早龄期高强混凝土拉伸徐变特性

通过早龄期混凝土拉伸基本徐变的实验,研究了不同水灰比,加载龄期、加载初始应力强度比(应力水平)等参数条件下的早龄期高强混凝土拉伸徐变特性.结果表明:龄期0.5,0.75d和1d加载的混凝土表现出较大的徐变变形,并且徐变速度在持续加载一段时间后随龄期的推迟而急速下降:龄期0.5,0.75d加载的混凝土徐变表现出较大的非线性,同一加载龄期下,加载初始应力强度比越大,比徐变越大,加载初期的徐变速度越快;但加载龄期在1,3,7d的混凝土徐变仍表现出较明显的线性特征.同一加载龄期、同一加载应力强度比的条件下,水灰比越大,比徐变越大,而且加载龄期越早,比徐变的差异越明显.     

试验条件下修正混凝土徐变系数预测模型的研究

为建立准确、可行的混凝土徐变系数预测模型，基于FIB Model Code-2010模型、ACI 209R-92模型与徐变系数实测值偏差情况，以降低参数计算量和减小误差为原则分别提出了在上述两种模型基础上引入双曲幂函数和双曲线函数拟合回归对其修正的方法，建立了徐变系数修正预测模型，并分析了修正后模型与实测关系曲线符合程度和偏差情况，最终评价了修正预测模型预测徐变系数的准确性。研究结果表明：加载早龄期的修正模型徐变系数预测值与实测值存在一定偏差，并随着混凝土强度等级提高，偏差情况愈加明显；但当持荷龄期逐渐增长后，修正模型徐变系数预测值与实测值符合程度较高，因此，采用修正后的徐变系数预测模型可较为精确的计算混凝土长期徐变系数，提高了原模型的计算准确度，具有一定的可操作性，可为混凝土结构设计和工程施工提供参考。     

粗纤度PVA纤维混凝土力学性能试验分析

将粗纤度聚乙烯醇(PVA)纤维加入混凝土中,采用搅拌试验方法分析PVA纤维在混凝土中的分散性;对比不同纤维体积分数下PVA纤维混凝土的坍落度分析其可施工性;对比不同纤维体积分数PVA纤维混凝土的抗压、抗弯拉及劈裂抗拉强度和破坏状态来探索其综合力学性能。试验结果表明:PVA纤维在混凝土搅拌过程中分布较均匀不易结团;相对素混凝土,PVA纤维混凝土的坍落度略有下降;抗压强度无明显提高,抗弯拉及劈裂抗拉强度随着纤维体积分数增加呈二次函数增大。     

活性粉末混凝土单轴循环压缩试验条件下力学特性研究

通过对3种钢纤维体积含量(0％、2％、4％)活性粉末混凝土在较长龄期(3年)进行单轴循环及常规单轴压缩试验,得到其在对应加载制度下轴向及径向应力应变全曲线数据.比较分析了3种钢纤维体积含量活性粉末混凝土在两种加载制度下峰值强度、轴向峰值应变、弹性模量、泊松比、破坏模式及轴应力体应变曲线的异同,并对RPC基本力学性能随钢纤维体积含量增加的变化规律进行了定量分析.结果 显示:峰值强度、轴向峰值应变、弹性模量、泊松比、破坏模式只与钢纤维体积含量有关,与加载制度无关;活性粉末混凝土峰值强度、轴向峰值应变、泊松比随钢纤维体积含量的增加而增大;对3种钢纤维体积含量活性粉末混凝土在单轴循环压缩试验条件下的滞回性能也进行了详细分析.     

增强纤维对超高性能混凝土改性效果及优化研究

为探索增强纤维对混凝土性能影响的规律,选用聚乙烯醇(PVA)纤维、超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维、玄武岩纤维和玻璃纤维增强混凝土制备超高性能混凝土(UHPC)。通过性能测试,选出UHPC改性最佳纤维——PVA纤维和UHMWPE纤维。采用Design-Expert专业实验数据分析软件,对PVA和UHMWPE混杂纤维设计进行理论模拟,针对目标纤维进行掺量优化设计,得出当12 mm长度的PVA纤维的体积分数为0.3%、6 mm长度的UHMWPE纤维的体积分数为0.9%时,目标UHPC的抗折强度、抗压强度与流动度达到最优化设计目标。     

纤维掺量对PVA纤维混凝土力学参数的影响及压缩韧性指标的计算方法

通过聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土的力学试验,研究纤维掺量对于混凝土破坏形态、峰值应力、峰值应变、抗折强度以及折压比的影响,依据单轴抗压应力-应变曲线,提出一种适用于普通C40纤维混凝土的压缩韧性指标计算方法,并采用拟合法,建立了损伤变量服从对数正态分布的损伤本构方程.分析表明:由于纤维的桥接作用,纤维混凝土呈现“裂而不碎”的特征,与素混凝土存在较大差异;随着PVA纤维掺量的增加,混凝土的峰值强度、抗折强度和折压比呈现先增加后降低的趋势,峰值应变则持续增长,压缩韧性指数随着PVA纤维掺量的增加提高明显,综合考虑力学性能影响,建议的工程最佳纤维掺量为0.2％(体积分数).根据试验曲线拟合对比,对数正态分布损伤本构方程优于Weibull分布的损伤本构方程,误差更小,充分反映了PVA纤维掺量对峰后力学特性的影响规律,而且能反映纤维掺入量引起的损伤性质突变现象,对工程优化设计具有重要参考价值.     

界面过渡区对混凝土徐变性能的影响

为分析界面过渡区对混凝土徐变性能的影响,运用Laplace变换原理,建立了考虑界面过渡区黏弹性的混凝土徐变模型,将该模型与不考虑界面过渡区的混凝土徐变预测模型进行对比和实验验证.结果表明:考虑界面过渡区的混凝土徐变模型与实验数据吻合较好,该模型能够反映界面过渡区在混凝土徐变中的作用,加载龄期为365 d时,界面过渡区使...     

聚乙烯醇纤维掺量对水泥胶砂力学性能的影响

为了研究聚乙烯醇(PVA)纤维的掺量对水泥胶砂力学性能的影响,采用硫铝酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、聚乙烯醇纤维等材料制备40 mm×40 mm×160 mm胶砂试件,通过流动度试验、抗折试验、抗压试验测试7组试件的力学性能。试验结果表明,随着纤维掺量的增加,胶砂的流动度逐渐降低。抗折、抗压试验中,试件的抗折强度均比不加纤维的有不同程度提高,掺加质量分数0.20%的PVA纤维的试件3、7、28 d的抗折强度均最大;试件的抗压强度和抗折强度的变化规律相同。韧性数值表明,试件在龄期为3 d的测试结果呈上升趋势,龄期为7 d和28 d呈下降趋势。经综合比较,PVA纤维质量分数为0.20%时,试件的力学性能最佳。     

聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料轴压徐变性能研究

通过自制加载装置,研究了聚乙烯醇纤维(PVA)增强水泥基复合材料在轴向压应力作用下的徐变性能.研究参数包括水胶比和纤维掺量.研究结果表明:纤维掺入会降低水泥基复合材料抵抗徐变的能力,相对于未掺纤维的水泥基复合材料,纤维掺量为1％时其120 d徐变增加了19.4％;适当的水胶比有利于胶凝材料充分反应,增加对PVA水泥基复合材料对徐变的抑制作用,当水胶比超过0.3时PVA水泥基复合材料的力学性能会出现一定程度的降低,且120 d徐变会呈现快速增加.基于分数阶导数理论,采用Abel粘壶替代标准线性固体模型中的牛顿粘壶,推导出用于描述水泥基复合材料的徐变模型,并利用该徐变模型对试验数据进行分析.结果表明,含Abel粘壶的徐变模型与试验数据吻合良好且稳定性较高.     

大掺量矿物掺合料纤维增强轻骨料混凝土的抗疲劳性能

为研究纤维增强轻骨料混凝土抗疲劳性能，开展了恒应力循环压缩试验，对疲劳应力-应变响应进行了研究。试验采用质量分数为20%的粉煤灰和50%的粒化高炉矿渣部分替代水泥，变量为单掺或混掺不同掺量的钢纤维和聚乙烯醇(PVA)纤维。结果表明：随着循环加载次数的增加，钢纤维混凝土的宏观裂纹数量比PVA纤维混凝土多，试件的破坏形态表现为轻骨料的破裂和纤维的渐进拔出(钢纤维)或断裂(PVA纤维);钢纤维混凝土的疲劳应变及残余应变均最大，而混杂纤维混凝土的最小；在同一应力水平下，混杂纤维混凝土的疲劳寿命最长，而钢纤维混凝土的最短；钢纤维混凝土的极限疲劳损伤高于PVA纤维混凝土和混杂纤维混凝土，且随最大应力水平的降低，该差异逐渐缩小。     

PVA纤维长度对钢纤维混凝土力学性能影响的试验研究

采用落锤试验仪对含有加入不同长度PVA纤维的钢纤维混凝土进行落锤冲击试验,得到了掺有不同长度的PVA纤维条件下混凝土试件的拟合力—时间、位移—时间曲线。通过对曲线的分析对比,得出PVA纤维的掺入大大提高了混凝土的抗冲击性能。其中,试验选取的6mm、9mm、12mm、15mm不同长度的PVA纤维中,12mm长度的PVA纤维对钢纤维混凝土的强度和刚度等力学性能提升最大,并且在不同冲击能量下均表现出优于其它长度的特性。     

负温桥墩修补用聚乙烯醇纤维灌浆料的研究与应用

研究了负温下混凝土桥墩修补用聚乙烯醇(PVA)纤维灌浆料的性能,并将其应用于工程实践,得出如下结论：防冻剂的掺加能够提高灌浆料的负温适应性,质量分数为0.3%时满足应用要求;PVA纤维的掺加能够降低灌浆料的流动度,提高抗压强度,大幅度提高混凝土的界面拉伸黏结强度,最佳体积分数为0.3%;PVA纤维的掺加能够提高灌浆料的负温适应性。     

不同玄武岩纤维掺量的早强混凝土劈裂拉伸强度研究

配制了体积掺量为0％、0.1％、0.2％和0.3％的玄武岩纤维增强早强混凝土,利用液压试验装置,对其3d、7d及28 d的劈裂拉伸性能进行测试,并对纤维改善因子(FII)进行了分析.试验结果表明:除了纤维掺量为0.3％的3d劈裂拉伸强度略有降低外,其余掺量对早强混凝土各龄期的劈裂拉伸强度均有不同程度的提升,且当掺量为0.2％时增强效果最佳;BC1和BC2组混凝土试件劈裂拉伸强度在7d龄期时增长量最大,28 d次之,3d最小,而BC3组试件的劈裂拉伸强度增长量则随着龄期的增长而逐渐增加,且前期增长迅速,后期较为缓慢.     

PVA纤维对混凝土干缩及抗侵蚀性能的影响研究

将长度12 mm、直径31μm的PVA纤维以不同体积掺量掺入到混凝土中,分别测试其6个养护龄期的干缩率,同时制备标准试件,在标养28 d后,将其置于浓度为30000 mg/L的硫酸钠溶液中,达到设定侵蚀龄期后,测定各组试件的抗压强度、劈裂抗拉强度,并以抗压抗蚀系数评价碱环境下PVA纤维对混凝土抗侵蚀性能的影响。研究结果表明：适量掺入PVA纤维对混凝土的干缩性能有明显提升;而在碱侵蚀环境作用下,各组试件的力学性能有不同程度的下降,相比于基准组,PVA纤维能有效提升混凝土的力学性能和抗蚀系数,且PVA纤维体积掺量为0.2%时效果最好。     

纤维混凝土抗冻性能及损伤劣化模型研究

为了提高寒冷地区建筑的安全性和使用寿命等问题,通过分析不同纤维、粉煤灰掺量的混凝土试件在相应冻融次数下的质量损失率、相对动弹性模量及强度(抗压强度、劈裂抗拉强度)变化规律,研究掺入纤维的比例对混凝土抗冻性的影响.结果 表明:掺入钢纤维(SFs)和PVA纤维时,抗压强度、劈裂抗拉强度显著提高,在冻融次数相同的情况下,掺量与强度呈正相关;随着冻融次数的增加,质量损失率曲线先下降后上升,相对动弹性模量曲线呈下降趋势,掺入4％(质量分数)的SFs及0.05％(质量分数)的PVA纤维时,混凝土试件抗冻性能最优;掺入适量粉煤灰可有效改善混凝土质量、动弹性模量及强度损失.基于相对动弹性模量、强度数据建立冻融循环损伤模型来评价纤维混凝土的损伤程度,选用二次函数衰减模型进行数据拟合,发现建立的模型拟合程度较高,可有效反映冻融循环作用下纤维混凝土的冻融损伤程度.     

聚丙烯粗纤维对混凝土徐变性能的影响

选取比较常用的纤维掺量,以普通聚丙烯纤维和钢纤维作参照,研究了聚丙烯粗纤维对混凝土加载1 a后抗压徐变性能的影响,并分析了其机理,结果表明:尽管普通聚丙烯纤维和聚丙烯粗纤维材质相同,但由于其体积掺量相对较小,对混凝土受力后的变形行为作用不大,可以忽略其对混凝土徐变性能的影响;钢纤维的外形尺寸、体积掺量以及在混凝土内的分布均与聚丙烯粗纤维相似,但可以凭借其较高的弹性模量抑制混凝土的抗压徐变;而低弹性模量的聚丙烯粗纤维对混凝土弹性模量及内部缺陷影响较大,明显削弱了混凝土抵抗徐变的能力,聚丙烯粗纤维混凝土1 a徐变度较基准混凝土增大了17.0％.     

外掺玄武岩纤维的混凝土耐久性试验分析

为改善混凝土耐久性，通过外掺玄武岩纤维的方法制备玄武岩纤维混凝土试件，从长度及质量分数角度出发，分析了玄武岩纤维对混凝土耐久性的影响规律。结果表明：玄武岩纤维可改善混凝土抗渗性能，纤维质量分数0.05%、长度18 mm时取得最佳改善效果，相较未掺纤维的混凝土，渗水高度下降幅度达42%；纤维质量分数为0.10%时达到最小的收缩率值；玄武岩纤维可显著改善混凝土早龄期抗裂性，与未掺纤维混凝土相比，纤维质量分数0.10%时的混凝土裂缝平均宽度降低60%，裂缝总长度降低43%。     

基于温度-应力试验的混凝土抗裂性研究进展

阐述了开裂试验架和温度–应力试验机的工作原理、仪器设备发展和完善的过程。介绍了过去40年里基于温度–应力试验的早龄期混凝土抗裂性研究的进展情况。给出了采用温度–应力试验机考察骨料品种和温度历程对早龄期混凝土抗裂性影响的两个研究案例。对温度–应力试验需要进一步深入研究的几个问题进行了探讨,如：试验设备和试验方法的标准化、约束度控制、弹性模量测试精度、试件的损伤累积及早龄期徐变计算方法等。     

纤维自密实混凝土早期收缩及阻裂特性研究

采用非接触收缩变形试验、平板抗裂试验以及三点弯曲梁声发射检测,研究了掺PVA纤维、钢纤维以及两者混杂自密实混凝土(SCC)的早期塑性收缩、约束收缩以及荷载作用下的阻裂特性.结果表明,所掺的PVA纤维对改善SCC早期自由收缩作用有限,但能够抑制约束条件下基体的开裂;体积掺量分别为0.07％和1.0％的PVA纤维与钢纤维混杂后,对降低SCC早期收缩开裂效果显著,所配制的SCC抗裂性达到Ⅰ级标准;PVA纤维可闭合加载初期SCC基体中的微裂缝,钢纤维则能有效阻止加载中期裂缝的衍生和扩展,由于两种纤维的协同阻裂作用,能够有效改善SCC的断裂韧性.     

含粉煤灰微珠混凝土的强度和徐变特性研究

利用粉煤灰微珠按10%、20%和30%（质量分数）部分替代水泥制备了混凝土试样,并对混凝土试样的抗压强度、弹性模量和徐变进行了测试,同时通过压汞孔隙率实验对试样的微观结构进行了研究。结果表明,粉煤灰微珠会使混凝土的早期抗压强度和弹性模量下降,但是对混凝土长期强度增长和弹性模量增长有明显的促进作用,在90 d时粉煤灰微珠掺量为20%的试样强度和弹性模量最高。掺入20%的粉煤灰微珠可以降低混凝土的比徐变,但是过多的粉煤灰微珠反而会增加混凝土的徐变变形。孔隙分析结果表明,总孔隙体积较高时,混凝土的强度较低,徐变变形较大;而加入20%粉煤灰微珠会降低混凝土的中孔隙、大孔隙和总孔隙体积,从而改善混凝土的强度和徐变特性。