灰砂硅酸盐混凝土护筋性研究

本文说明了对灰砂硅酸盐混凝土性能,尤其护筋性能研究的必要性.阐述了钢筋在混凝土中得到保护(不锈蚀)和发生锈蚀的机理.说明了水泥混凝土和灰砂硅酸盐混凝土在护筋性方面的不同特点.指出了提高灰砂硅酸盐混凝土护筋性的途径,此途径具有简单,易行,不增加成本的优点.在混凝土中钢筋锈蚀量与结构安全度的关系目前国内外尚未确立标准的情况下,我们采用对比的方法(与护筋性优良的水泥混凝土比)进行钢筋锈蚀的研究(测试手段为非破损电化学检验法以及锈蚀量秤重法等),研制出了护筋性良好的高碱性(PH=12.5)灰砂硅酸盐混凝土.     

砂率对富含砖粒再生混凝土断裂性能影响试验研究

为了研究砂率对再生混凝土断裂性能的影响,以RC25为基准再生混凝土,制作了砂率分别为25%、30%、35%、40%、45%、50%的再生混凝土梁试件。通过梁的三点弯曲试验,从断裂韧度和断裂能两个方面,研究了富含砖粒再生混凝土断裂性能随砂率的变化规律。结果表明:富含砖粒再生混凝土的断裂韧度、断裂能均随砂率的增大呈现出先增大而后减小的趋势;砂率由25%增大到35%时,断裂韧度增大了8.43%,断裂能增大了10.73%;砂率由35%增大到50%时,断裂韧度降低了3.81%,断裂能降低了11.29%;砂率小于35%时的断裂韧度比砂率大于35%时的断裂韧度更容易受到砂率变化的影响,而断裂能则没有出现相同的情况。     

多孔材料强度与孔径分布的定量关系

本文对具有不同大小孔隙的多孔材料提出了并联多孔体模型,利用Griffthi断裂理论和复合材料理论推导出了多孔材料强度与孔径分布的定量关系,并提出了处理这一关系的微机程序框图.采用了与实际情况更接近的三维正交圆柱孔模型对不同的水泥砂浆试样和灰砂硅酸盐混凝土试样进行了验证,结果表明,用本文推导出的定量关系来计算的抗压强度与实测的抗压强度的相符性很好.     

围岩-充填体组合承载宏细观损伤演化机理

充填体与围岩共同承载地应力,揭示其组合体宏细观损伤演化机理有助于完善充填体与围岩相互作用理论和优化充填体的配比和强度设计.开展不同灰砂比的围岩-充填体组合体单轴压缩试验和数值模拟,分析宏观下应力-应变曲线、力学参数及破坏模式,细观下裂纹扩展、能量变化及损伤演化规律.结果表明：灰砂比越高,组合体的峰值强度和弹性模量越大,峰值应变越小;组合体发生张拉剪切混合式破坏,低灰砂比时接触界面产生断裂破坏,高灰砂比时分层界面产生宏观裂隙;峰前阶段,接触界面和分层界面等薄弱部分先出现微裂纹,组合体以弹性应变能的转化为主,伴随小幅度能量损耗,损伤程度较低;峰后阶段,组合体耗散能急速增长并超过弹性应变能,内部损伤程度加速恶化.围岩内部裂纹数量大幅增加并迅速扩展贯通,率先出现宏观断裂面,充填体内部裂纹汇聚合并于分层界面,在高灰砂比时发挥良好的协同支护作用.     

活性粉末混凝土的强度影响因素试验研究

基于已有理论研究,采用42.5普通硅酸盐水泥、矿渣、硅灰、高效减水剂、消泡剂以及标准砂等原料,进行活性粉末混凝土的配制试验.为了得到比较合理的配合比,制作了多组试件供试验,并研究了不同水胶比、砂胶比、外加剂掺量、钢纤维掺量对于活性粉末混凝土抗压强度和抗折强度的影响.在保证活性粉末混凝土性能的前提下,探究采用常见材料的活性粉末混凝土配合比.     

机制砂混凝土配比设计参数研究

混凝土配比设计参数——砂率及水灰比对机制砂混凝土性能有着重要的影响。试验研究了设定水灰比、坍落度下砂率的优选及最优砂率下水灰比对机制砂混凝土坍落度及强度的影响。结果表明:设定水灰比及坍落度下,C30、C40、C50机制砂混凝土的最优砂率分别为40%、42%、40%;不同水灰比下,C40机制砂混凝土的最优砂率在40%~42%范围内;最优砂率下,各等级机制砂混凝土坍落度随水灰比提高而增大,且低水灰比时增大较明显;强度随水灰比提高略有增加后线性减小。     

灰砂硅酸盐混凝土构件中的自应力效应

研究了灰砂硅酸盐混凝土在生产过程中的膨胀与收缩引起的应力效应及对制品的影响。重点研讨了自应力的产生、测定、影响自应力值大小的诸多复杂因素与自应力效应在灰砂配筋构件中的应用及存在的问题。     

混凝土架构模型研究

以吴中伟院士——廉慧珍教授提出的“大中心质”学说为理论基础，参考垛密理论，提出混凝土架构模型及架构混凝土设计理论框架，认为混凝土是由粗集料架构、砂浆和界面过渡区组合而成。采用结构参数架浆比，即用粗集料与水泥和细集料质量分数的比值取代水灰比、灰砂比取代砂率，建立了以架浆比N、灰砂比S／C偏离、单位用水量W为基本参数的混凝土架构设计理论的数学模型。该模型是在揭示混凝土宏观结构本质的物理模型基础上建立的数学模型，能更充分地体现混凝土中各材料组分对混凝土整体字性能的真正意义上的贡献，这为混凝土研究又开辟了崭新的领域，也为混凝土数化设计奠定了坚实的理论基础。     

SiO_2－Ca（OH）_2－NaOH－H_2O蒸压系统初探

本文通过Ｘ－Ｒａｙ衍射、扫描电镜等方法研究了不同ＮａＯＨ掺量的灰砂硅酸盐砼的宏观性能和水化相。结果表明，ＮａＯＨ的加入明显提高了灰砂硅酸盐砼的碱度，但对灰砂硅酸盐的抗压强度影响不大；结果还表明，ＮａＯＨ的加入促进了灰砂硅酸盐砼中低碱水化硅酸钙的生成，抑制了高碱水化硅酸钙的生成。     

卵石灰砂硅酸盐混凝土的试验研究

本文通过测定卵石灰砂硅酸盐混凝土的力学性能与混合料的工作性,对影响生、熟石灰两种不同工艺过程的几个参数进行了分析与讨论。结果表明,存在一组对强度与工作性都合适的最佳配比。     

灰砂混凝土促硬剂研究

研究了在水泥混凝土中作为早强剂的Ｍ外加剂、ＫＭ外加剂对灰砂混凝土强度的影响，证实了两种外加剂均能在较低的蒸汽压力下提高灰砂混凝土的强度，其中，ＫＭ外加剂较为理想。并对这两种外加剂在本研究配合比条件下的最佳掺量及最佳蒸压制度进行了探索，初步估算了它们应用于灰砂混凝土生产的节能作用。     

混凝土多孔砖砌体墙的开裂性能实用解析研究

为解决混凝土多孔砖砌体墙的裂缝问题,提出了一种基于竖向灰缝模型的求解其等效断裂韧度(线弹性断裂力学中裂缝发生失稳扩展的临界值)的实用解析方法.首先,运用修正的剪滞理论,分区引入变异层,建立了分层剪滞模型;然后,根据能量法则,推导出了求解其等效断裂韧度的解析计算模式.通过与3组11个试件的试验结果对比发现,该解析解的均方差和变异系数更小,且其等效断裂韧度是与试件尺寸无关的等效断裂参数,这为研究混凝土多孔砖砌体墙的开裂与破坏的预测预报提供了新的方法,在工程上具有较强的适用性.     

环保型胶凝材料的制备及其力学性能研究

利用硅酸盐水泥熟料、矿渣、粉煤灰、硅灰、石膏及其他组分制备出环保型胶凝材料Ⅰ和Ⅱ,并测试了其性能。结果表明,环保型胶凝材料的硅酸盐水泥熟料掺量(30%～50%),具有较低的需水量和正常的凝结时间,其标准稠度需水量为23%,净浆和配制的混凝土都具有较高的流动性,且有较小的流动性经时损失,标准养护28天的胶砂试件抗压强度可以达到50MPa以上,可以配制出C50 C60高流态的高性能混凝土.     

灰砂混凝土的强度及孔结构与蒸压制度的关系

通过测试两种配比的灰砂混凝土在八种蒸压制度下的强度、断裂能及孔结构、ＢＥＴ表面积,研究了蒸压制度对抗压强度、抗折强度、劈拉强度及断裂能的影响,力求用孔结构及ＢＥＴ表面积测试数据从微观上解释力学性能的变化规律。     

组成材料对混凝土早期塑性开裂分形特征的影响

目的应用分形几何理论,探索了混凝土早期塑性开裂的分形特征,为定量描述混凝土早期塑性开裂提供有力的工具.方法试验采用平板约束法,对多种因素（水泥用量、砂率、硅灰掺量、粉煤灰掺量）下混凝土早期塑性开裂进行跟踪测试,并计算了各因素下混凝土塑性开裂的分形维数,探索了各因素对分形维数的影响.结果水泥用量的增加、砂率的增大及硅灰掺量的增加都会使裂缝的分形维数增加,裂缝复杂化趋势加剧;粉煤灰掺量的增加减小了裂缝的分形维数,裂缝复杂化趋势减缓.结论水泥用量、砂率、硅灰掺量、粉煤灰掺量影响着塑性裂缝分形特征的变化,并且与6 h时开裂总长度、最大裂缝宽度的变化规律一致;应用分形理论分析评价混凝土早期塑性开裂特征是十分有效的.     

高掺量粉煤灰混凝土性能试验研究

针对粉煤灰的显著特性及其在工程中的广泛应用,经时工程充分调查、材料成分分析和配合比设计.以水胶比、粉煤灰掺量和砂率为变化参数.采用正交试验法对高掺量粉煤灰混凝土进行试验研究,并对各影响因素进行了深入分析.结果表明.水胶比、粉煤灰取代率是影响混凝土性能的主要因素,砂率对混凝土的流动性和强度影响较大.同时,得出在高掺量粉煤灰状况下各影响因数与混凝土性能的相关关系及其变化规律,可供理论研究和工程实践参考.     

基于局部损伤混凝土模型的FRP-混凝土界面有限元分析研究

基于局部损伤混凝土模型建立了FRP-混凝土搭接接头的精细有限元模型,对其界面在准静态荷载和动力荷载下的粘结性能进行了研究.将准静态有限元模拟结果与FRP-混凝土搭接接头单剪试验数据进行了比较,同时完成了该局部损伤混凝土模型的各参数分析,详细讨论了混凝土断裂带宽度和断裂能等因素对有限元计算的影响.该模型计算得到的准静态荷载-滑移及应变分布曲线均接近试验结果,且通过数值分析还能详细展示FRP-混凝土界面的损伤、传递及破坏过程,预测构件的静态承载能力和FRP-混凝土粘结滑移行为.在此准静态精细有限元模型基础上引入与应变率相关的混凝土动力增强因子(dynamic increasing factor,DIF),针对不同加载速率下FRP-混凝土粘结滑移行为进行了初步讨论,指出高加载速率会导致FRP-混凝土界面承载能力的提高和有效搭接长度的增长,并扩大破坏区域的范围.     

人工砂粉煤灰混凝土正交试验研究

通过正交试验研究了水灰比、粉煤灰替代水泥率、超量系数和砂率对人工砂粉煤灰混凝土工作性及28 d抗压强度的影响规律.结果表明:水灰比对新拌混凝土的工作性和硬化混凝土的强度影响明显,粉煤灰替代水泥率的影响也较大,但超量系数和砂率的影响均不显著.通过效应估计,提出了配合比设计表,进行了复核试验,与人工砂混凝土和天然河砂混凝土进行了技术指标对比分析.     

冻融环境下混凝土的断裂损伤试验研究

为研究冻融作用后混凝土的断裂性能及断裂特征,依据GBJ82-85混凝土快速冻融循环试验方法,对24组共72块混凝土试件进行冻融试验.采用四点弯曲试验法分析了300次快速冻融循环条件下水灰比、引气剂对混凝土断裂韧度,断裂能及相对动弹模损失率的影响,并进行了混凝土形貌分析.结果表明,随冻融循环次数的增加,混凝土的断裂韧度、断裂能及相对动弹模损失率呈明显下降趋势,水灰比越大、混凝土随冻融循环次数增加损伤程度越大.引气剂能够大幅度降低由于冻融循环造成的混凝土结构的损伤,断裂能损失率与相对动弹模损失率之间具有良好的线性关系.     

转炉钢渣对矿渣-硅酸盐水泥混合胶砂的收缩补偿效应

大掺量矿渣混凝土比硅酸盐水泥混凝土表现出更大的收缩,影响混凝土的耐久性.研究了转炉钢渣粉对矿渣粉-硅酸盐水泥混合胶砂硬化体收缩特性的影响.研究表明:转炉钢渣粉部分替代矿渣粉,可显著降低矿渣粉-水泥混合胶砂的收缩.钢矿复合掺合料中钢渣的掺量越高,掺合料对硅酸盐水泥的替代比例越高,收缩补偿效果愈好.当掺合料对水泥的替代比例为70%、掺合料中钢渣粉(比表面积576 m2/kg)掺量分别为20%和40%时,所制备胶砂的4 d和80 d干缩值比矿渣粉(比表面积565 m2.kg-1)-硅酸盐水泥混合胶砂分别降低18.9%,12.8%和36.5%,33.4%.