高性能橡胶粉混凝土动态压缩性能研究

在微机控制电液伺服压力试验机上对高性能橡胶粉混凝土(HPRC)试件进行单轴压缩试验,研究了橡胶粉体积掺量和应变率对高性能橡胶粉混凝土性能的影响.研究结果表明,高性能橡胶粉混凝土峰值应力和割线模量表现出一定的应变率强化效应,而橡胶粉的掺入会降低峰值应力和割线模量提升的幅度;峰值应变未表现出应变率敏感性,橡胶粉的掺入会增强混凝土的变形能力;分析了应变能与试件破坏形态的关系,应变率增大,试件破坏前贮存的应变能增大,试件破坏更严重,呈脆性破坏,掺入橡胶粉后,混凝土的韧性改善较大,试件破坏时呈现裂而不散的特性.     

煅烧黏土掺量对超高性能混凝土动态力学性能的影响EI北大核心CSCD

利用石灰石煅烧黏土水泥(LC_(3))制备了3种不同煅烧黏土掺量的超高性能混凝土(UHPC),并通过动态热机械分析、扫描电镜能谱分析、孔结构分析等测试技术评估煅烧黏土掺量对UHPC静、动态力学性能的影响。结果表明:煅烧黏土的掺入可使UHPC的损耗因子、损耗模量和储能模量最高分别提升46.7%、50.0%和102.0%;煅烧黏土掺量为35%、40%和45%时,坍落扩展度分别降低了20.5%、26.9%和29.2%;煅烧黏土掺量为35%时,抗压和抗折强度分别增加了13.78%和27.11%。综合可知,掺入30%~40%煅烧黏土制备的UHPC具有更好的静、动态力学性能和环境、经济效益。     

钢纤维及纳米材料对超高性能混凝土早期力学性能的影响

从钢纤维及纳米材料的特性出发,通过水泥胶砂流动度实验、混凝土基本力学性能实验,对比分析了钢纤维和纳米材料组合方式对UHPC 7 d抗压强度、应变能密度、抗折强度和断裂能的影响规律.结果表明,钢纤维和纳米材料的掺入不仅提高了UHPC的早期强度特别是其抗折强度,也大大提高了UHPC的韧性.相较而言,钢纤维的增强作用更为明显,且2.5％超细钢纤维与3％纳米材料组合掺入,对UHPC抗折强度和韧性的增强作用都最为显著.     

高温对碱激发超高性能混凝土力学性能的影响

研究了高温对碱激发超高性能混凝土(AUHPC)力学性能的影响,并利用MIP、XRD及FTIR分析了其浆体的孔结构及物相组成.结果 表明:采用90℃蒸汽养护可显著提高AUHPC的早期强度,其28 d抗压、抗折强度可分别达197.0 MPa和38.7 MPa;高温处理后,其强度随温度升高而先升后降,且其使用温度不宜超过600℃.200℃时,AUHPC的浆体孔径得以细化,结构最致密,强度显著提高;高于400℃后,其浆体少害孔数量增加,结构变疏松;800℃时,浆体中发生固相反应,生成大量钙黄长石,强度大幅降低.     

超高性能混凝土在中国的研究和应用

超高性能混凝土作为一种新型水泥基材料,具有强度高,耐久性优异的优点.本文综述了超高性能混凝土在中国的研究和应用.使用常规辅助性胶凝材料取代水泥和硅灰,在普通工艺下,也可制备出满足性能要求的超高性能混凝土.硅灰和纳米二氧化硅可加速超高性能混凝土胶凝材料的水化速度,但矿粉延缓了超高性能混凝土胶凝材料的水化速度.超高性能混凝土具有均匀致密的微观结构.超高性能混凝土的抗拉、抗弯、抗剪、粘结强度、峰值应变等均远大于普通混凝土,掺入钢纤维可显著增大超高性能混凝土的韧性.超高性能混凝土的抗冻性和抗锈蚀性能均优于普通混凝土.自从中国2005年第一次将超高性能混凝土应用于工程中,超高性能混凝土已经广泛应用于电缆槽盖板、高速铁路、地铁、桥梁、挂檐板和人行道盖板中.     

原状粉煤灰对超高性能混凝土性能的影响

为提高粉煤灰的综合利用率,降低原料成本,采用未经磨细和分选的原状粉煤灰等质量替代硅灰来制备超高性能混凝土(UHPC),并研究了不同掺量的原状粉煤灰对UHPC力学性能及微观结构的影响。结果表明:原状粉煤灰的掺入可使UHPC中胶凝材料的粒度呈梯度分布,形成良好的微级配;并且使新拌混凝土的流动度增大,影响了钢纤维在UHPC基体中的分布;当原状粉煤灰掺重不超过30%时,UHPC抗折强度随着原状粉煤灰掺量的增加呈现不同程度的增长,30%原状粉煤灰掺量的UHPC抗折强度与不掺粉煤灰的空白样相比提高了34%;由于原状粉煤灰水化缓慢,当原状粉煤灰掺量在0%~40%时,UHPC抗压强度随着原状粉煤灰掺量的增加有所下降。孔结构分析表明:UHPC的平均孔径以及总孔体积均随着原状粉煤灰的掺入而减小,基体更加密实;当原状粉煤灰掺量为30%时,SEM照片显示钢纤维与UHPC基体结合紧密,界面黏结增强。     

早期养护方式对超高性能混凝土性能的影响

研究了20、40、60、90℃湿热以及自热保温5种早期养护方式对超高性能混凝土(UHPC)力学性能与微结构的影响。结果表明:UHPC的早期抗压强度与养护温度正相关,但这种差异随龄期的延长而缩小,早期采用自热保温或90℃养护,所得到UHPC的28 d抗压强度差异不足4%,且两者的抗拉强度均较高。各配比净浆样品的放热速率峰值随着环境温度的提高而增大且出现时间提前,累积放热量在较短时间内达到稳定;4 d时自热保温养护UHPC基体中Ca(OH)₂衍射峰强度已较20℃养护方式明显降低,掺合料已较好地参与反应;自热保温养护方式下UHPC水化产物中C–S–H凝胶的Si–O链平均链长与90℃养护试件相当,且基体密实度极高。     

养护制度对超高性能混凝土微观结构和力学性能影响的研究综述

超高性能混凝土(UHPC)是指兼具超高抗渗性能和力学性能的纤维增强水泥基复合材料。在制备UHPC过程中,高温、加压的养护制度是UHPC获得高性能的重要手段。本文综述了不同的养护制度对UHPC基本力学性能和微观结构的影响,并分析其作用机理。研究表明,热养护加速了UHPC的水化过程,提高了材料的密实度,使其具有超高强度。在引入SiO₂组分下,热养护比标准养护使UHPC具有更致密的微观结构和更好的早期力学性能。但温度过高导致界面孔隙结构粗化和微裂纹产生,造成损伤,不利于UHPC的后期强度发展。本文旨在综合比较不同养护制度对UHPC力学性能和微观结构的影响,进而指导其生产和工程应用。     

超高性能混凝土的拉伸敏感性实验研究

研究了超高性能混凝土(UHPC)的拉伸力学性能、导电性和拉伸时的电阻变化.研究表明,随着钢纤维掺量的增加,UHPC的拉伸强度和导电性能提高.在拉伸过程中,UHPC的电阻随拉伸应变的增加先降低后缓慢上升.在峰值荷载前,UHPC对拉应变的敏感性随钢纤维掺量从1％增至2％而提高.UHPC在达到峰值拉应力前电阻降低,这是由于裂纹区靠钢纤维导电,并引起非裂纹区域导电通路缩短所致.     

浅析纳米材料对混凝土性能影响

本文主要对混凝土性能的影响因素进行了分析,及讨论纳米材料对混凝土性能的影响。但由于纳米材料成本问题,在一定程度上限制了其在混凝土实际工程中的应用和发展。因此,进一步研究如何有效降低纳米混凝土的成本及针对实际工程项目的应用,将会是纳米混凝土未来的探究方向,使纳米混凝土材料具有更广泛的发展应用空间。     

含玻璃粉超高性能混凝土力学性能及微观结构研究

玻璃粉(GP)是一种环保型的固废材料。为了有效节约资源和解决环境污染问题,本文利用GP制备了一种绿色超高性能混凝土(UHPC),研究了GP作为一种矿物掺合料对UHPC力学性能和微观结构的影响。研究结果表明:GP的掺入改善了UHPC的流动性,并且降低了UHPC早期力学性能,但对后期力学性能产生显著的增强作用。当GP掺量为20%(质量分数)时,UHPC试样28 d的抗压强度趋近于基准组,而90 d的抗压强度较基准组提高了13.2%。且UHPC试样(90 d)表现出最低的总孔隙率,与基准组试样相比降低了14.6%。同时高密度水化硅酸钙凝胶的含量增加了20%,从而使UHPC形成更加致密的微观结构。GP具有良好的微集料填充效应和火山灰效应。     

钢渣微粉生态型超高性能混凝土力学性能影响因素分析

为促进钢铁企业废渣的无害化处理与资源化利用,将钢渣制成微粉替代石英粉制备生态型超高性能混凝土(UHPC)是其再利用的有效途径之一。针对配制钢渣微粉UHPC的原材料因素影响问题,采用正交试验法对不同配合比下钢渣微粉UHPC的抗压、抗折、劈裂抗拉等强度指标及弹性模量进行测试,以分析硅灰、钢渣微粉、河砂和钢纤维四种原材料掺量对其各项性能指标的影响效果。结果表明：钢纤维体积掺量对钢渣微粉UHPC的各项力学性能影响最为显著,河砂、钢渣微粉掺量影响程度较大,硅灰掺量影响程度较小;立方体抗压强度、抗折强度、静力受压弹性模量指标下的显著性影响顺序为钢纤维>河砂>钢渣微粉>硅灰,轴心抗压强度、劈裂抗拉强度指标下的显著性影响顺序为钢纤维>钢渣微粉>河砂>硅灰;经正交试验得出最佳配合比方案,按该方案制备的钢渣微粉UHPC具有良好的工作性能与力学性能。     

磁铁矿防辐射超高性能混凝土制备及性能研究

核技术在造福人类的同时,也产生了无处不在的核辐射,而当前的普通防辐射混凝土并不能完全满足安全防护的需要。本文基于最紧密堆积理论,采用不同比例的磁铁矿替换河砂,制备了防辐射超高性能混凝土(UHPC),并对其工作性能、力学性能、微观结构、孔结构,以及γ射线屏蔽性能进行了研究。结果表明,磁铁矿的加入使得UHPC的流动性以及抗压强度略有降低,但降幅较小。随着磁铁矿替换比例的增加,UHPC对γ射线的屏蔽性能明显提高。当磁铁矿替换率为100%(体积分数)时,UHPC的线性衰减系数增大了31.3%,而半值层及十值层均下降了23.8%。与此同时,磁铁矿的加入并未改变水化产物的类型,但可改善UHPC的孔结构,有效降低其孔隙率。     

再生混凝土力学性能和收缩性能试验研究

采用传统替代法和等体积砂浆法( EMV法)两种方法配制再生混凝土,对再生混凝土与对比普通混凝土的力学性能和收缩性能进行试验研究。结果表明,再生混凝土立方体抗压强度的变化规律与普通混凝土基本一致,传统替代法配制的再生混凝土各龄期强度均较低,采用EMV法配制的再生混凝土28 d后强度增长较明显;再生混凝土的收缩随时间的增加而增加,与对比普通混凝土相比,传统等体积替代法配制的再生混凝土其280 d收缩率提高4.7%,而等体积砂浆法配制的再生混凝土的280 d收缩率较对比普通混凝土低10.2%。     

混杂纤维增强超高性能透水混凝土的弯曲性能研究

超高性能透水混凝土(UHPPC)是海绵城市建设过程中不可或缺的重载道路铺装材料,但韧性不足是UHPPC重载铺装易于开裂的主要原因。本文通过引入碳酸钙晶须、聚乙烯醇(PVA)纤维和聚乙烯(PE)纤维,制备了新型混杂纤维增强UHPPC材料,研究了其抗压强度、透水能力和弯曲性能。研究发现,添加PVA纤维或PE纤维均能够提高UHPPC的抗压强度、抗弯强度和极限挠度,且PVA纤维的提升效果优于PE纤维。与单掺PVA纤维或PE纤维相比,混杂使用碳酸钙晶须则进一步地提高了UHPPC的抗压强度、抗弯强度和极限挠度,与PE纤维与碳酸钙晶须混杂相比,PVA纤维混杂碳酸钙晶须对UHPPC抗压强度、抗弯强度、极限挠度和裂缝开展模式的改善效果最佳。但是,添加PVA纤维或PE纤维均降低了UHPPC的透水系数,而引入碳酸钙晶须则进一步加剧了透水系数的降低效果,尤其是混杂使用PVA纤维和碳酸钙晶须,UHPPC透水系数的下降最为明显,但依然达到了1.05 mm/s,满足工程使用要求。     

高强混凝土在冲击荷载下的力学性能

随着混凝土配比以及施工技术的改进,高强混凝土得到广泛使用,本文利用直径100 mm的分离式霍普金森压杆试验系统,研究了不同应变率下高强混凝土的动态力学性能,并对其动压强度、峰值应变、弹性模量及破坏形态的变化规律进行分析.结果表明:随应变率增大,高强混凝土的动压强度、峰值应变及破坏程度均呈上升趋势,表现出明显的应变率效应,同时,弹性模量则未出现明显变化趋势.高强混凝土具有更大的动压强度,但相对增幅下降,具有较小的率敏感性,现有CEB公式并不能有效拟合高强混凝土DIF值.同时,高强混凝土动弹性模量较大,峰值应变较小,其变形能力降低.在破坏形态分析中,高强混凝土具有更多的细小碎粒,破坏程度更大.     

工程水泥基复合材料动态力学性能及抗爆抗冲击能力研究进展

工程水泥基复合材料(ECC)是一种基于微观力学设计的新型纤维增强水泥基材料,它通过连续稳态开裂过程表现出超高延性和韧性,从而克服了普通水泥基材料抗拉能力弱、易开裂的缺点。本文综述了ECC设计机理、动态力学性能及其在抗爆抗冲击方面的研究现状,分析了材料组分设计、高应变率和高温环境对ECC性能的影响,对ECC材料在抗爆抗冲击领域的进一步研究和发展提出了建议。     

受冻融混凝土动态抗压特性试验研究

通过对受冻融混凝土试件进行单轴动态抗压试验,分析了冻融次数(0、25、50和75次)及应变速率(10-5 s-1、10-4 s-1和10-3 s-1)对混凝土抗压强度、峰值应变和应力-应变曲线的影响.结果表明:不同应变速率下受冻融混凝土的破坏特点有所差异,随着应变率的提高,试件断面更加平整,有较多粗骨料发生破坏;相同冻融次数下,随着应变率的增大,抗压强度明显增加,而峰值应变减小,应力-应变全曲线的峰值点呈前移和上升的趋势,曲线上升段斜率逐渐增大且长度也随之增大,下降段越为陡峭,表现明显的脆性特点;相同应变率下,随着冻融次数的增加,抗压强度均有所降低,而峰值应变逐渐增大,应力-应变全曲线的峰值点表现为明显下降和后移的趋势,其曲线下包面积减小,吸收能量的能力变差;通过对试验结果分析,建立了考虑应变率影响的受冻混凝土受压应力-应变曲线方程.