外掺钢纤维混凝土早期力学性能的试验研究

为研究外掺钢纤维对混凝土早期力学性能的影响,以不同钢纤维掺量和时间龄期为变化参数,设计了168个外掺钢纤维混凝土棱柱体试块进行早龄期轴心抗压强度及弹性模量试验。试验观察了试件的破坏过程及形态,获取了不同时间龄期外掺钢纤维混凝土的强度及弹性模量等关键特征参数,揭示了不同外掺钢纤维掺量对混凝土早龄期强度及弹性模量的影响规律,并推导出不同时间龄期外掺钢纤维混凝土强度和弹性模量的计算式,研究结果表明:外掺钢纤维对混凝土早期弹性模量的有所提高,对混凝土早期轴心抗压强度的提高不显著。当外掺钢纤维≥40 kg/m3时,可有效提高3、28 d龄期混凝土的弹性模量,因此,建议外掺钢纤维量应大于40 kg/m3。     

纤维复合胶粉改性混凝土的弹性模量与强度的相关性

通过正交试验研究分析了纤维、胶粉以及硅粉复合改性混凝土的抗压强度和弹性模量,分析了纤维复合胶粉改性混凝土抗压强度与弹性模量的关系。研究表明:聚丙烯纤维复合胶粉改性混凝土的抗压强度与弹性模量符合Ec=0.278fc+19.209线性关系,相关性十分显著;正交试验四个参数对混凝土的抗压强度和弹性模量的影响主次顺依次为胶粉掺量、硅粉掺量、纤维掺量、纤维长度,且胶粉能明显减小抗压强度和弹性模量;硅粉对混凝土抗压强度的增强效应在其掺量为2.5%时最佳。     

硅粉高性能混凝土强度及抗氯离子渗透性能研究

文中主要对不同养护龄期及不同硅粉掺量对高性能混凝土抗压强度、抗拉强度、抗氯离子渗透性的影响进行研究。研究结果表明，混凝土的坍落度与硅粉掺量呈现负相关关系，且在高掺量硅粉时，混凝土的坍落度下降幅度增加；硅粉高性能混凝土抗压强度、抗拉强度及氯离子扩散系数均与养护龄期成正相关关系；混凝土力学性能与硅粉掺量呈现先正相关后负相关的关系，氯离子渗透系数与硅粉掺量呈现先负相关后正相关的关系；当硅粉掺量为5%时，混凝土的力学性能及耐久性能均达到最佳。     

矿物料改性再生混凝土基本力学性能试验研究

为了研究矿物掺合料对再生混凝土早期抗压强度的影响,对16组256个粗骨料替代率为50%的双掺矿物料再生混凝土进行试验研究,分析了不同掺量下的粉煤灰和硅粉对再生混凝土早期抗压强度和抗压强度增长速率的影响,研究结果表明:单掺粉煤灰时,各龄期下抗压强度随掺量增加而减小;在粉煤灰和硅粉的掺量均为10%时,对于再生混凝土抗压强度提高较为明显,是普通再生混凝土的1.5倍。各矿物掺量下再生混凝土抗压强度增长速率整体呈先降后增的趋势,但粉煤灰掺量为30%再掺入硅粉掺量分别为15%、20%较其他掺量下的有所区别,在龄期14 d时呈现增长趋势。通过对混掺改性再生混凝土进行研究,为工程实际运用提供借鉴意义。     

粗骨料粒径和硅灰对混凝土断裂性能影响的试验研究

应用双参数模型确定混凝土在不同粗骨料粒径和不同硅灰掺量时的临界应力强度子(K1c^s)和临界裂缝尖端张开位移(CTPDc)，同时利用特征长度l^ch研究粗骨料粒径和硅灰掺量对混凝土脆性的影响。文章也给出了相应的弹性模量、抗压强度以及抗拉强度。试验龄期为28天。试验结果表明，对于高强混凝土最大粗骨料粒径增大，弹性模量和抗压强度减小，而抗拉强度和临界应力强度因子以及材料的脆性增大；对于中等强度混凝土(MSC)，硅灰掺量为10％(硅灰／[硅灰 水泥])的混凝土(MSC-SF)的弹性模量、抗压强度、抗拉强度、临界应力强厦因子和脆性都大干不掺硅灰的MSC。     

粉煤灰混凝土早龄期抗裂性能分析

通过实验研究了掺量为30%和40%时等强度粉煤灰混凝土的早龄期拉伸强度、拉伸弹性模量和极限拉伸应变等拉伸特性和干燥收缩性能,并对其抗裂性能进行分析。结果表明:龄期48 h之前,30%掺量粉煤灰混凝土的拉伸强度、极限拉伸应变和拉伸弹性模量均高于40%掺量粉煤灰混凝土;48 h之后,两种混凝土拉伸强度基本相同;30%掺量粉煤灰混凝土的干燥收缩大于40%掺量粉煤灰混凝土;总体分析,等强度条件下,两种粉煤灰混凝土具有相近的早龄期抗裂性能。     

不同掺合方式下玄武岩石粉对混凝土性能影响研究

为研究玄武岩石粉掺和方式对混凝土性能影响,以C50普通混凝土为基准参照,对3种替代量（10%、15%、20%）及内掺和外掺两种掺和方式制备的玄武岩石粉混凝土进行力学性能、抗氯离子渗透及收缩性能试验研究。通过抗压强度、渗透系数、收缩应变等指标对混凝土相关性能进行表征,并选择3类函数建立了抗压强度、收缩应变与龄期之间的关系,选择线性函数建立了渗透系数与龄期的关系。研究结果表明：玄武岩石粉在外掺10%时,对混凝土的抗压强度有显著的提高,且氯离子扩散系数、收缩应变指标与基准混凝土几乎同步;同时玄武岩石粉内掺替代量应控制10%以下,混凝土的抗压强度、渗透系数、收缩应变和基准混凝土均同步变化,对于内外掺两种掺和方式应优先选用外掺方式掺入玄武岩石粉以改善混凝土性能。抗压强度指标随龄期的变化规律可以用幂函数表征,渗透系数随龄期的变化规律可用线性函数进行表征,而收缩应变与龄期的变化规律可用自然对数函数表征,各指标与龄期的相关系数均大于0.95,有很好的适用性。     

双掺粉煤灰硅粉对水泥土抗压强度影响试验研究

以吉林省延吉市砂土作为研究对象,对双掺硅粉—粉煤灰水泥土进行了无侧限抗压强度试验,分析不同粉煤灰、硅粉掺量以及各龄期对硅粉—粉煤灰水泥土抗压强度的影响,结果表明:随粉煤灰与硅粉掺量的增加,水泥土后期强度基本呈增大趋势,随着粉煤灰掺量的增加,早期抗压强度逐渐减小,后期抗压强度则明显提高,掺硅粉不仅显著改善水泥土早期抗压强度,且明显提高其后期抗压强度。     

28 d和90 d粉煤灰混凝土性能的对比分析

选取粉煤灰掺量为0、10%、20%和30%,混凝土强度为C30、C40和C50的粉煤灰混凝土为研究对象,通过试验得到了粉煤灰混凝土龄期28 d和90 d的力学性能指标和碳化深度,分析了粉煤灰掺量对早期力学性能和碳化深度的影响。结果表明:随着龄期的增长,粉煤灰混凝土力学性能和碳化深度均有一定程度的增长;粉煤灰掺量越高,粉煤灰混凝土标准立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、碳化深度增长程度越大,不同掺量的粉煤灰混凝土轴心抗压强度、弹性模量增长程度差异不大;混凝土强度越高,粉煤灰混凝土标准立方体抗压强度、碳化深度增长程度越小,劈裂抗拉强度增长程度越大,不同强度的粉煤灰混凝土轴心抗压强度、弹性模量增长程度差异不大。     

掺碳酸盐掺合料混凝土力学性能研究

研究了石灰石质碳酸盐掺合料对混凝土抗压强度与弹性模量的影响。研究结果表明,碳酸盐掺合料混凝土抗压强度、弹性模量与龄期的自然对数具有很好的线性关系;与矿渣、粉煤灰等掺合料相比,碳酸盐掺合料能够提高混凝土早期的抗压强度和弹模模量,当养护10 d之后,两种混凝土的抗压强度与弹性模量基本相当;养护温度能够显著提高掺碳酸盐掺合料混凝土的早期抗压强度和弹性模量,但提高养护温度对混凝土后期强度发展不利;以不同龄期抗压强度为评价依据,碳酸盐掺合料的掺量宜在15%以内。     

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。     

片麻岩骨料混凝土基本力学性能及其换算关系研究

为了研究片麻岩机制砂骨料混凝土的劈裂抗拉强度、轴心抗压强度和弹性模量与立方体抗压强度之间的关系,选取水胶比、机制砂砂率和机制砂石粉含量为配比参数,制备11组C50片麻岩骨料混凝土进行不同龄期的基本力学性能试验。根据试验结果,探讨了片麻岩骨料混凝土各力学性能受各配比参数变化的影响规律,采用数理统计回归的方法,对立方体抗压强度与其他力学性能指标之间的换算关系进行了分析。结果表明:片麻岩骨料混凝土力学性能中受配比参数变化影响最大的是劈裂抗拉强度,其次是立方体抗压强度和轴心抗压强度,最小的是弹性模量; 拟合的片麻岩骨料混凝土劈裂抗拉强度、轴心抗压强度、弹性模量与立方体抗压强度之间换算关系式,较GB 50010—2010中相应的关系式能更准确地反映片麻岩骨料混凝土立方体抗压强度与其他力学性能指标之间的关系; 片麻岩骨料混凝土试块回弹值与立方体抗压强度的相关性很小。     

纳米CaCO3和PVA纤维增强混凝土工作性及力学性能的研究

基于坍落度、坍落扩展度、抗压强度和抗压弹性模量试验,研究了体积掺量分别为0.05%、0.1%、0.15%、0.2%的PVA纤维和质量掺量分别为1%、2%、3%、4%的纳米CaCO3颗粒对掺粉煤灰混凝土工作性和力学性能的影响。结果表明,在一定的掺量范围内,随着纳米CaCO3掺量的增加,混凝土的抗压强度和抗压弹性模量先增大后减小,当纳米CaCO3掺量为3%时,抗压强度和抗压弹性模量达到最大值;随着PVA纤维体积掺量的增加,混凝土抗压强度先增大后减小,而抗压弹性模量整体上呈逐渐减小的趋势,当纤维体积掺量为0.15%和0.05%时,抗压强度和抗压弹性模量分别达到最大值;新拌混凝土的工作性随着纳米CaCO3和PVA纤维掺量的增加而逐渐降低。     

沙漠砂+机制砂混凝土力学性能及碳排放研究

当前,机制砂是代替天然河砂最普遍的材料,但机制砂存在级配不均匀、石粉含量过高、生产过程消耗能源和污染环境等问题。该文结合我国西部地区沙漠砂资源丰富的情况,开展了沙漠砂+机制砂混凝土(Desert sand + Machine-made sand Concrete, DMC)的力学性能试验,分析了不同沙漠砂替代率对混凝土强度和弹性模量的影响规律：DMC的强度与弹性模量随龄期逐渐增长,养护14d和28d时DMC轴心抗压强度随着沙漠砂替代率的增加呈现出先增大后减小的趋势,当沙漠砂替代率为20%时达到峰值。试验发现,DMC抗压强度受沙漠砂替代率的影响要大于弹性模量的影响。基于混凝土可压缩堆积理论,考虑沙漠砂和机制砂混合后堆积密度的变化及机制砂与沙漠砂在外观几何形状上的差异,并将混凝土二元混合料堆积模型扩展到细骨料堆积物理参数的分析中,建立了DMC抗压强度预测模型,模型精度较高。通过案例分析,在保证车站结构材料具有较好的力学性能前提下,当采用20%DMC时,由于减少了细骨料中机制砂的使用,案例的材料碳排放较低。     

机制砂石粉含量及MB值对高强混凝土性能的影响

研究了机制砂石粉含量及MB值对高强混凝土性能的影响。结果表明,适量的石粉可在一定程度上弥补机制砂表面的粗糙,改善新拌混凝土的工作性;当石粉含量较高时,由于石粉对外加剂及游离水的吸附作用,新拌混凝土工作性能逐渐劣化。随着石粉含量增大,混凝土抗压强度下降,劈裂抗拉强度和弹性模量呈先增后降趋势。本试验中机制砂中石粉的最佳含量为3%～6%。随着MB值增大,新拌混凝土工作性能快速劣化,混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度呈下降趋势;当MB值<1.1时,随着MB值增大,混凝土的弹性模量未有明显变化,当MB值≥1.1时,混凝土的弹性模量快速下降。本试验中机制砂的最佳MB值应小于0.75。     

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。     

冻融损伤混凝土力学性能衰减规律

为研究冻融作用对混凝土力学性能的影响,采用快冻法将混凝土盐冻或水冻至不同损伤程度后,测其动弹性模量、抗折强度、抗压强度和劈裂抗拉强度.以动弹性模量为损伤变量,分析了冻融损伤与抗折、抗压强度之间的关系,采用回归分析的方法建立了抗折强度衰减方程.结果表明,混凝土抗压、抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量均随冻融循环作用次数的增加而逐步降低;抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量的衰减速率随冻融循环作用次数的增加而不断增大,但抗压强度的衰减速率则是先增大后减小;在冻融循环次数相同的情况下,含气量越高、水灰比越低,混凝土的强度损失越小,其力学性能损失的大小顺序依次为:抗折强度和劈裂抗拉强度、动弹性模量、抗压强度;冻融损伤与抗折强度的相关性较好,但与抗压强度的相关性较差,当冻融损伤小于40%时,混凝土的抗压强度一般不低于其初始强度的70%.     

双掺粉煤灰和硅粉混凝土抗冻性能试验研究

在深入分析混凝土冻融破坏机理及其影响因素的基础上,提出在混凝土中双掺硅粉和粉煤灰的方法,并按有关规范要求进行普通混凝土与双掺混凝土抗冻性能的对比试验。试验结果表明:双掺混凝土因基于"等量替换法"用硅粉和粉煤灰替换了一部分水泥,减小了水泥用量和增大了水灰比,故双掺混凝土的强度和弹性模量均明显低于普通混凝土,但减水剂的使用降低了水胶比,使双掺混凝土的抗冻性能优于普通混凝土。     

橡胶混凝土的试验研究

研究了80目橡胶粉在四种掺量(0、30、60、90 kg/m3)下混凝土的拌合物性能、强度、弹性模量和冻融耐久性.结果表明:混凝土的坍落度随橡胶粉掺量的增加而不断减小;在不添加引气剂的情况下,橡胶粉会使混凝土的含气量显著增加.加入橡胶粉后,混凝土的强度和弹性模量均出现不同程度的下降,且掺量越大,其下降的幅度越大.力学性能衰减幅度的大小关系为:抗压强度损失>轴心抗压强度损失>抗压弹性模量损失>弯拉弹性模量损失>弯拉强度损失.橡胶粉能增加混凝土的韧性,其掺量越大,混凝土的韧性越好.橡胶粉对混凝土的抗冻性有明显改善,掺量越高,混凝土的抗冻性越好.橡胶粉改善混凝土抗冻性的原因有两个:增加了混凝土的含气量和80目橡胶粉本身能改善混凝土的抗冻性.