水工混凝土抗劈拉模型分析研究

为研究聚丙烯纤维和细粒化高炉矿渣对混凝土抗劈拉性能的影响,将不同掺量的矿渣和聚丙烯纤维掺入普通混凝土中,制成100 mm×200 mm的圆柱体试样,并进行抗压强度和抗劈拉强度试验。结果表明,适量聚丙烯纤维和矿渣的掺入对混凝土的复合加强效应显著,可使水工混凝土的抗劈拉强度提高到其抗压强度的10%~12%;抗压强度与抗劈拉强度之间存在幂函数相关关系。     

高炉矿渣粉对混凝土性能的影响研究

为探究高炉矿渣粉对混凝土性能的影响规律,优选不同高炉矿渣粉掺量,开展混凝土的和易性能、力学性能、抗冲磨性能、抗冻性能及热学性能试验研究,结果表明：矿渣粉的掺入可以改善混凝土的和易性能;试验掺量下,矿渣粉掺量越大,混凝土后期抗压强度越高,抗冲磨强度也越高,掺入35%矿渣粉可使得混凝土的抗冲磨强度提升2.65%,同时磨损率降低6.51%;矿渣粉对混凝土抗冻性能的改善效果显著,掺35%矿渣粉可以将混凝土的抗冻等级提升至F400以上。测定了掺35%矿渣粉混凝土的热学参数、自生体积变形,以便为高炉矿渣粉的应用提供技术参考。     

混凝土棱柱体试件抗压强度尺寸效应探讨

现行《水工混凝土试验规程》(DL/T 5150—2001)并未对高应力比条件下混凝土徐变试验棱柱体试件的抗压强度尺寸效应作出明确规定,因此从定性和定量的角度探讨棱柱体试件的尺寸效应问题。通过对15个同截面、不同高度的混凝土棱柱体试件进行抗压强度试验,较系统研究了试件纵向高度与横向长度比值和抗压强度的关系,得到棱柱体试件抗压强度尺寸效应的临界尺寸。收集大量临界尺寸范围内混凝土棱柱体试件抗压强度试验资料,建立了混凝土尺寸效应广义回归隐式神经网络模型,计算分析结果表明:规范中抗压强度折算系数无法满足高应力比下徐变试验荷载加载要求,可利用本文建立的隐式神经网络模型预测不同尺寸的混凝土试件的抗压强度比值进行高应力比下的徐变试验。     

矿物掺合料对高性能混凝土抗压强度的影响分析

针对目前国内外对不同类型及含量矿物掺合料对高性能混凝土抗压强度随时间变化的规律研究较少的情况,文章设计了13组混凝土试件,分别研究不同含量的粉煤灰、矿渣粉、石灰粉以及双掺粉煤灰和矿渣粉在不同龄期对高性能混凝土抗压强度的影响规律。结果表明:掺入粉煤灰会对混凝土早期的抗压强度发展产生不良影响,掺入矿渣粉可大幅提高混凝土的后期强度;双掺矿渣粉和粉煤灰会导致前期混凝土抗压强度显著下降,但后期其抗压强度会显著提高;石灰石粉作为一种惰性材料会降低混凝土强度,且掺量越高,降幅越大。     

基于回归分析的长距离水工隧洞 泵送混凝土抗压强度研究

以龙开口电站一期工程长距离泵送C25混凝土为对象,研究不同泵送距离、不同水灰比、不同粉煤灰掺量等对混凝土强度的影响。在相同的条件下养护7 d,根据实测混凝土的28 d抗压强度,通过回归分析,建立了不同距离泵送C25混凝土标准抗压强度公式。实测的混凝土强度与试配强度相差无几,证明适量掺粉煤灰不影响其抗压强度。并得出长距离泵送混凝土粉煤灰掺量宜控制在10%～30%之间。     

新老碾压混凝土粘结强度的影响因素分析

为了探究影响新老碾压混凝土粘结强度的因素,以新老混凝土为研究对象,采用标准的混凝土试块边长为150 mm立方体试件,强度等级分别为C20、C30、C40的新碾压混凝土和强度等级为C30的老碾压混凝土试件,以新老碾压混凝土所使用水泥净浆及不同掺比的固结剂(HEC)作为界面剂,对试件进行劈拉试验,得出粘结强度随新碾压混凝土强度等级及HEC界面剂掺量变化的规律,并且建立新老碾压混凝土粘结模型,对模型施加一定的荷载进行计算,以试验数据为基准与模拟仿真值进行对比验证。结果表明：在一定范围内新老混凝土粘结劈拉强度随着新混凝土强度的增大而增大,但增大的程度不明显,而随着HEC界面剂掺量的增加,其粘结强度逐渐增大,但过大的HEC界面剂掺量反而会使粘结强度降低：40%>50%>30%>20%>10%>水泥净浆。     

硫酸盐和干湿循环耦合作用下混凝土性能研究

试验主要研究了粉煤灰与矿渣粉掺量以及新拌混凝土含气量对混凝土在硫酸盐和干湿循环耦合作用下质量损失、抗压强度、相对动弹性模量等性能变化的影响。研究结果表明:经过3个干湿循环周期后,掺有矿物掺合料的混凝土试件强度增长大于基准组混凝土;从第4个干湿循环周期开始,掺矿物掺合料的混凝土试件的质量损失均小于基准组混凝土,且试件质量损失大大减少;掺加矿渣后,混凝土试件经过6次干湿循环周期,相对动弹性模量仍保持在60%以上;粉煤灰和矿粉复掺对混凝土的抗硫酸盐干湿循环破坏能力有所提高,当粉煤灰与矿粉比例为3∶1时,采用复掺对改善干湿循环过程中混凝土试件的抗压强度的效果最好。并且,混凝土中适当引气也可提高其抗硫酸盐干湿循环性能。     

橡胶混凝土的抗冲击性能研究

以C30和C50强度等级的混凝土为基准,选取粒径为1～3、3～6 mm的橡胶颗粒,分别按照10%、15%(砂的体积分数)掺量等体积取代部分砂配制橡胶混凝土,对不处理、水洗处理、NaOH处理、复合处理等改性方式的橡胶混凝土抗冲击性能进行了试验,研究基准混凝土强度等级、橡胶颗粒掺量和粒径、改性方法对混凝土抗冲击性能的影响。结果表明:橡胶颗粒虽然降低了混凝土的抗压强度,但提高了其抗冲击性能;初裂冲击次数和终裂冲击次数随着基准混凝土强度等级的提高、橡胶颗粒掺量和粒径的增大而增大;各种橡胶颗粒改性方法均可提高混凝土的抗压强度和抗冲击性能,其中复合处理方法效果最好。     

玄武岩纤维对不同龄期低热水泥混凝土强度影响试验研究

系统探究不同玄武岩纤维(BF)掺量及长度对不同龄期低热水泥混凝土强度影响规律,为改善低热水泥混凝土早龄期强度提供基础。BF掺量设置为0.0%、0.1%、0.2%、0.3%,长度设置为12 mm、24 mm,养护龄期设置为3 d、5 d、7 d、14 d、28 d,得到不同BF掺量及长度对不同龄期低热水泥混凝土抗压强度影响规律。研究结果表明：不同长度及掺量的BF均能改善低热水泥混凝土的强度性能,最大增幅达20.47%。不同龄期下BF纤维掺量及长度的强度作用效应存在显著差异。除3 d龄期外,其余龄期下抗压强度随12 mm BF掺量增加呈先增加后降低的趋势,抗压强度峰值掺量为0.2%。除28 d龄期外,抗压强度随24 mm BF掺量增加而持续增大,而28 d龄期抗压强度则呈先增大后降低趋势,转折点掺量为0.1%。相同BF掺量及长度条件下,BF对短龄期低热水泥混凝土抗压强度提升效果较长龄期更为显著,推荐BF长度12 mm,掺量0.2%。     

尺寸效应对面板混凝土动态力学性能影响的试验研究

为研究尺寸效应对面板混凝土材料动态力学性能的影响,通过设计一系列试验,采用混凝土动静三轴仪试验仪对不同面板混凝土试件(Ф150 mm×150 mm、Ф150 mm×300 mm、Ф150 mm×450 mm)进行动态力学性能试验,得到面板混凝土极限抗压强度与应变速率的拟合关系式。结果表明,当面板混凝土试件尺寸相同时,试件的轴向抗压强度随着应变速率提高而增大,轴向峰值应变随之减小;当加载的应变速率相同时,试件的轴向抗压强度随着试件尺寸增大而减小,其轴向峰值应变也随之减小;当混凝土试件尺寸不同时,应变速率的提高对尺寸较小的试件的轴向抗压强度的增幅影响较大。最终通过数据回归分析,得出考虑尺寸效应影响的面板混凝土轴向抗压强度与应变速率关系的拟合曲线。     

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。     

带初始损伤混凝土的动态抗压性能研究

对65个直径为68 mm的混凝土圆柱体试件进行试验分析,系统研究了不同初始损伤程度的混凝土试件在冲击荷载作用下的动态抗压特性。通过对混凝土试件预加不同的静态荷载,从而在试件内产生不同程度的初始损伤;利用SHPB设备进行不同速率下的冲击试验,研究初始损伤程度对混凝土动态抗压强度、应力应变关系以及破坏模式的影响。试验结果表明,初始损伤对混凝土动态抗压强度产生重要影响,其影响程度与混凝土试件的初始损伤程度密切相关,损伤程度在阈值以下时对混凝土的动态抗压强度影响较小,超过阈值时影响显著;随应变率增加,带损伤混凝土的动态抗压强度显著提高;含水率的增加降低了带初始损伤混凝土动态抗压性能。基于试验结果,提出了综合考虑初始损伤程度影响和应变速率效应的抗压强度预测模型。     

不同应变速率下混凝土吸能特性及尺寸效应的研究

为了解混凝土的尺寸效应,进行了混凝土动态抗压性能试验,分析了在不同试件尺寸(150,300,450 mm立方体)不同应变速率(10^-5/s,10^-4/s,10^-3/s,10^-2/s)下混凝土的应力-应变全曲线、吸能特性,并基于Bazant尺寸效应理论建立了含应变速率效应的混凝土强度的尺寸效应模型。结果表明,混凝土力学性能存在明显的尺寸效应和速率效应;混凝土单位体积的吸能能力随试件尺寸的增大而降低;在应变速率较小时,混凝土的吸能能力随应变速率的增大而增加;但应变速率超过一定值后,混凝土吸能能力增加不明显;混凝土应变软化程度随试件尺寸的增大而加深;在一定程度上,峰后应变软化程度取决于试件几何尺寸。     

锂渣、钢渣高性能混凝土强度的试验研究

采用正交的试验方法,以混凝土强度3,7,28,90 d龄期的抗压强度和28 d龄期的劈裂抗拉强度作为评价指标。试验结果表明水胶比以0.27为最优,以28 d龄期为准,由试验确定的最佳锂渣和钢渣掺量分别为10%和20%,锂渣、钢渣高性能混凝土28d劈裂抗拉强度在一定程度上与其抗压强度呈现比例关系。在最优水胶比条件下,锂渣、钢渣高性能混凝土的28 d龄期及28 d龄期以后的抗压强度均高于常规混凝土和单掺锂渣混凝土,同时,7²8 d龄期的锂渣、钢渣混凝土强度增长幅度最大且最优。     

再生粗骨料和矿物掺合料对再生混凝土抗冻性影响的研究

试验研究了不同再生粗骨料取代率对再生混凝土抗冻性的影响,并且以再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土作为基准混凝土,分别研究单掺钢渣粉、硅灰以及复掺钢渣粉、硅灰对再生混凝土抗冻性的影响。试验分别从表观特征、质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度来分析。试验结果表明:随着钢渣掺量的增多再生混凝土的抗冻性降低;硅灰明显的提高再生混凝土的抗冻性,掺量5%为宜;复掺钢渣和硅灰不同的比例对再生混凝土的抗冻性影响不同,得到复掺硅灰5%+钢渣15%再生混凝土的抗冻性优于基准混凝土。     

掺钢渣-矿渣-粉煤灰复合微粉混凝土的高温性能研究

为了更好、更安全地利用工业废渣,本文研究了钢渣-矿渣-粉煤灰复合微粉混凝土高温后的性能,以不同掺量的4种复合微粉混凝土为研究对象,分析了复合微粉种类和掺量对混凝土高温后性能的影响。试验研究表明:复合微粉的加入都会使混凝土的失重率变大。对于以钢渣或粉煤灰为主的复合微粉混凝土,复合微粉掺量与混凝土的残余抗压强度和静弹性模量负相关。对于以矿渣为主的复合微粉混凝土,复合微粉掺量与混凝土的残余抗压强度和静弹性模量先正相关后负相关。     

掺磷渣粉全级配混凝土性能试验研究

 试验研究掺磷渣粉全级配混凝土的力学、变形及抗渗性能,并与湿筛混凝土进行对比,期望为理论研究和工程实践提供参考。结论表明：全级配与湿筛混凝土试件抗压强度差别不大,全级配混凝土的轴拉强度约为湿筛试件的60％～73％;全级配混凝土的轴拉强度小于劈拉强度。全级配混凝土的抗压弹模比湿筛小试件高,大骨料的存在对泊松比影响不大,受影响最大的是极限拉伸性能。全级配及湿筛混凝土试件的28 d抗渗等级都达到W10,但前者更能真实地反映大体积混凝土的抗渗性。     

带裂缝混凝土轴拉力学性能及Kaiser效应试验研究

为了解带裂缝混凝土在轴拉荷载作用下的力学特性和在变幅循环荷载作用下声发射Kaiser效应,设计了3种带不同初始缝长的混凝土轴向拉伸试验,详细分析了初始缝长对混凝土轴拉强度、断裂韧度、弹性模量等力学参数和声发射Kaiser效应的影响。结果表明:随着初始缝长的增加,混凝土弹性模量保持不变,断裂韧度逐渐增加,轴拉强度与初始缝长呈线性递减关系;在变幅循环荷载作用下,混凝土表现出明显的Kaiser效应,随着荷载水平的提高,Kaiser效应逐渐减弱;当缝高比小于0.4时,Kaiser效应随初始缝长的增大逐渐增强;Kaiser效应本质上是由混凝土内部损伤程度决定的。此外,混凝土轴拉强度的大小会影响其在低荷载水平作用时声发射信号的强弱,据此可判断混凝土试件强度的高低。     

真实水荷载对混凝土强度影响的试验研究

为了了解混凝土材料在水环境中的力学性能,本文试验研究了混凝土在水中及三轴应力状态下的抗压强度特性。试验在大型多功能静动三轴仪上进行,混凝土试件采用Φ100mm×200mm圆柱体试件,试验中考虑了不同的水荷载作用方式、围压和湿度含量的影响。试验的水荷载作用方式分为机械围压(试件密封)和真实水围压(试件不密封)两种。围压大小分别为0、2和4MPa。为了确定湿度对混凝土强度的影响,进行了干燥和饱和两种湿度混凝土的三轴压缩试验,并进行对比。试验研究表明,试件密封条件下,干燥和饱和混凝土的强度均随围压增加且效应明显,但干燥混凝土比饱和混凝土的围压效应更显著;在试件不密封条件下,混凝土三轴强度比密封条件下的强度低。试件不密封条件下,饱和混凝土的三轴强度接近其单轴强度,但干燥混凝土强度降低较大。文中还基于混凝土内部孔隙水压力和外部水荷载的相互作用机理,对试验结果进行了初步解释。