超高性能混凝土单轴受压应力-应变关系研究

采用刚性辅助架法获得了稳定的超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concretes,UHPC)的受压应力-应变全曲线.试验结果表明UHPC具有良好的受压变形性能;重复加载下UHPC的包络线与单调加载时的应力-应变曲线基本相同.基于试验结果建立了UHPC单轴受压本构方程,以及重复荷载作用下UHPC应力-应变全曲线方程,其结果与试验结果吻合较好.     

钢纤维高强砼受压时的应力-应变性能

<正> 近年来,高强砼在工程上的应用日益广泛。很多新建的高层钢筋砼结构已采用了抗压强度为12 000 psi的砼。随着高强砼作为结构材料的越来越广的应用,就迫切需要研究它的力学性能。 众所周知,高强砼的脆性比普通砼要大,由于它的脆性,高强砼在工程实际中的应用受到了严格的限制。然而,这种脆性可以通过增加钢纤维或配箍来克服。在砼中掺入钢纤维可     

超高强混凝土单轴受压应力-应变关系的试验研究

通过10组超高强混凝土棱柱体单轴受压试验,得到了其应力-应变关系,分析了弹性模量、横向变形系数、峰值应力与峰值应变等基本力学性能指标,探讨了砂率、水胶比、钢纤维和材料组成与用量等对超高强混凝土基本力学性能的影响规律.试验结果表明:在胶凝材料总量不变的情况下.减少水泥用量而相应增大粉煤灰用量,混凝土的流动性及抗压强度得到改善;减少胶凝材料用量可大幅度降低混凝土成本,对强度没有特别不利的影响,但混凝土流动性降低较多.     

微矿粉高性能混凝土的轴拉应力-应变关系

微矿粉是一种高火山灰活性的微粉 ,由水淬高炉矿渣经磨细而得 ,其在混凝土中的作用原理与硅粉及其他火山灰相似 ,主要是微矿粉的填充效应、对硅酸盐水泥的加速水化作用及与Ｃａ（ＯＨ）２ 的火山灰反应 ,即活性ＳｉＯ２ 和Ａｌ２Ｏ３ 与Ｃａ（ＯＨ）２ 水化生成ＣＳＨ凝胶和水化铝酸钙（Ｃ４ＡＨ１３ ·Ｃ３ＡＨ６）、水化硫铝酸钙（Ｃ２ＡＳ Ｈ８）［１、２］。大量研究结果表明 ,微矿粉能显著改善混凝土的和易性 ,提高混凝土的保水性［３］,提高混凝土的强度 ,尤其是长期强度 ,并通过绝热温升试验证明能大大降低混凝土的水化热 ,减小温差…     

混凝土拉伸应力应变关系

本文根据单调轴拉荷载作用下拉伸实验的结果,分析了轴拉荷载下混凝土应力应变全过程曲线的特点以及决定全曲线形状的特征值及其相互关系,提出了混凝土在单调轴拉荷载作用下应力应变全过程曲线方程的解析表达式。     

钢纤维橡胶混凝土的循环受压应力-应变关系

采用等强配合比优化设计来制备橡胶掺量0%～20.0%、钢纤维掺量0%～1.5%的12组钢纤维橡胶混凝土（SFR-RuC）试件,并且通过单轴循环受压应力-应变全曲线试验分析其循环受压力学性能.结果表明：配合比优化设计后,在橡胶掺量为20.0%时可以得到与普通C60混凝土基本等强的SFR-RuC;与普通混凝土、橡胶混凝土及钢纤维混凝土相比,SFR-RuC的循环受压力学性能更优,破坏呈明显延性特征,延性和韧性更高,滞回耗能能力更强,塑性应变累积和刚度退化更缓慢;综合考虑橡胶及钢纤维掺量的影响,在试验数据基础上提出的SFR-RuC单轴循环受压应力-应变关系模型,可以为SFR-RuC结构的设计分析提供一定的理论基础.     

普强高性能混凝土受拉应力-应变全曲线试验研究

本文对普强高性能混凝土的单轴受拉特性进行了试验研究,通过分析试块受拉应力-应变关系曲线的上升段和下降段,提出了普强高性能混凝土单轴受拉应力应变全曲线方程,经过与试验结果进行对比,数据吻合较好。     

圆钢管超高强混凝土应力-应变关系研究

在40根圆钢管超高强混凝土短柱轴压试验研究的基础上,将钢管超高强混凝土视为一新型组合材料,建立其应力-应变关系曲线的理论特征参数(极限强度、平台强度以及峰值应变)计算方法.通过比较发现,现有钢管混凝土的相应计算公式不适用于圆钢管超高强混凝土.最后,推导建立了圆钢管超高强混凝土短柱轴压应力-应变关系的三段式曲线方程,并验证了该方程理论曲线与试验曲线吻合良好.     

钢纤维混凝土应变速率敏感性及本构模型研究

研究了单向应力状态下钢纤维掺量为2.0%的钢纤维混凝土在应变速率为10-5、10-4、5×10-3s-1时的强度特性和变形特性,在此基础上,推导了钢纤维混凝土的单轴应力-应变全曲线。结果表明,普通混凝土的单轴抗压强度、弹性模量、吸能能力随应变速率的提高而提高;钢纤维混凝土的单轴抗压强度、弹性模量随应变速率的提高而提高,但吸能能力随应变速率的提高而降低;钢纤维对混凝土的抗压强度影响不大,但很好地改善混凝土的延性,相同应变速率下钢纤维混凝土的峰值应变较普通混凝土有所增加;相同基体强度的钢纤维混凝土吸能能力强于普通混凝土,但弹性模量比普通混凝土小;推导的应力应变曲线能够很好地描述钢纤维混凝土在不同应变速率下的应力应变全曲线关系。     

UHPC用超高性能减水剂的合成与性能研究

通过在主链和侧链同时引入氨基基团,在侧链引入疏水基团和超支化结构,研发了一种超高性能减水剂PCE1。探讨了合成工艺参数对减水剂分散性的影响,并将PCE1与市售国内外聚羧酸减水剂(PCE2、PCE3)的减水率以及相同条件下制备的UHPC的黏度和强度等性能进行了对比。结果表明,PCE1的最佳合成工艺条件为:n(超支化单体P)∶n(直链单体M-2070)=1∶3,聚琥珀酰亚胺(PSI)浓度为40%,缩聚反应温度为65℃,反应时间为7 h;减水剂掺量为3.2%时,PCE1的减水率高达45%、所配制UHPC的28 d抗压强度达152.8 MPa,黏度较掺PCE2、PCE3的分别降低了50.4%、47.5%,综合性能优于市售PCE2、PCE3。     

基于细观本构模型的UHPC梁受弯全过程分析

为预测超高性能混凝土(UHPC)残余抗拉强度,通过细观力学分析,研究了纤维对UHPC残余抗拉强度贡献机理,提出了考虑纤维埋深、分布和取向的UHPC细观本构模型。基于UHPC细观本构、受力平衡方程和变形协调条件,建立了UHPC梁受弯分析模型和受弯承载力理论计算方法。经与8个UHPC梁试件受弯试验结果对比发现,文中提出的模型可以较好地预测UHPC梁受弯全过程响应和受弯承载力。基于基准试验梁的不同作用机制受弯贡献比例分析发现,纵筋配筋率从0增至2. 5%时,受拉区混凝土对受弯承载力贡献从89. 6%降至2. 4%;纤维率从0增至3%时,受拉区混凝土对受弯承载力贡献从0增至22. 1%。计算结果表明,对于低配筋UHPC结构,混凝土抗拉贡献应予以考虑。     

钢筋UHPC受弯构件裂缝宽度计算方法研究

为建立钢筋UHPC受弯构件的裂缝宽度计算方法,对6根钢筋UHPC梁进行四点抗弯试验,分析试验梁的裂缝发展过程和分布规律,以此为基础评估了现有规范公式计算钢筋UHPC受弯构件裂缝宽度的适用性,给出考虑UHPC抗拉贡献的钢筋UHPC受弯构件的钢筋应力计算方法和裂缝宽度建议计算公式,并通过国内16根钢筋UHPC梁的97组有效裂缝宽度试验结果对给出的裂缝宽度建议公式的适用性进行验证。研究结果表明：①UHPC梁表面裂缝宽度小于0.25mm时,裂缝宽度基本呈线性规律扩展,裂缝数量不断增加,裂缝间距逐渐减小;裂缝宽度超过0.25mm后,裂缝宽度迅速扩展并形成主裂缝,裂缝数量基本不变,裂缝间距趋于稳定,裂缝分布密而细,呈现出多元开裂现象。②直接采用GB 5010-2010规范和CECS 38-2004规范的裂缝宽度公式计算钢筋UHPC受弯构件的裂缝宽度误差较大。③基于UHPC材料特性,提出考虑UHPC抗拉作用的钢筋UHPC受弯构件开裂截面的钢筋应力计算方法,可较好地预测钢筋UHPC受弯构件开裂截面的钢筋应力。④结合试验数据和分析,对GB 50010-2010规范中平均裂缝间距、钢筋应变不均匀系数、构件受力特征系数进行修正,给出钢筋UHPC受弯构件裂缝宽度计算公式,修正后的建议公式计算值与文章试验值吻合良好,且与法国UHPC规范公式预测结果相比离散性更小。⑤建议公式的裂缝宽度计算值与收集的裂缝宽度试验数据库的试验值之比的平均值为0.99,标准差为0.19,表明建议公式适用性良好,可为UHPC结构设计规范的编制提供参考。     

配筋UHPC湿接缝界面抗弯性能及影响因素

制作普通矩形、密配筋矩形、打孔矩形、楔形和菱形5种类型的现浇超高性能混凝土(UH-PC)接缝板试件,并对其进行抗弯试验,研究了配筋UHPC-普通混凝土(NC)湿接缝界面的抗裂能力、抗弯性能和破坏模式.通过轴拉试验探讨了NC表面处理方式、NC湿润度、UHPC养护龄期和养护方法等对UHPC-NC界面抗裂性能的影响.结果 表...     

超高性能混凝土无腹筋梁剪切失效有限元模拟

为了研究超高性能混凝土(UHPC)无腹筋梁的剪切失效机理,采用有限元软件ABAQUS对UHPC无腹筋梁的受剪性能进行了三维精细有限元模拟。模型中考虑了材料非线性和几何非线性,对于UHPC材料受拉性能的模拟考虑其应变硬化的性能。结果表明：由模拟得到的UHPC无腹筋梁的荷载-跨中挠度曲线和破坏模态等均与试验结果吻合良好,UHPC无腹筋梁的剪切破坏可分为线弹性阶段、微裂缝开展阶段、宏观多裂缝开展阶段、破坏阶段和残余强度阶段等五个阶段;UHPC无腹筋梁的受剪承载力受UHPC抗拉强度的影响最大,其随着UHPC抗拉强度的提升呈线性增长;UHPC的断裂能大小和受拉应变硬化长度主要影响梁的延性,对梁的受剪承载力影响不大;UHPC的抗压强度则对梁的受剪承载力和延性均影响较小;随着预应力的提高,梁的延性不断降低,受剪承载力则先上升后下降;随着剪跨比的增大,梁的刚度和受剪承载力均逐渐减小。     

超高性能混凝土有腹筋梁受剪性能及受剪承载力研究

为了研究超高性能混凝土（UHPC）有腹筋梁的受剪性能,对7根UHPC梁进行了受剪性能试验,变化参数包括剪跨比、纵筋配筋率、配箍率、钢纤维掺量等。试验结果表明：UHPC有腹筋梁的破坏形态有弯曲屈服后的剪切破坏和剪压破坏,破坏时梁表面呈现斜向多条裂缝形态;箍筋可以提高UHPC梁开裂后刚度,钢纤维和箍筋均可以提高UHPC梁的变形能力和受剪承载力,足够的箍筋和钢纤维共同作用可以进一步提高UHPC梁的延性;配箍率增加,梁腹部会出现较密的短斜裂缝。提出了UHPC有腹筋梁受剪承载力计算模型,其中包括剪压区混凝土、斜裂缝处钢纤维、箍筋及纵筋销栓作用对于梁受剪承载力的贡献,模型计算值与试验值吻合良好。     

混杂聚丙烯纤维-回收轮胎钢纤维增强UHPC高温后力学性能

测试了混杂聚丙烯纤维（PPF）-回收轮胎钢纤维（RTSF）增强超高性能混凝土（UHPC）高温后的抗压强度,并研究了其工作性能.结果表明：PPF体积分数达到0.9%后,可以防止UHPC发生高温爆裂;UHPC的抗压强度随着温度的升高先增大后减小,400℃作用后达到最大值,比20℃作用后提高了9.2%～19.9%;相同温度作用后,UHPC的抗压强度随着PPF体积分数的增大而降低;PPF熔化前与基体有效黏结,其与RTSF均可发挥桥连作用,PPF熔化后在基体中形成孔道,提高了UHPC的耐高温性能.     

高强高性能钢纤维混凝土配制工艺研究

高含量高性能钢纤维混凝土具有很高的强度和韧性.由于钢纤维含量大,因此成型工艺复杂.通过试验对灌浆法、渗浇法以及混合搅拌法进行研究,得出了每种成型方法存在的问题和适用范围,并配制出了相应的高强高性能钢纤维混凝土.试验结果表明,同步渗浇法较其他工艺成型效果好,可以在钢纤维掺量≤10%的工程实践中推广应用.     

浅谈上海世博会上的新型混凝土建筑

通过上海世博会上的两个建筑实例,介绍了当代建筑师在新型混凝土材料运用上所做的探索,并对透明混凝土和高性能纤维混凝土作了详细论述,以进一步推广新型混凝土的应用。