不同配合比下UHPC的早期性能研究

研究了水胶比以及粉煤灰、矿渣粉、硅灰、钢纤维掺量对UHPC工作性能和早期力学性能的影响。结果表明:水胶比对UHPC工作性能影响较大,随着水胶比的增大,拌合物流动性增加,强度降低;粉煤灰、矿渣粉的掺入可有效改善拌合物的流动性,适量硅灰的掺入有助于改善拌合物的流动性,存在最佳掺量。粉煤灰、矿渣粉的掺入会使UHPC的1 d强度降低,但会提高3 d、7 d强度,且矿渣粉的提高效果强于粉煤灰。硅灰的掺入对UHPC早期强度具有提高效果,但掺量的改变对强度影响不大。增加钢纤维掺量会显著降低新拌混合物的流动性,对抗折强度有较大提高效果。     

复掺GO与钢纤维对UHPC性能的影响研究

该文研究了复掺氧化石墨烯(GO)与钢纤维对超高性能混凝土(UHPC)力学性能、流动性能、耐久性能的影响规律。研究结果表明:GO复掺钢纤维可以明显提高UHPC的抗压强度,但是会降低工作性。随着钢纤维掺量的增加,UHPC的流动度逐渐降低。复掺GO与钢纤维可以提高UHPC的抗氯离子渗透性能,降低干燥收缩,提高抗硫酸盐侵蚀性能。     

钢纤维自密实混凝土工作性能及抗压强度试验研究

采用坍落流动度试验、J-环试验检测了新拌钢纤维自密实混凝土的工作性能,研究了混凝土强度等级、钢纤维掺量对拌合物黏度、填充性能、自流平性能及间隙通过性的影响规律;通过混凝土立方体抗压试验,探讨了不同钢纤维掺量时自密实混凝土28d抗压强度变化规律。研究结果表明:钢纤维的掺入虽会降低自密实混凝土的工作性能,但选取合理的试验配合比及正确的搅拌方法,同样能够配制出满足施工要求的钢纤维自密实混凝土。钢纤维会小幅提高自密实混凝土的抗压强度,且随钢纤维掺量的增加而增加。     

UHPC钢纤维定向排列布料机在钢桥面铺装中的应用研究

钢纤维定向排列已被证实可实现UHPC在钢纤维排列方向上抗拉性能的进一步提升。根据现有阶段成果,试制UHPC钢纤维定向排列布料机。考察UHPC材料在经过布料机挤压布料后的工作性能影响,以及对比UHPC分别沿顺着布料机浇筑方向、横着布料机浇筑方向和标准浇筑方向的抗折强度大小。试验结果表明,UHPC布料机基本不改变拌合物的性能,而对钢纤维的排列方向有一个很大程度的取向排列,其中,顺着浇筑方向的抗折强度达到32.2MPa,这一结果从试件断裂面钢纤维的排列方向上得到验证。基于这一研究成果,将其应用在润扬大桥钢桥面铺装维修工程中。     

不同养护条件和钢纤维掺量对超高性能混凝土收缩性能的改善

为改善超高性能混凝土（ultra-high performance concrete,简称UHPC）的收缩性能,研究了钢纤维掺量为1.5%、2.0%、2.5%的UHPC在自然养护、标准养护、热水养护3种养护条件下的收缩性能变化,通过X射线衍射（X-ray diffraction,简称XRD）和扫描电镜（scanning electron microscopy,简称SEM）分析,进一步分析了影响其收缩性能变化的微观因素。结果表明：标准养护和热水养护条件下对UHPC的收缩抑制作用比较显著,随着钢纤维掺量的提高,UHPC的收缩性能会降低,钢纤维掺量为2.5%时UHPC的收缩性能仍满足要求,且在热水养护中混凝土的收缩率最小;此外,加入矿物掺合料可以促进水泥二次水化,形成致密的微观结构,使钢纤维与基体黏结更紧密。     

纤维对含粗骨料超高性能混凝土高温性能的影响

为了探究改善超高性能混凝土(UHPC)高温性能的措施,从力学性能、质量损失、超声检测等方面研究了纤维(不掺纤维、单掺钢纤维、混掺钢纤维与合成纤维)对UHPC高温性能的影响.结果表明:当纤维掺量增加时,UHPC的工作性与抗压强度均随之下降,抗折强度则先升后降;随着目标温度的升高,UHPC的残余抗压强度先升后降,损伤逐步加...     

配比参数对UHPC流动性及抗压强度的影响试验研究

提出了与超高性能混凝土(UHPC)特点相适应的体积法配比计算方法,研究了硅灰掺量、粉煤灰掺量、钢纤维体积掺量、水胶比4个配比参数对UHPC流动性及抗压强度的影响规律及机理。结果表明:硅灰和钢纤维对UHPC的抗压强度有较为明显的改善作用,但掺量过大时会引起流动性的大幅下降,带来强度增长边际效应;30%以内掺量的粉煤灰对UHPC的抗压强度无显著影响。水胶比过低时UHPC的流动性损失较大,UHPC在成型过程中引入缺陷的概率增大,抗压强度并未出现提高。硅灰和钢纤维对UHPC抗压强度的增强机理在于钢纤维阻碍了受压过程中裂缝的扩展,硅灰的存在增大了UHPC浆体与钢纤维间的界面粘结力,从而提高了钢纤维阻滞裂缝扩展的能力。     

超高性能混凝土的收缩性能及收缩预测模型研究

试验研究了钢纤维掺量（0、1%、2%）对超高性能混凝土（UHPC）收缩性能的影响，对比分析了5种常用的混凝土收缩预测模型对UHPC的适用性，并基于试验数据建立了适用于UHPC的收缩预测模型。结果表明：掺钢纤维UHPC的收缩应变低于未掺钢纤维的对比组，且钢纤维掺量越大，对UHPC的减缩效果越显著；5种常用的混凝土收缩预测模型对UHPC的适用性较低，其中，ACI 209(92)模型高估了UHPC的40 d后收缩应变，B3模型、CEBFIP 90模型和中国建科院模型低估了UHPC的收缩应变，GL2000模型对90 d龄期时的收缩应变预测值与试验值相对较为接近；建立的指数函数形式的UHPC收缩应变计算模型的精度较高。     

钢渣粉与石灰石粉作为自密实混凝土矿物掺合料的应用研究

本文研究了钢渣粉与石灰石粉作为矿物掺合料对自密实混凝土性能的影响。试验结果表明:钢渣粉与石灰石粉作为矿物掺合料可以改善混凝土拌合物的工作性能;在低掺量时随着钢渣粉掺量的增加,混凝土抗压强度增加而混凝土拌合物的填充性和间隙通过性降低;随着石灰石粉掺量增加混凝土拌合物的填充性与抗离析性增加而间隙通过性降低,且混凝土抗压强度随掺量增加而降低。     

超高性能混凝土阻尼性能研究

采用悬挂法自由振动衰减法测试了超高性能混凝土(UHPC)的阻尼性能,研究了粗集料最大粒径、纤维种类及掺量和硅灰掺量对UHPC阻尼性能的影响.结果表明:骨料的最大粒径越大,阻尼比越小,在相同掺量下,掺入粒径为15 mm玄武岩的UHPC阻尼比最小,较掺粒径为5 mm的减小了3.17％;钢纤维对UHPC阻尼影响显著,随其掺量...     

单向分布钢纤维混凝土的力学性能研究

通过恒定磁场控制混凝土拌合物中的钢纤维方向,制备出单向分布钢纤维混凝土,对其劈裂抗拉、抗压和抗折等力学性能进行了试验分析。结果表明,与相同掺量的普通钢纤维混凝土相比,单向分布钢纤维混凝土的劈裂抗拉、抗压和抗折等力学性能均有不同程度的提高,且提高程度随纤维掺量的增加而降低,说明混凝土中纤维掺量对于纤维的定向效果有着较大影响,从而影响着纤维方向的提高率和混凝土力学性能的提高程度。     

废旧橡胶混凝土工作性能试验研究

通过设计不同的强度配合比、橡胶粒径、橡胶掺量、橡胶预处理方式、橡胶掺加形式等试验变量,系统研究了废旧橡胶混凝土拌合物的工作性能.结果表明:在单一试验变量下,掺粗橡胶粒混凝土拌合物的工作性能优于掺细橡胶粉;对废旧橡胶颗粒进行预处理,均不同程度改善了混凝土拌合物的工作性能;当废旧橡胶颗粒等体积代砂掺加到混凝土中,其工作性能随着粗橡胶粒掺量的增加而增加,而掺细橡胶粉则相反;当橡胶颗粒直接外掺到混凝土中,无论是粗橡胶粒还是细橡胶粉,其工作性能随着橡胶颗粒掺量的增加均呈现先增加后减小的规律;当掺细橡胶粉等体积取代砂大于10％或外掺量大于20 kg/m3时,混凝土拌合物的工作性能急剧降低.     

钢纤维对超高性能混凝土性能的影响

超高性能混凝土是一种具有超强耐久性、超高强度的特殊混凝土。文章研究了不同钢纤维掺量对超高性能混凝土的工作性能和力学性能的影响,结果表明,钢纤维会导致细骨料UHPC流动性降低,并且流动性均随着掺量的增加而降低更多,同时钢纤维可以提高抗压强度和抗折强度,并均随着掺量的增加而增大。     

超高性能混凝土工作及力学性能分析北大核心

为研究水胶比、减水剂和矿物掺合料掺量对超高性能混凝土(UHPC)工作性能的影响以及水胶比、矿物掺合料和钢纤维掺量对UHPC力学性能的影响,分别进行净浆流动度试验和UHPC抗折、抗压强度试验。结果表明:提高水胶比和增加粉煤灰掺量可以改善浆体的流动性,但会降低UHPC的抗折强度和抗压强度;增加矿渣粉掺量可以在改善浆体流动性的同时,提高UHPC后期的抗折强度和抗压强度;随着硅灰掺量的增加,浆体的流动性不断降低,而UHPC的抗折强度和抗压强度呈现先上升后下降的趋势,当硅灰掺量为25%时,UHPC的强度达到峰值,抗折强度和抗压强度分别提高23.7%和32.0%;钢纤维掺量的增加会提高UHPC强度,当掺入2%的钢纤维时,UHPC的抗折强度与抗压强度分别提高39.7%和59.1%。综合考虑,建议硅灰掺量在20%~30%之内为宜,矿渣粉掺量不超过30%,粉煤灰掺量不超过20%,钢纤维掺量宜取2%。     

经济型UHPC的制备及性能研究

超高性能混凝土(UHPC)是指抗压强度大于100 MPa,各项性能都十分优良的一种混凝土材料,但由于其内部钢纤维、石英砂等原材料成本过高限制了其推广应用。通过常规工艺条件,降低钢纤维掺量,采用常规河砂,碎石等替代型原材料制备经济型UHPC,并对其力学性能、耐久性能及微观结构进行了试验研究。试验结果表明:相比于普通C50混凝土,UHPC的力学性能及耐久性能大幅提高,通过常规原材料也能制备出经济型UHPC。     

钢纤维取向角对超高性能混凝土抗拉强度的影响

为了明确钢纤维在超高性能混凝土(UHPC)中的增韧效果,人为改变钢纤维在UHPC拌合物中的排列取向。采用随机浇筑、顺拉伸方向浇筑、垂直拉伸方向浇筑三种成型模式成型了UHPC拉伸试件,通过轴拉试验得到UHPC的应力-应变曲线,并从断面观测钢纤维的分布取向。试验结果表明,钢纤维的取向对拉伸强度有决定性影响,其中,顺拉伸方向浇筑的UHPC抗拉强度达到12.4 MPa,极限应变达到了0.003 8;从拉伸断面上分析得出UHPC的抗拉强度与钢纤维沿轴向取向角有线性相关性。     

UHPC局压性能试验研究与承载力计算公式

预应力超高性能混凝土(UHPC)结构具有轻型化、跨度大等优点,为了探明其锚固区的受力性能,以钢纤维长径比、局压面积比与钢纤维掺量为变量,开展了18个带中心孔道的UHPC棱柱体试件的局压试验,得到了局压承载力以及荷载-位移关系。试验结果表明：UHPC试件局压开裂荷载一般为局压极限荷载的45%～78%,局压破坏之前有较长的裂缝发展过程;局压受力可分为压密、弹性变形、外围混凝土及其与楔形体界面的裂缝发展、破坏四个阶段;钢纤维长径比分别为65与80的两组UHPC试件局压承载力、局压刚度相差均较小;UHPC试件弹性变形阶段核心混凝土竖向柔度和相对压陷的竖向柔度随局压面积减小而增大;当钢纤维掺量分别从1%增至2%和2%增至3%时,UHPC试件局压承载力增幅达12.9%～14.4%和5.3%～7.4%,局压刚度亦随纤维掺量增加而增加。UHPC局压承载力的计算仍可采用普通混凝土局压承载力公式的形式,但相关系数取值有所不同;按该文给出的方法取值,计算值与试验结果吻合较好。     

基于ANSYS的配筋UHPC梁数值仿真分析

根据配筋UHPC梁中钢纤维的分布、体积掺量和受力情况,采用具有加筋特性的Solid65单元进行钢纤维模拟,考虑配筋UHPC梁受力过程分为弹性阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段,建立了钢纤维三折线本构模型。模拟结果与试验值吻合程度较好,表明该模拟方法精度较高。     

不同纤维对防辐射超高性能混凝土抗冲击性能的影响

传统防辐射混凝土材料存在强度低、韧性差等问题,亟需设计开发一种兼顾屏蔽射线性能和抗冲击性能的混凝土材料。因此,超高性能混凝土(UHPC)在防辐射领域的研究成为热点。为探究不同纤维对防辐射超高性能混凝土(UHPC)抗冲击性能的影响,采用万能试验机、分离式霍普金斯杆进行力学性能和抗冲击性能试验,采用场发射SEM进行微观形貌分析。结果表明:单掺12mm钢纤维组力学性能最佳,28 d抗压、抗弯拉强度分别为128.8、23.2 MPa;相比单掺12 mm钢纤维试验组,钢纤维混掺聚丙烯纤维组和钢纤维混掺PVA纤维组UHPC冲击总耗能分别提高1.6%、6.8%,说明混掺纤维使得UHPC具有很好的抗冲击性能。     

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。