聚丙烯纤维和粗骨料对超高性能混凝土抗拉强度的影响研究

向超高性能混凝土中掺入适量粗骨料，可在不降低其力学性能的前提下有效减少胶凝材料的用量，降低其成本。同时，为改善混凝土固有的抗拉强度低的缺陷，将聚丙烯纤维和钢纤维混杂掺入混凝土中可取得较好成果。考虑聚丙烯纤维体积掺量和长径比、粗骨料掺量3个因素，设计并制作了18组共54个超高性能混凝土试块，通过试验研究分析聚丙烯纤维特征参数和粗骨料掺量对含粗骨料超高性能混凝土劈裂抗拉强度的影响规律。结果表明，试验参数范围内，随着聚丙烯纤维体积掺量的增加，ＵＨＰＣ的劈裂抗拉强度呈现先减后增再减的规律；随着聚丙烯纤维长径比的增大，呈现先减后增的规律；聚丙烯纤维最佳配比为体积掺量0．10％，长径比167；掺入质量分数为15％的粗骨料不会降低ＵＨＰＣ的劈裂抗拉强度，但当粗骨料掺量提高到30％时，ＵＨＰＣ的劈裂抗拉强度降低明显。     

钢纤维掺量对超高性能混凝土力学性能影响研究

为研究钢纤维体积掺量对超高性能混凝土（ＵＨＰＣ）力学性能的影响,设计并制备了钢纤维体积掺量分别为1．0％、1．5％、2．0％的三组ＵＨＰＣ试件,开展了坍落度、扩展度、抗压强度和四点弯曲试验。结果表明:随着钢纤维体积掺量从0％ ～2％,坍落度从265ｍｍ降到了2４0ｍｍ,扩展度从5４0ｍｍ降到了４25ｍｍ,抗压强度从103．9ＭＰａ提高到了123．7ＭＰａ。当钢纤维掺量分别为1．0％、1．5％和2．0％时,抗弯强度分别为16．7ＭＰａ、23．1ＭＰａ和23．8ＭＰａ,弯曲韧性分别为87．6Ｎ·ｍ、116．0Ｎ·ｍ和122．8Ｎ·ｍ。随着钢纤维掺量的增加,ＵＨＰＣ流动性降低;ＵＨＰＣ抗压、抗弯强度和弯曲韧性呈增长趋势,但是增长趋势减缓。由于钢纤维主要承受拉应力和桥接基体,所以在抗压强度、抗弯强度和弯曲韧性指标中,抗弯强度和弯曲韧性指标增长幅度更大。     

含白云石粗骨料超高性能混凝土的性能试验研究

为了降低超高性能混凝土(UHPC)中水泥等胶凝材料的用量,掺入白云石粗骨料(CDA),制备了含CDA的UHPC,并探讨了粗骨料含量和钢纤维体积掺量对UHPC抗压强度、弯曲强度、弹性模量、单轴拉伸性能以及耐磨性能的影响。结果表明:随着CDA含量的增加,UHPC弹性模量的显著提升,而抗压强度和弯曲强度则先上升后下降;钢纤维体积掺量的增加,增大了含CDA的UHPC的抗压强度、初裂强度、峰值强度和断裂耗能,降低了试件历经磨损后的质量损失和磨损深度,优化了其单轴拉伸性能和耐磨性能;当CDA含量为200 kg/m³、钢纤维体积掺量为1.5%时,制备的UHPC各项性能综合最佳。研究成果可供超高性能混凝土研究人员参考。     

含玻璃粉砂浆的ASR风险及抑制效果研究

废弃玻璃磨细成粉料后用作混凝土辅助胶凝材料,不仅可以控制ASR(alkali-silica reaction,碱-硅反应),而且还能激发其火山灰活性.采用砂浆棒快速法,将玻璃粉代替标准砂用作骨料,研究各种骨料替代率条件下的砂浆棒ASR膨胀率大小.掺量为50％时,14 d ASR膨胀率最大.将玻璃骨料与标准砂以1:1比例成型试件,探讨各种玻璃粉细度、掺量、养护温度、龄期条件下对砂浆棒ASR反应的抑制效果,粉磨时间越长,砂浆棒膨胀率呈降低趋势,掺入粉磨1h玻璃粉在相同掺量下对砂浆棒膨胀率的抑制效果最明显.养护温度对砂浆棒早期膨胀率起主导作用.     

基于强度试验的胶凝堆石材料破坏准则

基于胶凝堆石料的抗压、抗折和大三轴强度试验,对胶凝堆石料的基本力学特性进行了系统研究,得出试件破坏情况下的应力强度,通过拟合破坏强度和围压的关系式,推导出胶凝掺量为60 kg/m3的胶凝堆石料的破坏准则;进一步拟合破坏强度、围压和胶凝掺量的关系式,推导出胶凝掺量为变量的胶凝堆石料的破坏准则。验证结果表明,所推导的胶凝堆石料破坏准则合理可靠,具有良好的通用性。     

大掺量粉煤灰及塑钢纤维混凝土断裂性能研究

断裂韧度是衡量大掺量粉煤灰混凝土断裂性能的重要参数,在粉煤灰混凝土中掺入纤维能够改善其脆性大和易开裂的缺点。利用三点弯曲梁试验,通过控制异型塑钢纤维体积率、灰胶比和水胶比3个参数,分别考察它们对大掺量粉煤灰混凝土断裂韧度的影响。研究表明,大掺量粉煤灰混凝土的断裂韧度随异型塑钢纤维体积率的增加而增大,随灰胶比、水胶比增大而减小。     

PVA纤维掺和胶凝砂砾石材料的力学性能研究

随着胶凝砂砾石坝(CSG Dam)的应用,对CSG材料的力学性能研究亦有所增加。为改善CSG材料的强度及破坏变形率等力学性能,选取天然砂砾石为原材料,采取等骨料级配及砂率,通过掺和纤维及选用不同胶凝材料用量、龄期等参数以正交试验方法研究设计配合比,并通过试验及回归方程分析CSG材料力学性能。结果表明:CSG材料掺和PVA纤维能较好地改善原材料的延性,且将试件破坏形态由脆性破坏转化为延性破坏,特别是掺入3%PVA纤维时,试件的抗压及劈拉强度均达到最大值。研究成果可为CSG今后在坝体材料上的推广运用提供科学依据。     

胶凝粗粒土强度及损伤特性探讨

通过对胶凝粗粒土进行单轴和三轴压缩试验,分析胶凝掺量和围压对材料强度特性的影响,以Weibull统计损伤模型为基础,进而探讨围压及胶凝掺量对损伤发展的影响。试验结果表明:胶凝粗粒土的单轴抗压强度和变形模量随胶凝掺量的增大而增大,随胶凝掺量的进一步增大,强度及变形特性敏感性降低;三轴压缩试验的结果显示,随围压的增大,抗剪强度增长较快,应力-应变曲线形态呈现出应变硬化特性;胶凝掺量的增加,对粘聚力c值影响显著,对内摩擦角值影响不明显;围压越大,材料宏观破坏时达到的损伤量越大;胶凝材料掺量越高,相同应变下材料损伤量越小,达到宏观损伤破坏时对应的应变量越大。     

胶凝砂砾石材料抗压强度影响因素研究

胶凝砂砾石材料作为一种新型的筑坝材料,力学特性受水泥用量、粉煤灰掺量、水胶比、砂率、骨料级配、龄期等因素的影响。通过大量不同配合比试验,研究胶凝砂砾石材料抗压强度随水胶比、砂率、水泥用量、粉煤灰掺量等因素变化的规律。砂率在工程常见范围0.1~0.4内时,胶凝砂砾石材料存在最优砂率,为0.2,对应最优水胶比为1.0~1.4;砂率高时最优水胶比取上限,反之取下限,最优砂率对应的最优水胶比为1.1左右。胶凝砂砾石材料中水泥用量每增加10kg/m~3,立方体试件28 d抗压强度可提高15%~20%;粉煤灰掺量每增加10 kg/m~3,立方体试件28 d抗压强度均有所增大,增大幅度为1%~10%。试件尺寸及骨料级配对材料抗压强度影响显著。     

西藏火山灰质材料作为混凝土掺合料的可行性

分析了西藏羊八井火山灰的物理性能及活性，讨论了火山灰的最大掺量，掺火山灰试件的强度、干缩和抗冻等试验表明，混凝土中掺入20％的火山灰，仍可满足工程要求。     

骨料级配优化对混凝土胶凝材料用量的影响

骨料级配优化对于改善混凝土工作性能和节省胶凝材料用量具有重要的意义。该文分别对粗细骨料级配进行优化得到堆积密度大、空隙率小的细骨料和粗骨料,并分2种类型（直卸、泵送）和3种标号（ C20、 C25、 C30）进行混凝土配合比试验对比骨料级配优化前后单方混凝土胶凝材料用量,最后通过实例进行验算。试验结果表明,当砂中0.315 mm以下细砂含量控制在一定比例,并在连续级配的5～31.5 mm碎石或5～25 mm碎石中掺入一定比例的5～10 mm石时,每m3混凝土中胶凝材料用量均可得到一定程度的降低,与理论验算结果较为吻合。骨料级配优化可操作性强,适合在混凝土生产企业中推广。     

粉煤灰对大体积混凝土抗裂性能的影响

混凝土中的裂缝不仅给混凝土结构的整体性造成影响，而且还会对混凝土工程的耐久性造成威胁。本深入论述了粉煤灰在大体积混凝土配合比设计中对提高抗裂性能的作用：在大体积混凝土中掺入粉煤灰，可以达到降低水泥胶砂脆性系数，减小混凝土的弹性模量、干缩、绝热温升、自生体积变形和增大徐变度等作用，并提出粉煤灰掺量与混凝土弹性模量的相关关系式，说明粉煤灰的掺入对提高大体积混凝土的抗裂性能是有利的。     

基于声发射技术的钢纤维混凝土受压损伤本构关系研究

通过6组钢纤维混凝土试件轴心受压应力－应变全曲线试验,得到试件的应力－应变全曲线、 声发射撞击数－时间关系曲线和声发射参数,研究钢纤维参数对混凝土力学行为和声发射特性的影响。 结果表明:随着钢纤维体积掺量和长径比增加,混凝土峰值应力和峰值应变明显提高,其韧性和延性得 到显著改善;利用声发射参数分析可区分钢纤维混凝土试件的破坏模式;随着钢纤维的掺入,试件由受 拉破坏向剪切破坏转变。基于试验数据,建立了钢纤维混凝土单轴受压损伤本构关系方程,可为纤维混 凝土的工程应用和相关规程的修订提供参考。     

纤维增强富浆胶凝砂砾石的性能研究

本文首次研究了纤维对富浆胶凝砂砾石性能的作用,分析了6种不同纤维对富浆胶凝砂砾石坍落度、抗压强度、劈裂抗拉强度、抗冻性的影响,讨论了振捣时间对富浆胶凝砂砾石抗冻性的影响,并结合实际工程,给出了富浆胶凝砂砾石推荐配合比。结果表明,随着单丝聚丙烯纤维掺量的增加,富浆胶凝砂砾石的坍落度逐渐减小,抗压强度和劈裂抗拉强度先增大后减小;聚丙烯纤维和钢纤维对富浆胶凝砂砾石的增强效果最好,且掺入1. 2 kg/m~3聚丙烯纤维、钢纤维的富浆胶凝砂砾石抗冻性分别可达400次、300次;为保障纤维提高富浆胶凝砂砾石抗冻性的效果,掺入纤维的富浆胶凝砂砾石振捣时间不宜长于45 s;给出了岷江航电犍为防护堤垫层及防渗保护层富浆胶凝砂砾石的推荐配合比,掺入聚丙烯纤维后,可减小水泥用量。     

支护工程钢纤维喷射混凝土试验研究

对支护工程中钢纤维喷射混凝土进行了试验研究,结果表明：随着钢纤维用量的增加,喷射钢纤维混凝土的抗拉强度、抗折强度和弯曲韧性指数有不同程度的增加,而抗压强度没有明显的改善.根据试验结果,提出硅灰的适宜掺量范围在5%～7%之间.探讨了硅灰和钢纤维的增强、增韧机理,建立了喷射钢纤维混凝土的密实-骨架模型.     

高掺量钢纤维自密实混凝土梁抗弯性能分析

通过不断试配,获得体积掺量为3.0%的高掺量钢纤维自密实混凝土的配置方法,并在混凝土力学性能测试中得到相应配合比下混凝土的力学性能指标。利用ANSYS有限元软件,对所设计的试验梁以实测材料参数为依据进行数值模拟。计算结果表明,体积掺量为3.0%的钢纤维钢筋自密实混凝土梁与普通钢筋自密实混凝土梁相比,其开裂荷载、屈服荷载、弯曲韧性及结构刚度得到明显提升。通过对3.0%的高掺钢纤维自密实钢筋混凝土梁与普通钢筋自密实混凝土梁在裂缝宽度随荷载的变化规律及同一截面不同高度处混凝土应变的分布情况的对比分析,发现钢纤维具有良好的阻裂作用,并能有效提高混凝土的极限拉应变。     

国产某 ＰＶＡ纤维对混凝土早期开裂和干燥收缩的影响

目前,聚乙烯醇纤维混凝土（ＰｏｌｙｖｉｎｙｌＡｌｃｏｈｏｌＦｉｂｅｒＣｏｎｃｒｅｔｅ）主要使用进口ＰＶＡ纤维,其高昂的成本限制了其工程应用,使用国产ＰＶＡ纤维可以有效降低成本。以纤维掺量（０％、０．９％、１．２％、１．６％）及纤维长度（８ｍｍ、１２ｍｍ）为参数,设计制作了６组ＰＶＡ纤维混凝土平板法早期开裂试件及６组干燥收缩试件,研究了ＰＶＡ纤维对混凝土早期抗裂性能和抗干燥收缩性能的影响。结果表明:ＰＶＡ纤维混凝土早期抗裂性能高于普通混凝土,且在掺加纤维长度为８ｍｍ,掺量为１．６％时,纤维抗裂性能提升最大;抗干燥收缩性能高于普通混凝土,且存在最佳纤维掺量,使抗干燥收缩性能提升最大。     

单轴循环受拉条件下SP-HFRC力学性能试验研究

通过对21个钢－聚丙烯混杂纤维混凝土（ＳＰ－ＨＦＲＣ）试件进行单轴循环受拉试验，研究ＳＰＨＦＲＣ在循环受拉条件下的力学行为变化规律。重点分析混杂纤维体积掺量及长径比对应力－应变全曲线、累积塑性应变、刚度退化、应力退化的影响。结果表明:混杂纤维具有逐级阻裂作用使得ＳＰＨＦＲＣ试件呈现明显延性破坏特征；应力－应变全曲线卸载点应变与塑性应变呈线性关系；ＳＰ－ＨＦＲＣ刚度退化过程随钢纤维体积掺量和长径比增加而减缓，受聚丙烯纤维体积掺量的影响不明显；纤维对应力退化率的影响不明显。在试验结果和相关文献试验数据的基础上，建立了ＳＰ－ＨＦＲＣ单轴循环受拉应力－应变全曲线方程，可用于结构非线性和滞回性能等的分析。     

橡胶混凝土抗渗性能试验研究

试验以C25混凝土为基准,用废旧轮胎橡胶颗粒等体积取代细骨料制成橡胶混凝土,研究了橡胶颗粒的不同粒径和掺量对混凝土抗渗性能的影响.结果表明:橡胶颗粒掺量为5％时提高了混凝土的抗渗性能;掺量大于5％时,总体上随橡胶掺量的增加混凝土的抗渗性能逐步降低,且橡胶颗粒粒径越大,抗渗性能降低的幅度越大;掺60目橡胶粉混凝土的抗渗性能在0％～30％的掺量范围内随掺量增加而提高,其中以20％掺量为最佳,渗透系数为基准混凝土的48％.     

混凝土原材料对其用水量影响分析

通过对缓凝高效减水剂及引气剂在不同掺量情况下的减水率试验、Ⅰ级粉煤灰需水量试验、水泥的标准稠度试验、粗骨料裹粉试验及外加剂与胶凝材料相容性试验,分析其对降低混凝土单位用水量的影响。将减水剂作为混凝土第1减水成分、引气剂为第2减水成分、Ⅰ级粉煤灰为次要减水成分,在满足外加剂与胶凝材料相容性的条件下,三者联掺能够最大限度地降低混凝土用水量,不仅能够大大改善混凝土的力学性能并提高其耐久性等指标,还能产生很大的经济效益。