自修复再生混凝土应力—应变曲线试验研究

通过以再生骨料作为微生物载体制备自修复再生混凝土,采用控制变量法设计24个试件进行单轴受压加载试验,通过试验测得其单轴受压应力-应变曲线。试验结果表明,随着修复时间的不断增加,自修复再生混凝土的峰值应力、峰值应变和弹性模量均有一定程度的增加。采用单轴受压本构方程进行拟合,上半段曲线采用三次多项式拟合,下半段曲线采用有理分式拟合,拟合结果合理,匹配度高。     

再生卵石骨料混凝土力学性能试验研究

采用以卵石为粗骨料的原生混凝土作为再生混凝土来源,通过破碎、筛分获取再生卵石粗骨料,并用其全部或部分取代天然卵石来配制再生混凝土.以再生卵石粗骨料取代率为变化参数,设计99个试件,分别进行立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、抗折强度、弹性模量和泊松比等力学性能试验.观察了试件的破坏形态,获取其受力破坏全过程的应力应变曲线及峰值应力、峰值应变、弹性模量和泊松比等特征参数,并提出了再生卵石骨料混凝土各项强度指标之间的换算关系公式.结果表明：再生卵石骨料混凝土的各项强度指标与天然卵石骨料混凝土相比均有略微增大之势;不同取代率下,再生卵石骨料混凝土应力应变曲线下降段比天然卵石骨料混凝土陡峭;再生卵石骨料混凝土弹性模量均小于天然卵石骨料混凝土,泊松比与天然卵石骨料混凝土接近.     

高温后再生混凝土单轴受压应力-应变关系试验研究

利用废弃混凝土经机械破碎后制成的再生粗、细骨料,制作168个不同再生粗、细骨料取代率尺寸为100mm×100mm×300mm的再生混凝土试件,经历20～800℃作用后进行单轴受压应力-应变全曲线试验,分析了不同再生粗、细骨料取代情况和经历温度对再生混凝土峰值应力、峰值应变、弹性模量、泊松比和单轴受压应力-应变全曲线的影响。结果表明：相同温度作用后,随着不同再生骨料取代率的增加,峰值应变增大,弹性模量减小,单轴受压应力-应变曲线峰值应力减小,峰值应变增大,脆性增大;随着经历温度的升高,峰值应变与泊松比先降后增,并在温度400℃后增幅最大,而峰值应力与弹性模量均持续减小,应力-应变曲线渐趋扁平,与横轴包围面积显著减小;再生粗、细骨料单独掺入对混凝土受力性能的影响比较一致,同时掺入时性能退化较快。通过回归分析,建立各组再生混凝土试件单轴受压分段式应力-应变本构方程。     

废弃纤维再生混凝土力学性能及受压本构关系研究北大核心

对废弃纤维再生混凝土力学性能及其单轴受压本构关系进行了试验研究。通过8组废弃纤维再生混凝土配合比试验,研究了抗压强度、弹性模量、泊松比和峰值应变随纤维长度、骨料用量和纤维掺量改变时的变化规律;采用数据拟合的方法建立了废弃纤维再生混凝土抗压强度、弹性模量、泊松比和峰值应变随纤维长度、骨料用量和纤维掺量而改变的函数关系式,并与GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》给出的单轴受压应力-应变关系曲线进行了对比。     

不同再生细骨料取代率下的再生混凝土 单轴受压本构关系

为研究不同再生细骨料取代率的再生混凝土单轴受压本构关系,进行了再生细骨料取代率为0、30%、50%、100%的再生混凝土的单轴受压试验,并获得应力-应变试验全曲线,分析了再生细骨料取代率对抗压强度、弹性模量、峰值应变和极限应变的影响规律,并通过拟合得到再生混凝土弹性模量、峰值应变及应力-应变全曲线的计算表达式。研究表明,随着再生细骨料取代率增大,再生混凝土的抗压强度、弹性模量呈下降趋势,而峰值应变和极限应变增大;再生混凝土的应力-应变全曲线形状与普通混凝土相似,基于过镇海模型拟合得到的再生混凝土应力-应变全曲线与试验全曲线吻合较好。     

玄武岩纤维增强全再生粗骨料混凝土力学性能试验研究

研究了玄武岩纤维掺量对全再生粗骨料混凝土抗压和抗折强度、破坏形态、单轴受压应力-应变曲线的影响.结果表明:掺入玄武岩纤维后,试件的抗压强度提高,受压破坏时的整体性更好;随着玄武岩纤维掺量的增加,试件的抗折强度逐渐增大,所有抗折试件均为峰值后脆性破坏;随着玄武岩纤维掺量的增加,试件的峰值应力先增大后减小,峰值应变、静压弹...     

再生大骨料自密实混凝土力学性能研究

通过抗压强度、劈裂抗拉强度、峰值压应变、静态弹性模量和应力-应变关系试验,研究了自密实混凝土强度、再生大骨料强度、再生大骨料粒径对再生大骨料自密实混凝土(RCASCC)力学性能的影响。采用数据拟合的方法对国内外典型混凝土单轴受压应力-应变模型中的相关系数进行了修正,给出了适用于RCASCC的单轴受压本构模型,分别建立了RCASCC抗压强度、劈裂抗拉强度、峰值应变和弹性模量与自密实混凝土强度、再生大骨料强度、再生大骨料粒径的函数关系式,并对4种本构模型的拟合程度进行了比较分析。结果表明:所拟合的三次多项式型曲线和三角函数型曲线与实际应力-应变关系吻合程度相对较高。     

硅灰对轻骨料混凝土抗海水冻融性能的影响

对100mm×100mm×100mm硅灰轻骨料混凝土立方体试块分别进行了25,50,75次海水中的冻融循环试验,通过对试件的质量损失计算、表面剥落观察和超声波探测,分析了硅灰提高轻骨料混凝土抗冻性能的效果.对比研究了试验过程中试件两端减摩与否对轻骨料混凝土力学性能的影响.分别对冻融0次(常态)和不同冻融循环次数后的硅灰轻骨料混凝土试块进行了单轴抗压强度和变形性能试验,得出了极限抗压强度、峰值应力点的应变值、弹性模量等随冻融循环次数变化的规律,并分析了应力-应变全曲线随冻融循环次数变化的规律,结果表明,掺加硅灰能显著提高轻骨料混凝土的抗冻性.     

掺纳米二氧化硅的RPC单轴受压力学性能

为研究不同骨料、纳米二氧化硅和钢纤维掺量对活性粉末混凝土峰值应力、峰值应变、弹性模量、横向变形系数等基本力学件能参数及应力应变关系的影响规律,在MTS试验机上对活性粉末混凝土棱柱体试件进行了单轴受压试验.试验结果表明:纳米二氧化硅的掺入可有效地提高活性粉末混凝土的抗压强度和峰值应变,在0.16水胶比下其轴心抗压强度可达172 MPa;标准砂对活性粉末混凝土抗压强度及变形能力的贡献比普通河砂大;在较小水胶比条件下,钢纤维掺量的增加反而会降低活性粉末混凝土的抗压强度,但对峰值应变的提高有一定贡献.     

不同骨料来源再生混凝土常规三轴受压性能研究

为了研究三轴应力状态下不同骨料来源再生混凝土的力学性能,以再生粗骨料来源、侧向围压值为变化参数,设计12个圆柱体试件进行常规三轴试验研究。通过试验观察了试件的破坏形态,获取了试件应力-应变全过程曲线及峰值应力、峰值应变、弹性模量等特征参数,并深入分析了三轴受压下再生混凝土耗能能力、做功、延性性能。研究结果表明:单轴受压时,再生混凝土为纵向劈裂破坏,三轴受压下,为斜向剪切破坏;增大侧向围压值,可有效提高再生混凝土的初始刚度、峰值应力和峰值应变;再生粗骨料的来源对再生混凝土的耗能能力、延性性能有一定的影响,耗能能力、延性性能随着围压值的增大而提高。研究结果为再生混凝土的进一步科学研究和推广应用提供参考。     

机制砂混凝土抗弯曲疲劳性能研究

开展了机制砂混凝土(MSC)与河砂混凝土(RSC)在5种应力水平下的等幅弯曲疲劳试验,进行了混凝土弯曲疲劳寿命的Weibull分布检验,拟合了用于确定等幅荷载下弯曲疲劳寿命的SN-Pf方程,并对混凝土界面过渡区进行了显微分析.结果表明:MSC和RSC的弯曲疲劳寿命分布均符合两参数Weibull分布,MSC弯曲疲劳寿命离散性整体小于RSC;在相同应力水平下,MSC的抗弯曲疲劳性能优于RSC,且其弯曲疲劳寿命的应力水平变化敏感性小于RSC;弯曲疲劳寿命为2×106次时,MSC的弯曲疲劳强度折减系数为55%,RSC的弯曲疲劳强度折减系数为53%;MSC界面过渡区显微硬度大于RSC,且界面过渡区密实性更好.     

机制砂岩性对高强混凝土性能的影响

研究了机制砂岩性对高强混凝土性能的影响。结果表明,机制砂岩性对高强混凝土工作性影响甚微,相比而言,石灰岩性机制砂对应的混凝坍落度和扩展度均最高,综合工作性能最佳,这与其MB值和石粉含量较低相关。机制砂岩性对高强混凝土抗压强度没有显著影响,混凝土劈裂抗拉强度依照石灰岩、白云岩及铁尾矿的顺序呈小幅增长趋势,铁尾矿岩性机制砂的棱角性最大,因而宏观上表现为劈裂抗拉强度最高。由于机制砂的岩性未改变集浆比等关键参数,因此未对混凝土的静压弹性模量产生明显影响。     

再生混凝土受压应力-应变本构关系研究

通过改变石粉(SP)含量(0、5%、10%、15%)和再生粗骨料(RCA)取代率(0、33%、66%、100%)进行了48个棱柱体受压应力-应变全曲线试验,研究了石粉、再生粗骨料对机制砂再生混凝土轴心抗压强度、峰值应变和弹性模量的影响。基于损伤力学原理,参考已有的普通混凝土应力-应变本构关系,建立了机制砂再生混凝土单轴受压应力-应变本构方程。结果表明:理论曲线与试验数据吻合度较好。     

纤维高强混凝土弹性模量的试验研究

通过 12 6个 15 0mm× 15 0mm× 30 0mm、6 3个 15 0mm× 15 0mm× 15 0mm高强混凝土和纤维高强混凝土试件的抗压试验 ,研究了纤维类型和体积率对高强混凝土弹性模量的影响以及弹性模量与立方体抗压强度的关系 ,在讨论高强混凝土弹性模量计算公式的基础上 ,提出了纤维高强混凝土静压弹性模量的计算公式 ,该公式计算值与试验结果符合较好     

不同石粉含量的机制砂混凝土高温后力学性能

以受火温度、石粉含量为变化参数,设计并制作了210个100 mm×100 mm×100 mm的机制砂混凝土立方体试件,对其进行高温后的物理力学性能试验,获取了试件的质量损失率以及抗压强度和劈裂抗拉强度,建立了机制砂混凝土高温后抗压强度和劈裂强度的劣化模型,同时结合X射线衍射和扫描电子显微镜等技术,揭示了高温后机制砂混凝土力学性能劣化的微观机理。基于最高受火温度和质量损失率,分别提出了高温后机制砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度评估计算式。结果表明:随着温度的升高,机制砂混凝土试件的表面颜色从灰色变成红褐色,最后呈白色,高温作用使试件表面出现了温度裂缝及剥落现象; 试件的质量损失率随着石粉含量的增加而增大; 混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度随着温度的升高显著减小; 随着石粉含量的增加,混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度先增大后减小,当石粉含量(质量分数)为10%时,混凝土强度达到最大值; 基于试验结果建立的高温后机制砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的劣化模型拟合度较好; 混凝土中掺入适量的石粉能促进体系中钙钒石和氢氧化钙等水化产物数量,当经受700 ℃高温后,水泥水化物脱水分解使混凝土内部裂缝和孔隙增多。     

玄武岩机制砂混凝土抗硫酸盐侵蚀性能

为了研究玄武岩机制砂混凝土抗硫酸盐侵蚀性能,采用了河砂（HS）、河砂+机制砂（HS+JZ）、机制砂（JZ）三个配比,设定了7.5%（质量分数）MgSO₄和15%（质量分数）MgSO₄两种溶液环境下进行干湿循环试验,通过测试质量损失率、超声波声速、相对动弹性模量和抗压强度比,结合内部裂缝与内部微观结构进行了分析。结果表明:18次干湿循环后在7.5%MgSO₄和15%MgSO₄两种溶液中3种混凝土的质量损失率分别增长到6.6%,5.5%,4.5%和8.9%,7.6%,6.5%;超声波声速值分别下降到3.600,3.684,3.800 km·s^-1和3.238,3.368,3.444 km·s^-1;相对动弹性模量分别降到64%,68%,76%和55%,57%,67%;抗压强度比分别降到0.84,0.83,0.88和0.72,0.75,0.78;河砂混凝土最终的侵蚀产物主要以白色纤维状结晶体钙矾石为主,玄武岩机制砂混凝土的侵蚀产物主要以白色石膏为主;玄武岩机制砂含少量石粉和自身的耐侵蚀性可有效提高混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力。     

三轴应力下塑性混凝土应力应变关系试验研究

通过4组塑性混凝土的单轴和常规三轴压缩应力应变全曲线试验,研究了三轴应力下塑性混凝土应力应变关系.结果表明：在围压作用下,塑性混凝土轴向应力应变曲线与单轴压缩下的曲线差别明显,主要表现为直线上升段很短,曲线上升段较长,无明显峰值点,下降段较平缓.利用割线模量表征塑性混凝土三轴应力下应力应变曲线上升段的主要变形特征,分析了影响割线模量的主要因素,建立了割线模量与围压、单轴抗压强度和弹性模量之间的关系式.研究了塑性混凝土三轴应力下峰值应变随围压、单轴应力下抗压强度及峰值应变的变化规律,并建立了相应的关系式.全面分析了塑性混凝土单轴及三轴作用下应力应变曲线特征,通过归一化处理后,拟合出常规三轴应力下塑性混凝土轴向应力应变关系式.     

方钢管石灰石机制砂再生粗骨料混凝土黏结滑移本构模型

通过16根方钢管石灰石机制砂再生粗骨料混凝土试件推出试验,研究了机制砂再生粗骨料混凝土强度等级、石粉含量以及钢管宽厚比对方钢管石灰石机制砂再生粗骨料混凝土黏结性能的影响,结合试件自由端滑移曲线分析了黏结滑移发展过程与内在机理。对比了方钢管卵石机制砂再生粗骨料混凝土平均黏结强度,采用方钢管卵石机制砂再生粗骨料混凝土黏结滑移本构模型拟合得到了石灰石机制砂试件黏结滑移曲线,并与试验结果进行了对比验证。由于试件的黏结滑移性能受测点位置影响,通过引入位置函数,提出了能反映局部黏结滑移规律的黏结滑移本构模型。结果表明:方钢管石灰石机制砂再生粗骨料混凝土黏结滑移经历了胶结、滑移、摩阻力、后滑移4个阶段,且具有更高黏结强度; 对比本构模型得到的计算值与试验值并分析其误差发现,采用方钢管卵石机制砂再生粗骨料混凝土黏结滑移本构模型拟合的黏结强度及滑移值与试验值相对误差均小于5%,且标准差小于0.05,证明该本构模型具有较好适用性。     

高强高性能混凝土在多轴压下强度与变形性能的试验研究

 利用大型静动真三轴试验机,进行高强高性能混凝土和普通混凝土在不同应力比下的单轴、双轴、三轴压强度与变形试验研究。多轴压试块尺寸为100 mm×100 mm×100 mm,减摩措施为3层黄油中间加3层塑料薄膜的减摩垫层,加载方式为单调比例加载。阐述试件的破坏形态和机制;测得多轴强度、峰值应变和应力–应变曲线,分析应力比对其影响规律;剖析2种混凝土多轴力学性能的差异。试验结果表明：多轴压下2种混凝土极限强度s 3f和峰值应变e 3p在所有应力比下都分别大于其单轴压强度¦c和峰值应变e cp,尤其是在三轴压下更为明显;而且s 3f和e 3p相对于¦c和e cp的提高倍数取决于混凝土的脆硬性、应力状态和应力比。建立在双轴压和多轴应力状态下的高强高性能混凝土和普通混凝土Kupfer-Gerstle和Ottosen破坏准则公式,为2种混凝土结构(如桥梁与隧道工程、地下工程、建筑工程等)在多轴压下的强度分析提供试验和理论依据。