膨胀剂对早龄期钢纤维混凝土动态压缩性能影响试验分析

采用SEM和XRD微观试验方法研究HCSA膨胀剂成份,利用分离式SHPB试验技术,对不同膨胀剂掺量下3d和7d龄期钢纤维混凝土进行动态单轴压缩性能试验。膨胀剂掺量为8%时,补偿收缩钢纤维混凝土峰值动态抗压强度最高;3d龄期混凝土应力应变曲线有明显的分段性,主要分为弹性压缩阶段、弹塑性压缩阶段和塑性破坏阶段;7d龄期混凝土应力应变曲线中峰值应力凸显;随着冲击气压的增大,试件破坏的离散性增强,但掺入钢纤维后,利用其空间约束效应,使得混凝土破碎块度的尺寸较大。更多还原     

长龄期外掺氧化镁混凝土自生体积变形分析

为进一步促进外掺MgO混凝土的研究与应用,分析了是否使用湿筛方法筛除粒径大于40mm粗骨料对龄期长达1400d的标准尺寸和非标准尺寸的外掺MgO混凝土自生体积变形的影响。结果表明,在相同MgO掺量下,不管龄期长短,湿筛后混凝土试件的自生体积变形均大于未湿筛的混凝土,且湿筛后非标准尺寸混凝土试件的自生体积变形增量小于标准尺寸试件(标准尺寸试件增大15×10-6左右,非标准尺寸试件增大12×10-6左右);不管试件尺寸标准与否,湿筛与未湿筛混凝土试件的自生体积变形差值相对稳定,随龄期的波动不大,尤其是3年以上龄期的波动更小。     

粉煤灰对MgO混凝土长龄期自生体积变形的影响

为了探索粉煤灰对MgO混凝土长龄期自生体积变形的影响规律,在室内测试了长达4a龄期的不同粉煤灰掺量的MgO混凝土的自生体积变形,并从部分试件中钻孔取芯进行电镜扫描观测及能谱分析。结果表明:随着龄期的延长,粉煤灰对MgO混凝土的长龄期自生体积膨胀变形的抑制作用增强,且粉煤灰对一、二级配MgO混凝土的长龄期自生体积膨胀变形的抑制作用强于三级配MgO混凝土。同时,掺入适量粉煤灰后,长龄期MgO混凝土的微观结构更加致密。     

不同水灰比混凝土自干燥试验

为研究不同水灰比水工混凝土和高性能混凝土内部自干燥效应,对水灰比0.33、0.41、0.50的水工混凝土试件和0.30、0.40、0.50的高性能混凝土试件进行密封包裹,并开展持续3个月的内部相对湿度监测。试验结果表明,在密封状态下,水工混凝土和高性能混凝土内部相对湿度均存在两个时期,即湿度饱和期和湿度下降期;随着水灰比的减小,湿度饱和期持续的时间逐渐减小;相同水灰比下,高性能混凝土的内部相对湿度比水工混凝土的内部相对湿度下降快,湿度饱和期持续时间更短。在密封状态下,0.50水灰比的水工混凝土的内部相对湿度基本无下降;但0.41水灰比的水工混凝土存在缓慢的自干燥效应。当混凝土缓慢失水干燥时,混凝土将会出现缓慢收缩,这为解析溪洛渡特高坝工程扣除温度分量的无应力计变形测值长期不稳定的机制提供了一种新思路。     

MgO混凝土自生体积变形影响因素分析

自生体积变形是MgO混凝土在工程应用中最重要的性能之一。系统研究了MgO膨胀剂品种和掺量、水泥品种、骨料种类、粉煤灰掺量等原材料以及水胶比对龄期长达1 400 d的MgO混凝土自生体积变形性能的影响。结果表明：掺入4%～6%、活性反应时间为50～200 s的MgO膨胀剂后,混凝土的自生体积变形经过2 a左右逐渐趋于稳定,无倒缩或不收敛现象;水泥中MgO含量并不能真实反映产生有效膨胀的方镁石含量;骨料长期吸水率与MgO混凝土的自生体积变形存在着良好的对应关系,骨料吸水率越高,其MgO混凝土自生体积膨胀变形越小。     

基于温度-应力试验的自生体积变形计算起点的研究

针对标准试验方法在混凝土自生体积变形计算起点方面尚存在的问题,本文以微膨胀抗冲磨混凝土为研究对象,对ASTM C1074活化能测试方法进行改进,获得更为准确的胶凝材料水化反应活化能,并基于活化能计算得到实际温度条件下试件的等效龄期;利用温度-应力试验的特点,以第一零应力对应的等效龄期作为自生体积变形的有效计算起点,在日本混凝土学会提出的混凝土自生体积变形模型基础上,以自生体积变形最大膨胀值作为分界点分段模拟分界点前后的变形,建立以温度-应力试验第一零应力时间为计算起点的自生体积变形模型,为准确建立抗裂机理模型提供参考依据。     

外掺MgO混凝土自生体积变形反正切曲线模型参数计算式的改进

根据近年来MgO混凝土研究与应用的新发现,对外掺MgO混凝土自生体积变形反正切曲线模型的参数计算式进行改进,将外掺MgO混凝土在龄期90 d的自生体积膨胀量特征值ε₉₀改进为以混凝土在龄期180 d的自生体积膨胀量ε₁₈₀为特征值。结果表明:利用改进后的参数计算式计算的外掺MgO混凝土自生体积变形,在龄期150 d以后的拟合值与实测值更加接近,偏差率一般为2%～7%,甚至<1%;极限膨胀量减少4×10^-6～7×10^-6,与实际也更加接近。改进的计算式可供广大工程技术人员和科研人员参考。     

全级配混凝土干缩变形性能研究

混凝土裂缝会对结构的稳定产生不利因素,为此进行了全级配和湿筛混凝土的干缩变形试验。通过分析混凝土的干缩机理,在弹性力学理论基础上建立了考虑骨料粒径和含量的混凝土干缩模型,分析了混凝土的干缩变形与骨料及水泥浆体弹性模量之间的关系。同时通过分析试件尺寸对混凝土干缩性能的影响,对比研究了全级配与湿筛混凝土干缩变形随龄期的变化规律,结果显示模型计算数据与试验数据吻合良好。研究表明,全级配与湿筛混凝土干缩变形比值随龄期增加而逐渐增大,180d龄期时的比值约为0.29左右。     

室内非标准养护水工混凝土湿胀变形试验

为研究室内非标准养护条件下混凝土浸水后的湿胀变形,设计开展了室内包裹、不包裹养护2种不同非标准养护状态下湿胀变形试验。首先基于2组试件养护期间自由体积变形得到室内不包裹试件干缩变形值,然后依据2组混凝土试件养护期间实测变形,建立其自由体积变形统计模型,反演获得热膨胀系数及分离出自生体积变形,最后根据浸水后实测数据,分离出湿胀变形。试验结果表明:室内不包裹试件存在明显的干缩变形,28 d龄期变形值达到-155.12με;且不包裹、包裹试件的湿胀变形在浸水15 d后趋于稳定,其值分别为122.51με/15.24με。     

碾压混凝土长龄期的变形性能试验研究

 变形性能是研究和分析碾压混凝土抗裂性的重要依据。选择了R90150，R90200两个标号，6个配合比，对其强度、弹模、极限拉伸值、干缩、徐变、自生体积变形、弯曲拉伸等进行了2a龄期的试验研究。结果表明，碾压混凝土的强度、弹模、极限拉伸值在满了2a龄期时还在增长，自生体积变形总的趋势为膨胀，但随龄期的增长而趋于稳定。     

新型抗裂防渗水工混凝土基本性能及其配筋压力管研究

新型抗裂防渗水工混凝土是将钢纤维乱向分散于膨胀混凝土中，形成的一种集承重与防渗为一体的新型建筑材料，本文对其立方体抗压强度、劈拉强度、抗折强度、弯曲韧性、膨胀变形性能及配筋混凝土管件在内水压力下的轴拉性能，进行了系统的试验研究和理论分析。试验结果表明：钢纤维能有效限制膨胀混凝土的膨胀变形；钢纤维的限胀、阻裂增强作用，大大提高了膨胀混凝土的抗压、抗拉、极限抗折、抗折初裂强度，提高了弯曲韧性，改善了其抗渗性能；配筋钢纤维膨胀混凝土管，是经济、合理、实用的结构形式。初步探讨了该混凝土的增强机理；给出了膨胀变形方程。     

高掺量钢纤维自密实混凝土梁抗弯性能分析

通过不断试配,获得体积掺量为3.0%的高掺量钢纤维自密实混凝土的配置方法,并在混凝土力学性能测试中得到相应配合比下混凝土的力学性能指标。利用ANSYS有限元软件,对所设计的试验梁以实测材料参数为依据进行数值模拟。计算结果表明,体积掺量为3.0%的钢纤维钢筋自密实混凝土梁与普通钢筋自密实混凝土梁相比,其开裂荷载、屈服荷载、弯曲韧性及结构刚度得到明显提升。通过对3.0%的高掺钢纤维自密实钢筋混凝土梁与普通钢筋自密实混凝土梁在裂缝宽度随荷载的变化规律及同一截面不同高度处混凝土应变的分布情况的对比分析,发现钢纤维具有良好的阻裂作用,并能有效提高混凝土的极限拉应变。     

钢筋钢纤维增强部分混凝土梁受剪性能试验研究

本文通过钢筋混凝土梁以及在受拉区部分地加入钢纤维的钢筋混凝土梁的试验及理论分析，研究了钢纤维混凝土层厚、钢纤维体积率和剪跨比对钢筋钢纤维增强部分混凝土梁受剪性能的影响，建立了与普遍钢筋混凝土梁受剪承载力计算公式相衔接的钢筋钢纤维增强部分混凝土梁受剪承载力的计算模型和计算公式．     

钢/BFRP混杂配筋混凝土梁受弯性能试验研究

纤维增强复合(FRP)筋已成为混凝土结构中替代钢筋的一种实用建筑材料。然而,FRP筋的脆性大大降低了纯FRP筋增强混凝土梁的延性。为了提高FRP筋增强混凝土梁的抗弯延性,同时保留其高强度的特性,在混凝土结构中将钢筋与FRP筋混合使用,组成钢/FRP混杂配筋混凝土梁。为了研究不同配筋率的混杂配筋梁的受弯性能,文章制作并测试了3种配筋形式的混凝土梁,包括1根普通钢筋混凝土梁。1根玄武岩纤维复合(Basalt fiber-reinforced polymer,BFRP)筋增强混凝土梁和3根钢筋与BFRP筋混杂配筋梁,并对其受弯性能进行试验研究。研究的主要参数为配筋率和BFRP与钢筋的面积比。试验结果表明:钢/BFRP混杂配筋混凝土梁在极限承载力和耐久性等方面要优于普通钢筋混凝土梁;与纯FRP筋增强混凝土梁相比,钢/BFRP混杂配筋混凝土梁具有更高的延性和更好的使用性能。钢筋的加入可以提高钢/BFRP混杂配筋混凝土梁的抗弯延性。     

湿喷钢纤维混凝土在公伯峡水电站导流洞工程中的应用

针对公伯峡水电站导流洞恶劣的地质条件，开挖过程中采用了湿喷钢纤维混凝土技术，用湿喷钢纤维混凝土与锚筋桩联合受力回固墙，用钢纤维混凝土拱圈支撑代替现浇钢筋混凝土，钢纤维喷混凝土强度高，韧性好，适应变形能力强，有良好的抗渗性，耐久性，能充分发挥围岩的自承能力，而且施工速度快，回弹率小，适应岩面起伏能力强，施工安全，质量好，经济上也较合理，随着理论研究和实践的不断深入，钢纤维混凝土会得到更加广泛的应用。     

钢筋钢纤维混凝土深梁抗裂度的计算方法

通过对28根深梁的试验研究，探讨了钢纤维混凝土层厚、钢纤维体积率和剪跨比等因素对钢筋钢纤维增强部分混凝土深梁正截面抗裂度和斜截面抗裂度的影响，以及达到全截面加入钢纤维对抗裂度增强效果的钢纤维混凝土层厚。试验表明：深梁的抗裂度随钢纤维体积率的增加而增大，当钢纤维体积率ρf=20%时，正截面可提高80%左右，斜截面抗裂度可提高50%左右，当钢纤维混凝土层厚达到深梁高度的0.6倍时，可 达到全截面加入钢纤维对抗裂度的增强效果。提出了与普通钢筋混凝土深梁和钢筋钢纤维混凝土深梁相衔接的钢筋钢纤维增强部分混凝土深梁正截面抗裂度和斜截面抗裂度的计算公式。     

预应力碳纤维布加固RC梁的截面应力分析

在碳纤维布对混凝土梁加固工程中,采用预应力技术可以充分发挥碳纤维布高强度的性能。针对碳纤维布在加固钢筋混凝土梁时性能不能充分发挥和在使用中加固效果不明显,对构件开裂荷载提高程度不大,难以抑制裂缝发展的问题,在试验研究的基础上,对预应力碳纤维布加固RC(钢筋混凝土)梁进行了截面应力分析,为其正截面抗弯承载力计算方法的建立提供了参考依据。     

圆形截面钢管钢筋混凝土构件承载力的计算

对8个圆形截面钢管钢筋混凝土构件进行了轴心受压和偏心受压试验,采用有限元法和纤维模型法对构件承载力进行了计算,提出了圆形截面钢管钢筋混凝土构件承载力的简化计算方法。研究表明,圆形截面钢管钢筋混凝土具有与钢管混凝土和钢筋混凝土相同的特点,按有限元法计算的构件承载力偏小,而按纤维模型法计算的构件承载力与试验结果符合较好。圆形截面钢管钢筋混凝土构件的承载力可通过将钢管视为普通钢筋,将混凝土视为钢管约束混凝土的双层钢筋约束混凝土构件,采用圆形截面钢筋混凝土构件承载力的计算方法进行简化计算。按简化方法计算的圆形截面钢管钢筋混凝土构件的承载力也与试验结果符合较好。     

扭曲型钢纤维混凝土在薄壳护坡结构中的应用研究

结合钢纤维混凝土在一种新型土石坝护坡结构中的应用,在水灰比一定的条件下,对扭曲型钢纤维体积率对混凝土主要力学性能的影响进行了试验研究。试验结果表明,掺入钢纤维可提高混凝土的抗拉、抗折强度,但增强效果并不随纤维含量的增加而成比例增加,而对抗压强度的提高影响不大,当钢纤维体积率达到0.7%后,抗压强度反而有所降低。综合试验结果和薄壳护坡结构的特性,建议在新型护坡结构中,钢纤维体积率选为0.7%。