉强度形成得到了统一，即由固体材料效应（干强度+率效应）、自由水效应（毛细吸力+Stefan效应）以及惯性效应三部分组成，各部分在不同应变率阶段影响程度不同。     

膨润土种类及掺量对塑性混凝土性能的影响

通过塑性混凝土和易性、抗压强度、弹性模量和相对渗透系数试验,对比分析钠基膨润土和钙基膨润土对塑性混凝土和易性、抗压强度、弹性模量和相对渗透系数的影响。结果表明:塑性混凝土和易性满足要求;同一龄期下随着膨润土掺量的增加,塑性混凝土的抗压强度和弹性模量都降低,但掺钠基膨润土的塑性混凝土抗压强度和弹性模量比掺钙基膨润土的塑性混凝土抗压强度和弹性模量高约1.5倍;前者的相对渗透系数小于后者;塑性混凝土中膨润土的掺量不宜超过60%,宜控制在20%～40%之间;宜用90 d龄期作为塑性混凝土力学性能试验的标准养护龄期。     

深厚砂性土地基大型水闸闸基防渗设计研究

为研究某深厚砂性土地基大型水闸防渗设计方案,分别应用AutoBank 软件和MIDAS 有限元软件进行了渗流和应力变形计算分析。研究表明：不设防渗墙或设置悬挂式防渗墙时,闸基出口段最大坡降均小于出口段允许坡降值,而水平段最大坡降均大于水平段允许坡降值且渗漏量较大,设置防渗墙入基岩1m,满足渗流要求;防渗墙上部以拉应力为主,下部以压应力为主,最大压应力出现于地层分界位置,但均未超过混凝土设计抗拉抗压强度;在临近地层分界线的上部区域以及底部嵌固端,普通混凝土防渗墙与塑性混凝土防渗墙有较大的区别,普通混凝土防渗墙在地层分界线上部区域最大拉应力值为0.37MPa,底部嵌固端最大拉应力值为1.46MPa,后者超过了混凝土设计抗拉强度,塑性混凝土防渗墙在上述部位无拉应力;普通混凝土防渗墙及塑性混凝土防渗墙水平位移基本一致,塑性混凝土防渗墙竖向位移较普通混凝土防渗墙大。     

PVA纤维对混凝土抗裂与增韧效应影响的研究进展

对高抗拉强度和高弹性模量的聚乙烯醇(PVA)纤维在影响混凝土抗裂与增韧效应方面的研究进展和存在的问题进行了综述。在改善抗裂性能方面,PVA纤维提高了混凝土的抗塑性开裂能力和极限拉伸值等性能,我国大型水利水电及水运工程已经开始采用PVA纤维提高混凝土的抗裂性;在韧性提高方面,研究主要集中在纤维掺量、混凝土强度、钢筋配筋率等因素对混凝土弯曲韧性的影响上。认为应在PVA纤维增韧材料的设计理论、裂缝形成与扩展的机制、PVA纤维混凝土本构方程等方面开展进一步的研究。     

混凝土抗裂的粉煤灰效应

以粉煤灰的火山灰效应、微集料效应分析为基础,分析研究了粉煤灰对混凝土塑性收缩、干缩、自缩和温度收缩裂缝的影响。试验研究了粉煤灰掺量对混凝土抗拉性能的影响。研究表明掺加粉煤灰能提高混凝土的抗拉强度和极限拉应变,提高混凝土抵抗干缩、自缩和温度收缩裂缝的能力,整体上使混凝土的抗裂能力提高,但使混凝土抵抗塑性收缩裂缝的能力降低。     

橡胶粉掺量和细度对路用橡胶混凝土物理力学性能影响分析

为研究橡胶粉掺量和细度对路用橡胶混凝土物理力学性能的影响规律,以3种橡胶粉掺量和4种橡胶粉细度为变化参数,对橡胶混凝土和普通混凝土进行抗弯拉强度和立方体抗压强度试验,并得出橡胶混凝土脆性系数。试验结果表明:橡胶混凝土脆性较小,具有良好的变形能力;橡胶粉掺量对混凝土各强度指标的影响程度高于细度对其的影响;橡胶粉掺量10%和20%的橡胶混凝土的抗弯拉强度和立方体抗压强度均随橡胶粉掺量的增加而减小,随橡胶粉细度的增大而增大;橡胶混凝土脆性系数随着橡胶粉掺量的增加而不断减小;橡胶粉掺量30%、细度为177 μm的橡胶混凝土性能指标的离散性较大,建议实际工程中采用掺量≤20%,细度≤250 μm的橡胶粉。研究成果可为橡胶混凝土在道路工程的应用提供参考。