未淡化海砂超高性能混凝土的性能研究

对利用未经淡化处理海砂配制的超高性能混凝土(UHPC)的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、抗冻性能、抗氯离子渗透性能和护筋性能进行了系统的试验研究。结果表明:抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度分别大于120 MPa、20 MPa和12 MPa,弹性模量大于40 GPa,其抗冻等级超过F500,电通量值不超过50 C,力学性能和耐久性指标均满足GB/T 31387—2015《活性粉末混凝土》的要求。此外,本试验显示,经过40次的盐水浸烘循环试验后,未淡化海砂UHPC中的钢筋锈蚀风险较低。     

FRP组合结构在防护工程中的应用研究

设计一种由玻璃钢管混凝土制作的新型抗冲击、抗爆炸的防护构件 ;分析了该新型防护构件的性能。研究表明 ,该构件既提高了混凝土的抗压强度 ,又提高了混凝土的延性 ,从而提高了其抗侵彻的能力。最后 ,利用LS -DYNA软件进行了数值仿真 ,结果表明 ,所设计的防护结构的抗侵彻能力比普通混凝土构筑的防护结构有很大提高。     

经济型UHPC的制备及性能研究

超高性能混凝土(UHPC)是指抗压强度大于100 MPa,各项性能都十分优良的一种混凝土材料,但由于其内部钢纤维、石英砂等原材料成本过高限制了其推广应用。通过常规工艺条件,降低钢纤维掺量,采用常规河砂,碎石等替代型原材料制备经济型UHPC,并对其力学性能、耐久性能及微观结构进行了试验研究。试验结果表明:相比于普通C50混凝土,UHPC的力学性能及耐久性能大幅提高,通过常规原材料也能制备出经济型UHPC。     

配筋UHPC梁抗扭承载力可靠度分析及材料分项系数的确定

超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)抗拉强度对抗扭承载力的贡献不可忽略,其构件抗扭承载力计算公式不同于常规混凝土。为检验该公式的可靠度水平,该文基于试验结果和公开文献中的相关数据,得到了UHPC抗拉强度及抗扭承载力模型不定性统计参数。在综合考虑荷载组合、箍筋配筋率、UHPC抗拉强度和钢筋强度等关键参数的基础上,运用Monte Carlo方法对3240种组合下UHPC梁抗扭承载力状态进行了可靠度分析,考查了各关键参数对可靠指标的影响并进行了敏感性分析。结果表明：按现行UHPC规范计算配筋UHPC梁抗扭承载力,其可靠度水平满足要求且可靠指标远高于目标指标;UHPC抗拉强度等级越高且材料分项系数取值越大,配筋率对可靠指标的影响越显著;其抗拉强度对可靠指标影响较显著,钢筋强度对可靠指标的影响可忽略。为充分利用UHPC抗拉强度,基于敏感性分析结果,结合目标可靠指标,校准了不同等级UHPC抗拉强度材料分项系数(强度等级UT05、UT07和UT10的材料分项系数分别为1.25、1.17和1.11)。最后,给出了不同等级抗拉强度建议设计值,可分别取3.45MPa、5.67MPa和9.01MPa。     

绿色超高性能纤维增强水泥基防护材料抗侵彻、抗爆炸试验研究

 利用工业废渣多元协同激发、有机外加剂与无机辅料复合和纤维增强技术,通过复合工业废渣大掺量取代水泥(20%～50%),使用减水率40%的新型聚缩类高效外加剂、掺入短切钢纤维,使用常规工艺,在自然养护条件下成功制备强度等级大于100 MPa的超高性能防护工程材料。基于经验公式,系统研究基体强度(C100,C150,C200)和钢纤维对混凝土靶体抗侵彻、抗爆炸性能的影响规律。试验结果表明：绿色超高性能混凝土具有优异的抗侵彻、抗爆炸性能。C200单位厚度能耗达到516 kJ/m,相对于C40提高近45%;材料侵彻系数为0.389 mm2•s/kg,仅为C40的75%;爆炸压缩系数为0.051 m/kg1/3,与活性粉末混凝土材料(RPC)相当;具有优异的抗二次爆炸、抗震塌性能。     

配筋超高强混凝土抗侵彻性能对比试验研究

寻找合适的结构材料来抵御深钻地武器打击是当前工程防护研究中的难题。采用C40钢筋混凝土、高强花岗岩和配筋超高强混凝土三种材料,进行在相同打击条件的对比试验。试验结果表明,配筋超高强混凝土具有非常优良的抗侵彻性能,其侵彻深度仅是C40钢筋混凝土的22%、高强花岗岩的41%。根据试验结果,计算出上述三种靶体别列赞侵彻公式的材料系数、快速侵彻仿真响应函数的材料参数,进而拓展至BLU-113等典钻地战斗部,获得侵彻深度等关键数据。研究成果可为配筋超高强混凝土的材料选型、抗侵彻设计提供参考依据。     

预应力UHPC梁弯曲性能分析与合理设计

为研究预应力超高性能混凝土（UHPC）梁的基本受力性能和合理设计方法,完成了一片大比例预应力UHPC T形梁的弯曲全过程加载试验;基于混凝土损伤塑性（CDP）模型建立预应力UHPC梁的非线性有限元模型,对试验过程进行了细致模拟,将分析结果与试验结果进行对比;以仿真模型为基础深入研究了预应力筋数量、张拉应力、UHPC材料抗压和抗拉强度等参数对UHPC梁弯曲性能的影响规律;提出了UHPC梁的预应力配筋率计算公式,并建议了其合理范围,初步探讨了UHPC梁的合理设计方法。结果表明:基于CDP模型的有限元模型能较好模拟预应力UHPC梁的弯曲受力性能,分析结果与试验结果吻合良好;提高预应力能有效提高构件承载力,但延性降低;提高UHPC材料的抗压强度对构件弹性阶段和开裂阶段受力性能影响不大,但能有效提高构件延性,提高抗拉强度能有效提高构件的抗裂性能和延性,并使极限承载力有所提高。     

现浇超高性能混凝土在桥梁工程中的应用

超高性能混凝土(UHPC)是指抗压强度100MPa,各项性能都十分优良的一种混凝土材料。以怒江二桥工程为例,重点介绍了在此工程中UHPC的原材料组成、配制方法、模型试验及现场浇筑施工等应用情况。对UHPC材料在桥梁工程中的应用前景进行了展望。     

超高性能混凝土（UHPC）材料与构件设计

超高性能混凝土（UHPC）是一种新型水泥基复合材料,有极高的抗压强度,掺入纤维后材料的抗拉性能、韧性显著提高,并具有优良的抗冲击、抗疲劳性能,材料还具有极佳的耐久性,在建筑工程领域有很好的应用前景。本文以国际和国内相关的研究成果为基础,介绍了UHPC的制备原理、制备技术和基本性能,并对UHPC构件的设计方法进行了介绍,为UHPC的应用与发展提供依据与参考。     

装配式混凝土桥梁承插连接灌注工艺验证试验研究

针对装配式混凝土桥梁的一种新型承插结构,采用具有优异抗拉和抗压性能的超高性能混凝土(UHPC)作为灌注材料,结合承插结构要求和UHPC材料性能特点,设计了一套新型承插桥梁结构UHPC灌注工艺,并采用1∶1模型对灌注工艺进行了验证。结果表明,该灌注材料和工艺满足设计要求并可以保证UHPC灌注的密实度和饱满度。     

新型抗裂防渗混凝土的研制

论述了混凝土抗渗性能,阐述了抗裂防渗材料研究的设想、方法及技术路线。在此基础上,配制出高性能抗裂防渗材料。试验结果显示该复合抗裂防渗材料具有较优的抗裂防渗性能,其主要性能为:抗渗标号达S_(40)以上,具有微膨胀的性能,起到了混凝土补偿收缩的作用;减水率可达18％以上,3d平均强度大于42MPa,28d大于60MPa,有较好的工作性,经时坍落度损失小,适合远距离输送和泵送施工的要求。     

机制砂超高性能混凝土的基本性能及优化研究

该文研究了机制砂不同掺量对超高性能混凝土(UHPC)基本性能的影响,并进一步通过掺入消泡剂来改善机制砂UHPC的力学性能。研究表明：UHPC的工作性能、力学性能、抗氯离子渗透性能随着机制砂掺量的增加出现先升高后下降的趋势,机制砂掺入50%时UHPC扩展度、抗压强度及抗折强度达到最大值,机制砂掺入25%时UHPC电通量最小。随着消泡剂掺量增加,机制砂UHPC的力学性能先升高后降低,消泡剂的掺量为0.1%时最佳,研制的UHPC 28 d抗折强度为32.9 MPa、抗压强度为156.1 MPa。     

再生微粉对超高性能混凝土力学性能和微观结构的影响

研究了两种类型的再生微粉(混凝土粉和砖粉)取代部分硅灰对超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)力学性能和微观结构的影响。结果表明:混凝土粉的掺入降低了UHPC的力学性能,而砖粉取代15%硅灰时,UHPC的28 d抗压强度和抗折强度分别达到了130 MPa和24 MPa,略高于基准组;相较于混凝土粉,在UHPC中掺入15%的砖粉能够优化混凝土的内部结构;砖粉良好的微集料填充作用和火山灰效应增强了界面过渡区的黏结性能和水化产物的纳观力学性能,从而改善UHPC的微观结构。     

超高性能混凝土大键齿干接缝受剪性能与承载力计算方法

接缝是节段预制拼装超高性能混凝土(UHPC)梁结构中的薄弱部位,其受剪性能不足易引发梁结构的局部剪切破坏,造成结构安全问题。为充分发挥UHPC高强、高韧等优异的力学特性,提出了有无配筋的UHPC大键齿干接缝形式,并通过直剪性能试验分析了大键齿UHPC干接缝的受剪性能。研究结果表明：大键齿UHPC接缝不会发生键齿压碎现象;以大键齿代替多键齿可以提高UHPC接缝的受剪性能;在大键齿UHPC接缝中适当配置抗剪钢筋,可以有效抑制斜裂缝开展,显著提高大键齿干接缝受剪性能。基于试验结果,采用有限元方法进行参数化研究,分析侧向应力、UHPC强度、键齿构型等参数对大键齿干接缝受剪性能的影响。结果表明,对于UHPC大键齿接缝,键齿的深高比设置不宜小于0.167,键齿倾角设置不宜大于45°。基于UHPC材料拉压特性,对美国AASHTO中接缝抗剪强度计算方法进行修正,给出了适用于UHPC键齿干接缝的抗剪强度计算公式。该式计算结果与试验结果的比值为0.89,表明其适用于UHPC键齿干接缝受剪承载力计算。     

不同纤维对防辐射超高性能混凝土抗冲击性能的影响

传统防辐射混凝土材料存在强度低、韧性差等问题,亟需设计开发一种兼顾屏蔽射线性能和抗冲击性能的混凝土材料。因此,超高性能混凝土(UHPC)在防辐射领域的研究成为热点。为探究不同纤维对防辐射超高性能混凝土(UHPC)抗冲击性能的影响,采用万能试验机、分离式霍普金斯杆进行力学性能和抗冲击性能试验,采用场发射SEM进行微观形貌分析。结果表明:单掺12mm钢纤维组力学性能最佳,28 d抗压、抗弯拉强度分别为128.8、23.2 MPa;相比单掺12 mm钢纤维试验组,钢纤维混掺聚丙烯纤维组和钢纤维混掺PVA纤维组UHPC冲击总耗能分别提高1.6%、6.8%,说明混掺纤维使得UHPC具有很好的抗冲击性能。     

用于湿接缝快硬UHPC的粘结性能研究

研究了快硬UHPC与钢筋的握裹强度、与普通混凝土的粘结强度,选择C40普通混凝土作为对照组进行对比。结果表明:对照组的28 d握裹强度为5.08 MPa,破坏在混凝土基材;快硬UHPC的3 h、3 d、28 d握裹强度分别为6.44、16.98、20.07 MPa,破坏在粘结界面或钢筋。对照组的28 d粘结强度为2.36 MPa,破坏在新老界面;快硬UHPC与C40的3 h、3 d、28 d粘结强度分别为2.76、3.57、3.39 MPa。快硬UHPC的3 h握裹强度及粘结强度均明显优于普通混凝土28 d龄期时的性能;3 d和28 d龄期则远高于普通混凝土。快硬UHPC作为湿接缝材料具有良好的安全性能。     

制备工艺对超高性能混凝土工作性能与抗压强度的影响

随着对建筑材料力学性能和耐久性能要求的日益增长,超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,UHPC)逐渐成为了建筑工业领域的研究热点。国内外关于UHPC的力学性能已有许多报导,但缺少对其搅拌工艺的研究,导致UHPC在工程上推广应用有一定的局限性。本研究以强度等级为150～200 MPa的UHPC为研究对象,探讨不同制备工艺和制备设备对UHPC工作性能和抗压性能的影响,在此基础上,给出该类UHPC制备方法的建议。试验研究结果表明:UHPC是多相级配高致密材料,制备工艺对于其工作性能与抗压强度影响显著;二次搅拌工艺较传统搅拌工艺更能提高UHPC的搅拌质量和效率;实际水胶比的控制以及材料的均匀搅拌是保证UHPC工作性能和力学性能的关键。     

超高性能混凝土抗污水腐蚀性能研究

为解决混凝土排水管使用过程中受污水腐蚀而过早破坏的问题,提出采用超高性能混凝土(UHPC)替代普通混凝土的技术思路。为研究其可行性,进行了UHPC抗污水腐蚀性能的试验研究。采用模拟工业废水、无机酸、有机酸等三种模拟污水溶液,对比研究UHPC和普通混凝土的抗污水腐蚀性能。研究表明:在三种不同溶液浸泡情况下,UHPC也会受到腐蚀,但其抗污水腐蚀性能要明显优于普通混凝土;在腐蚀最为严重的有机酸溶液中,普通混凝土浸泡6个月后抗压强度几乎丧失,而UHPC还能保持70%的抗压强度; UHPC内部结构十分致密,孔隙率极低,外界腐蚀离子只能通过表层进行腐蚀,这是其具有优异抗污水腐蚀性能的主要原因。以UHPC取代普通混凝土,能够有效解决混凝土排水管易受污水腐蚀、寿命不足的问题。虽然UHPC排水管的材料单价较高,但其壁厚和自重较低、管道寿命大幅延长、维修次数大幅减少,其全寿命周期的综合成本将低于普通混凝土排水管。     

超高性能混凝土（UHPC）制备工艺与耐久性能技术研究

介绍了超高性能混凝土（UHPC）的基本制备原理、配合比,对比分析了UHPC和普通混凝土的性能差异,通过对UHPC混凝土的制备工艺和耐久性能进行检测,研究分析材料内部结构和耐久性能的影响因素,为UHPC混凝土材料的使用和结构性能的改善提供参考。     

超高性能混凝土梁抗剪性能的研究进展

超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)作为一种新型建筑材料已在实际工程中广泛应用,针对UHPC梁抗剪性能学者们开展了试验及理论研究,UHPC相关标准和规范正不断撰写及出版,但UHPC梁抗剪性能区别于普通混凝土梁,UHPC梁的抗剪承载力计算较为复杂。本文总结了UHPC材料力学性能和UHPC梁抗剪性能,以期拓宽UHPC在叠合梁中的应用。