影响混凝土断裂性能若干因素的试验研究

采用RILEM推荐的双参数：临界应力强度因子(KIC^S)和临界裂缝尖端张开位移(CTODC),同时还采用了特征长度lch研究了不同粗骨料粒径、不同硅灰掺量以及不同养护条件下这3个因素对混凝土断裂特性的影响。试验结果表明,粗骨料粒径增大,高强混凝土的抗压强度、弹性模量、劈拉强度和临界应力强度因子增大,脆性减小;标准养护时间越长,高强混凝土的抗压强度、弹性模量、劈拉强度以及临界应力强度因子的值越大,混凝土的脆性越小;掺加硅灰提高了混凝土的抗压强度、弹性模量、劈拉强度和临界应力强度因子,但却增大了混凝土的脆性。     

钢纤维粉煤灰再生混凝土强度正交试验研究

利用正交试验方法对钢纤维粉煤灰再生混凝土（以下简称再生混凝土）的强度性能进行了试验,考察了粉煤灰取代率（质量分数）、钢纤维掺量（体积分数）和再生粗骨料取代率（质量分数）对再生混凝土28d立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响,并对试验结果进行了系统分析.结果表明：粉煤灰取代率对再生混凝土抗压与抗折强度的影响规律一致,但对其劈裂抗拉强度的影响规律却不相同;再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均随钢纤维掺量的增加而增大,但钢纤维掺量对劈裂抗拉和抗折强度的影响显著,对抗压强度的影响较小;再生粗骨料取代率对抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响规律基本一致,强度总体上随再生粗骨料取代率的增大而增大.要使再生混凝土强度得到提高,需降低粉煤灰的取代率,增大钢纤维掺量和再生粗骨料取代率.当粉煤灰取代率在30%以内、钢纤维掺量在18%以内时,粉煤灰取代率对再生混凝土抗压强度的影响最大,其次是再生粗骨料取代率,最次是钢纤维掺量;钢纤维掺量对再生混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度的影响最大,其次是粉煤灰取代率,最次是再生粗骨料取代率.     

高强度透水混凝土实验研究

研究了硅灰掺量、骨料粒径、骨胶比等参数对透水混凝土的抗压强度、孔隙率和透水系数的影响,确定了高强度透水混凝土的最佳配比。结果表明:骨料粒径为5~10 mm的透水混凝土强度最高;当硅灰掺量达到15%时,透水混凝土的强度最高,相比于对照组的7 d和28 d抗压强度分别提高了32.3%和27.7%,而孔隙率随着硅灰掺量的增加持续降低;随着骨胶比从2.6增大到3.8,透水混凝土的抗压强度逐渐降低,孔隙率和透水系数逐渐升高。     

玻璃纤维增强轻骨料混凝土力学性能及疲劳损伤研究

通过室内试验研究了玻璃纤维掺量对轻骨料混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度等力学性能,以及玻璃纤维掺量和应力比对轻骨料混凝土疲劳寿命的影响。试验结果表明:玻璃纤维的加入在一定程度上虽然降低了轻骨料混凝土的抗压强度,但使抗折强度和折压比显著增大,明显改善了轻骨料混凝土的弯曲韧性;轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度随玻璃纤维掺量的增大呈现先增大后减小规律,当玻璃掺量为1.5时,劈裂抗拉强度达到最大值。同一应力比下,玻璃纤维掺量越大轻骨料混凝土的疲劳寿命越长;当玻璃纤维掺量相同时,应力比越大,轻骨料混凝土的疲劳寿命越短;随着玻璃纤维掺量的增多,疲劳方程的斜率和截距都逐渐增大,表明疲劳寿命对应力比的敏感性逐渐增大。     

骨料粒径与矿物掺合料对透水混凝土性能的影响

以粗骨料粒径、矿渣及硅灰掺量为变量,设计8组配合比,研究了骨料粒径与矿物掺合料对透水混凝土强度和透水性的影响规律。试验结果表明,骨料粒径越小,透水混凝土强度越高,透水性越低。随着矿渣掺量的提高,透水混凝土强度先增大后降低,透水性不断提高。硅灰的掺入可提高透水混凝土强度,但对透水性影响较大。综合以上因素,提出了透水混凝土优化配合比方法,为透水混凝土的应用和海绵城市的发展打下基础。     

改性轻骨料混凝土基本力学性能试验研究

轻骨料混凝土以其轻质、高性能,利于环境保护的特点在工程中有着广泛的应用前景,符合现代可持续发展的要求。为改善轻骨料混凝土的脆性问题,提高其变形性能,采用10%~30%浓度的聚合物乳液浸泡轻骨料的方式,配制出不同聚合乳液掺量(10%、15%、20%、25%、30%)的改性轻骨料混凝土,并对其进行了立方体强度抗压试验、弹性模量试验、劈裂抗拉强度试验、轴心抗压强度试验。相对于轻骨料混凝土,聚合乳液掺量为10%~30%的改性轻骨料混凝土的立方体抗压强度下降了3.75%~16.38%,弹性模量下降了9.34%~15.21%,轴心抗压强度下降了5.16%~27.68%,但聚合乳液掺量为10%~30%的改性轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度提高了1.31%~24.89%;根据试验破坏特征可得,改性轻骨料混凝土的变形能力、脆性问题较轻骨料混凝土有所改善。     

正交法分析玄武岩纤维橡胶再生混凝土的基本性能

采用正交试验法研究再生粗骨料掺量(A)、橡胶粒径(B)、橡胶掺量(C)和玄武岩纤维掺量(D)对混凝土拌合物性质及力学性能的影响规律,确定使用上述材料配制混凝土的最优配合比。试验结果表明:4个因素对混凝土含气量和力学性能影响的主次顺序为:C→B→D→A和C→B→A→D。随着橡胶掺量的增大和粒径的减小,橡胶混凝土的含气量增大,力学性能减小。随着再生骨料掺量的增大,混凝土含气量变化不大,力学性能降低。玄武岩纤维对混凝土的抗压强度影响不明显,对劈裂抗拉强度和抗折强度的提高效果显著。     

钢纤维改善轻骨料混凝土力学性能的试验研究

研究了钢纤维掺量不同(体积分数分别为0,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%)的钢纤维轻骨料混凝土(SFLWC)静态力学性能和自由落锤抗冲击性能,其中的静态力学性能包括立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折初裂强度、抗折强度、静力受压弹性模量、抗折模量和弯曲韧性等.试验结果表明:掺入钢纤维能显著提高轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度、抗折强度、弯曲韧性和抗冲击性能,但对轻骨料混凝土的抗压强度和弹性模量影响较小.另外,钢纤维的掺入提高了轻骨料混凝土的拉压比,很大程度上改善了轻骨料混凝土的脆性.     

骨料对自密实混凝土性能的影响

研究了粗骨料最大粒径、粗骨料级配、砂率等因素对掺不同矿物掺合料,如粉煤灰、矿渣粉或硅灰的自密实混凝土的工作性与强度性能的影响。试验结果表明,粗骨料最大粒径越小,自密实混凝土的流动性越大、粘聚性越好。随着粉煤灰、矿渣粉的掺量增大,自密实混凝土的流动性明显增大,粘聚性显著下降。复合掺入合适比例的矿物掺合料,可有效改善自密实混凝土工作性与强度。粗骨料级配是影响自密实混凝土性能的重要因素之一。随着砂率增大,自密实混凝土拌合物的流动性增大,粘聚性减小,流动性损失减小,早期和后期抗压强度也随之下降。     

不同养护条件下混凝土断裂性能的试验研究

应用RILEM推荐的双参数模型，确定两种不同配合比混凝土NSC，HSC在不同养护条件下的临界应力强度因子KIC^S和临界裂缝尖端张开位移CTOD。标准养护的时间分别为0天，2天，6天和27天，试验龄期均为28天。文章同时给出相应的抗压强度、弹性模量以及抗拉强度。试验结果表明，抗压强度、弹性模量、抗拉强度以及临界应力强度因子随标准养护时问的增长而增大，弹性模量对养护条件的敏感性最大。无论是NSC还是HSC，标准养护6天的力学参数都能达到标准养护27天的90％左右。试验结果还表明虚拟裂缝模型中定义的特征长度1ch可以作为混凝土脆性大小的判断依据。     

基于力学性能的吸附砂浆界限含量分析

基于再生粗骨料吸附砂浆定量分析及文献数据,研究吸附砂浆含量变化与再生粗骨料物理性能之间的关系,以及再生粗骨料取代率为100％的再生混凝土在不同吸附砂浆含量下的力学性能演化规律;以吸附砂浆含量为自变量、力学性能为因变量、目标强度为限值,利用数学方法确定吸附砂浆界限含量.研究发现:随着吸附砂浆含量的增加,再生粗骨料的物理性...     

基于2D随机骨料模型的C80混凝土参数分析

利用DIGIMAT和ABAQUS联合建立细观混凝土2D随机骨料模型,模拟了粗骨料的分布、形状、含量以及界面过渡区性能、孔隙率对C80高强度混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量和劈裂抗拉强度的影响,并将模拟结果与各参数对低强度混凝土的影响进行比较。结果表明:粗骨料的分布模式对混凝土的基本力学性能几乎没有影响,不同分布形式下混凝土立方体抗压强度最大相对误差为4.18%; 不同形状的粗骨料对混凝土力学性能有着不同的影响,圆形和椭圆形状粗骨料的模拟结果与试验值更为接近; 不同骨料含量下混凝土立方体抗压强度呈现出先减小后增大的趋势,轴心抗压强度则是先减小后增加再减小,劈裂抗拉强度在粗骨料含量为33%时达到最大值4.61 MPa,之后便逐渐降低; 随着孔隙率的增加,混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度和弹性模量均逐渐减小,劈裂抗拉强度在孔隙率为1.5%时降低较多,孔隙率为2%时有所上升。     

小粒径再生粗骨料对预制混凝土力学性能影响的研究

研究5~10 mm小粒径再生粗骨料对预制混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量的影响。结果表明,抗压强度随龄期延长而提高,且主要发生在前7 d,7 d抗压强度达到其28 d抗压强度的77%;劈裂抗拉强度随龄期的延长而提高,3 d劈裂抗拉强度达到其28 d强度的64%;弹性模量也随龄期的延长而提高,龄期为1、3、7和14 d时,弹性模量分别为其28 d弹性模量的32%、46%、62%和91%。通过与欧洲规范对比,基于试验结果,建议了劈裂抗拉强度和弹性模量的计算模型。研究结果更好的实现再生混凝土在小截面预制混凝土构件上的工程应用。     

粉煤灰和硅粉对碾压混凝土抗裂性能的影响

在对某工程碾压混凝土配合比进行优化的基础上，通过试验测定掺入粉煤灰、硅粉后碾压混凝土的抗拉强度、脆性系数，弹强比和极限拉伸值等性能，论述了复掺粉煤灰和硅粉可以提高碾压混凝土的抗裂性能，同时对其机理进行了分析。     

Mechanical properties of high-strength concrete incorporating copper slag as coarse aggregate

Copper slag is a by-product obtained during the matte smelting and refining of copper. Current options of management of this slag are recycling, recovering of metal, production of value added products and disposal in slag dumps or stockpiles. This paper presents the results of a study undertaken to investigate the feasibility of using copper slag as coarse aggregates in high-strength concrete. The effects of replacing limestone coarse aggregate by copper slag coarse aggregate on the compressive strength, splitting tensile strength, and rebound hammer values of high-strength concretes are evaluated in this work. Concrete mixtures containing different levels of silica fume were prepared with water to cementitious materials ratios of 0.40, 0.35, and 0.30. The percentages of the cement replacements by silica fume were 0%, 6%, and 10%. The use of copper slag aggregate compared to limestone aggregate resulted in a 28-day compressive strength increase of about 10–15%, and a splitting tensile strength increase of 10–18%. It can be concluded from the results of this study that using copper slag as coarse aggregate in high-strength concrete is technically possible and useful.     

The effect of the mineralogy of coarse aggregate on the mechanical properties of high-strength concrete

Tests were carried out to study the effect of the mineralogy of coarse aggregate on the compressive, flexural, and splitting strengths. Two aggregate sizes (10 and 20 mm) were supplied locally from five different areas in Oman; namely Muscat, Bidbid, Sur, Nizwa and Sohar. Petrography analysis was carried out on all these samples. The water/binder ratio (w/b) was kept constant at 0.32 and silica fume and superplasticizers were used in all mixes. The 28-days compressive strength varied between 81.3 and 85.6 MPa for the 10 mm maximum aggregate size, and ranged between 72.5 and 77.5 MPa for the 20 mm maximum aggregate size. Therefore, use of smaller maximum aggregate size would give a higher strength and the mineralogy of the coarse aggregate would affect the strength of concrete.     

正交法分析再生粗骨料混凝土的基本性能

采用正交法试验分析了再生粗骨料掺量、聚丙烯纤维掺量和引气减水剂掺量3个配合比因素对再生混凝土抗压强度、劈拉强度和抗压弹模的影响,用再生粗骨料掺量为70%、聚丙烯纤维掺量为O.7%和引气减水剂掺量为0.2%的参数进行配合比设计,可使设计强度为C30的再生混凝土获得良好的和易性和较高的强度.通过对混凝土拌合物含气量的测定,分析得出了随着引气减水剂掺量的增加,含气量增加1%时,再生混凝土的抗压强度降低4.1%,劈拉强度降低7.7%,抗压弹模降低3.9%.将再生粗骨料经机械强化后,可使再生混凝土的抗压强度提高约13%.结果表明:引气减水剂和再生粗骨料掺量是影响这3个力学性能的重要因素.     

海水海砂再生混凝土的基本力学性能

利用海水、原状海砂及再生粗骨料,制备了设计预期强度为C20~C50的海水海砂再生混凝土。通过240个标准立方体(150 mm×150 mm×150 mm)和96个棱柱体(150 mm×150 mm×300 mm)试件,完成了工作性能、立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度以及弹性模量试验,研究了海水海砂再生混凝土的基本力学性能;最后基于试验数据,得到了海水海砂再生混凝土立方体抗压强度与轴心抗压强度关系公式以及弹性模量与轴心抗压强度关系公式。结果表明:海水海砂再生混凝土工作性能良好,C40和C50强度等级的坍落度比一般再生混凝土分别提高5%和33%;立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度随着龄期变长而增加,且长期强度趋于稳定;与普通混凝土相比,海水海砂再生混凝土7 d立方体抗压强度提高13%~52%,28 d抗压强度降低约5%,90 d抗压强度降低约15%,180 d抗压强度降低18%~29%;海水海砂再生混凝土28 d弹性模量比普通混凝土略有降低,降低幅度在14%以内;再生粗骨料对混凝土力学性能、工作性能的影响大于海水海砂。