再生大骨料-自密实砂浆堆石混凝土力学性能研究

为研究再生大骨料粒径、原始强度和自密实砂浆强度对再生大骨料-自密实砂浆堆石混凝土力学性能的影响,采用压力机对7组不同再生大骨料-自密实砂浆堆石混凝土试块进行了一系列试验研究。结果表明:自密实砂浆能够充分填充更小骨料粒径构成的堆石体,骨料粒径由100 mm降至60 mm时,自密实砂浆仍可充分地填充堆石体,其立方体抗压强度仅下降5.97%,而轴心抗压强度与劈裂抗拉强度的降幅均在可行范围内,侧面反映出自密实砂浆可填充再生大骨料堆石体且效果显著; 在再生大骨料-自密实砂浆混凝土棱柱体轴心受压的应力-应变关系中,再生大骨料-自密实砂浆堆石混凝土的强度、静态弹性模量和峰值压应变均与骨料粒径、自密实砂浆强度和再生骨料原始强度呈正相关,再生骨料粒径的影响小于再生骨料原始强度和自密实砂浆强度的影响; 通过拟合提出的再生大骨料-自密实砂浆堆石混凝土的强度计算公式和单轴受压多项式型本构模型、有理分式型本构模型计算结果与实测值吻合度良好。     

再生大骨料混凝土单轴受压本构关系

对4组不同堆石取代率的再生大粒径骨料(粒径为80~150mm)自密实混凝土进行了单轴受压试验,测得其承载力,并绘制应力-应变曲线.研究结果表明,再生大骨料自密实混凝土棱柱体轴心受压应力-应变关系曲线基本接近直线,其比例极限和强度极限接近,只有微小的塑性变形,破坏呈突发式纵向破坏.     

堆石混凝土综合性能的试验研究

堆石混凝土技术是在自密实混凝土技术上发展出来的一种新型大体积混凝土施工技术,已经开始应用于水利工程.为了研究堆石混凝土的综合性能,设计并浇筑了尺寸为2.0 m×1.0 m×1.8 m,并且带有施工冷热缝的大型堆石混凝土试块.从试块的不同位置取样切割出不同尺寸的试件,分别通过试验检测了堆石混凝土的力学性能和耐久性能.研究结果表明:堆石混凝土的轴心抗压强度高于其浇筑所使用的自密实混凝土强度;堆石混凝土具有较高的抗渗标号,可满足水工大坝混凝土的要求.     

自密实混凝土基本力学性能试验研究

根据《自密实高性能混凝土设计与施工指南》成功配制了C30、C50两个强度等级的自密实混凝土,通过立方体抗压强度试验、棱柱体轴心抗压强度试验和立方体劈裂抗拉强度试验对自密实混凝土的基本力学性能进行了试验研究。通过对试验结果的分析,得到了自密实混凝土的立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、峰值应变、极限应变、泊松比等力学性能指标,并建立了自密实混凝土应力-应变全曲线方程。这些将为今后建立自密实混凝土结构设计规程提供依据。     

自密实再生混合混凝土的单轴受压试验研究

将高强度等级的自密实新混凝土和低强度等级的废旧混凝土块体混合浇筑,制作了8个300 mm×300 mm×300 mm立方体试件和8个300 mm×300 mm×600 mm棱柱体试件,对其进行了单轴受压试验,研究了废旧混凝土块体取代率(0、20%、30%和40%)和试件形状(立方体和棱柱体)对自密实再生混合混凝土受压性能的影响。研究表明:自密实再生混合混凝土中废旧混凝土块体与新混凝土的界面并非是明显的薄弱部位;随着废旧混凝土块体取代率的增大,自密实再生混合混凝土的组合抗压强度和弹性模量都逐渐降低,废旧混凝土块体取代率对组合抗压强度的影响相比弹性模量更为显著;当荷载比小于0.8时,自密实再生混合混凝土泊松比随荷载比的增长速度与新混凝土相差不大;当荷载比位于0.8~0.9区间时,前者泊松比随荷载比的增长速度明显快于后者。并在试验结果的基础上,提出了自密实再生混合混凝土组合抗压强度、弹性模量和峰值应变的计算方法。     

低强度自密实混凝土基本力学性能试验研究

针对低强度自密实混凝土基本力学性能进行了系统的试验研究,利用最小二乘法,分析了低强度自密实混凝土轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量与立方体抗压强度的相关关系.试验结果表明:与同强度普通混凝土对比,低强度自密实混凝土轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量偏高.     

自密实堆石混凝土抗拉性能的试验研究

自密实堆石混凝土在拱坝、围堰、港口等结构中有广泛的应用前景.特别是在大坝混凝土结构中,坝体长期处于水压力作用下,抗拉性能的好坏是影响坝体质量和寿命的根本,又直接影响混凝土的开裂和变形.通过从自密实堆石混凝土块体中切割试验试样,研究堆石混凝土的劈裂抗拉强度、抗折强度,并建立抗压强度和抗拉强度的关系,给出相应的数学表达式,为工程提供合理的力学参数.     

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。     

骨料组分和强度等级对混凝土单轴受压性能尺寸效应的影响

为研究骨料组分和强度等级对混凝土单轴受压时受力和变形性能尺寸效应的影响,制作了135组混凝土、水泥砂浆和水泥净浆棱柱体试件。试件混凝土强度等级为C20、C40和C60,尺寸为100 mm×100 mm×200 mm,150 mm×150 mm×300 mm和200 mm×200 mm×400 mm。采用刚性辅助架法获得了单轴受压应力-应变全曲线,分析了轴心抗压强度、峰值应变以及弹性模量的尺寸效应。结果表明:混凝土、水泥砂浆及水泥净浆试件的轴心抗压强度和峰值应变均存在尺寸效应现象,而混凝土的弹性模量无明显的尺寸效应;强度等级对混凝土轴心抗压强度和峰值应变的尺寸效应的影响较大,截面边长200 mm的C60混凝土试件的轴心抗压强度与峰值应变的尺寸效应度分别约为C20混凝土的2倍与1.6倍;骨料组分对尺寸效应有明显影响,截面边长200 mm混凝土试件的轴心抗压强度和峰值应变的尺寸效应度分别约为水泥砂浆的2.3倍和3倍,细骨料对尺寸效应的影响较弱,水泥净浆轴心抗压强度和峰值应变的尺寸效应度分别约为水泥砂浆的75%和65%。根据试验结果,提出了混凝土、水泥砂浆和水泥净浆轴心抗压强度与峰值应变尺寸效应律计算式,其计算结果与试验结果吻合良好。     

膨胀剂对自密实混凝土力学性能影响

通过试验研究了膨胀剂掺量对自密实混凝土抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和静力弹性模量等力学性能的影响.结果表明:①随着膨胀剂掺量增加,自密实混凝土抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度先提高后降低,存在峰值,但是其静力弹性模量没有明显的变化规律;②与未掺膨胀剂自密实混凝土相比,掺膨胀剂自密实混凝土28 d的抗压强度、劈裂抗拉强度和静力弹性模量均有不同程度提高;⑧不管是否掺入膨胀剂,随着龄期增加,自密实混凝土抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和静力弹性模量变化规律基本一致.