基于CT的再生骨料生态多孔混凝土细观结构分析

为了研究以再生骨料为粗骨料的大孔径多孔混凝土的细观结构,将混凝土看作由骨料、砂浆基质、界面过渡区及孔隙等组成的多相复合材料.利用医用CT对试件进行扫描,获得CT图像和CT值等数据.分别考虑了不同预设孔隙率和不同再生骨料替换率的影响,采用Matlab图像处理技术对多孔混凝土各相组分进行直观表征,同时分别采用CT法和孔隙率...     

沙牌水电站拱坝碾压混凝土基质-骨料界面特性及微观机理研究

在对沙牌碾压混凝土拱坝所使用的低脆性水泥与花岗岩骨料性能试验研究的基础上,借助微观测试手段,对不同水泥品种与骨料岩性的碾压混凝土的基质-骨料界面特性与基质水化产物形貌进行了系统的测试与分析,进而探讨了其界面效应与微观机理,并从碾压混凝土宏观性能对微观机理给予了验证。     

碾压混凝土基质—骨料界面特性及微观机理研究

本研究在对沙牌碾压混凝土拱坝所使用的低脆性水泥与花岗石骨料性能试验研究的基础上，借助微观测试手段，对不同水泥品种与骨料岩性碾压混凝土的基质－骨料界面特性与基质水化产物形貌进行了系统的测试与分析，进而探讨了其界面效应与微观机理，并从碾压混凝土宏观性能对该微观机理给予了验证。     

灰岩人工砂石粉对混凝土微观结构及力学性能影响

采用X射线衍射、扫描电镜和混凝土实验方法,研究了灰岩人工砂中石粉含量对混凝土水化产物种类、含量及混凝土力学性能的影响。结果表明:灰岩人工砂中的碳酸钙与水泥水化产物发生水化反应,形成水化碳铝酸钙,其含量随石粉含量及龄期的增长而增加;水化碳铝酸钙在集料-浆体界面的形成影响了界面上定向氢氧化钙晶体的形成与生长,从微观上改善了混凝土的结构,强化了薄弱的界面区,宏观上提高了混凝土的力学性能。     

碱骨料反应过程中混凝土微裂纹结构演化规律研究

本文研究了混凝土碱骨料反应(alkali-aggregation reaction,AAR)过程中混凝土性能及其内部微裂纹结构的演化规律。对60℃加速养护不同龄期的AAR劣化混凝土试件进行了宏观性能测试和微裂纹定量分析研究。采用荧光环氧浸渍法制备AAR劣化混凝土的微观分析切片,基于数字图像处理技术定量分析微裂纹的结构特征。研究结果表明,发生碱骨料反应的混凝土试件的弹性波波速、劈裂抗拉强度、相对动弹模量均随着混凝土膨胀率的增加而减小;AAR劣化混凝土试件内部微裂纹的长度密度随着膨胀率的增加而增大,且微裂纹主要分布在界面过渡区,混凝土宏观性能的衰减与其内部微裂纹结构的变化密切相关。     

珠江三角洲供水工程混凝土防渗墙性能研究

塑性混凝土是当前防渗墙使用最多的材料之一,具有极低的弹性模量、抗拉强度高、防水抗渗性能好等特点,能适应较大变形。以塑性混凝土为研究对象,通过室内试验,探究粗骨料含量对塑性混凝土抗压强度、透水性能以及破坏方式的影响,得出最优配合比。结果表明,当粗骨料含量为770.8～1 028.7 kg/m³时,混凝土强度出现明显增长趋势;当粗骨料含量为1 120.6～1 230.8 kg/m³时,混凝土强度出现劣化;随着粗骨料含量增多,混凝土渗透性也逐渐增大。此外,电镜扫描结果表明,骨料和浆体界面结合比浆体和浆体界面结合处存在更多的微细裂缝,界面连接主要以片状水化产物垂直连接,界面结合处水化产物较为疏松,界面连接密实程度比浆体和浆体界面连接要弱。     

不同加载速率下界面过渡区对混凝土破坏模式的影响

混凝土细观结构形式及其力学性能决定混凝土宏观力学性能及损伤破坏模式。从细观角度出发,将混凝土看作由骨料、砂浆基质和界面过渡区组成的三相复合材料,建立了混凝土二维随机骨料有限元模型。采用耦合材料应变率效应的塑性损伤本构模型来描述砂浆基质及界面过渡区的力学性能;认为骨料不产生损伤破坏,为弹性体。对不同加载速率下双边缺口混凝土试件的拉伸破坏模式及混凝土梁动态弯拉破坏过程进行了数值研究,探讨了界面过渡区对混凝土破坏模式及宏观力学性能的影响。数值结果表明当加载速率较小时,界面过渡区的力学性能对混凝土拉伸、弯拉破坏模式和宏观力学性能有显著的影响;而当加载速率很大时,如冲击载荷作用(名义应变率50 s-1)下混凝土动态拉伸破坏模式及混凝土梁弯拉破坏模式基本不受界面过渡区力学性能的影响。因此,在对高速冲击、碰撞或爆炸下关于混凝土拉伸破坏的数值研究中可忽略界面过渡区的影响。     

自密实包浆再生混凝土早期塑性开裂试验研究

为了研究包浆再生粗骨料对自密实再生混凝土早期塑性开裂性能的影响,通过正交试验得出混凝土相对最优的配比方案。在此基础上,控制其他因素不变,以包浆水泥强度等级为单一变量,采用平板约束法,进行混凝土早期塑性开裂试验。结果表明:再生粗骨料经过包浆后,混凝土抗压与抗折强度均得到一定的提高;再生混凝土单位面积总开裂面积约为普通混凝土的1.5倍,经过水泥包浆后,开裂面积有了不同程度的减少,与未包浆的相比,32.5R、42.5R、52.5R水泥包浆的混凝土开裂面积分别减少了11.1%、25.1%、13.1%,其中42.5R水泥的包浆效果最好。结合微观电镜试验发现,骨料包浆可加强混凝土的界面过渡区,提高其抗开裂能力。     

考虑材料层次尺寸效应影响的混凝土力学性能理论预测方法

大坝混凝土粗骨料粒径范围为5~150 mm,混凝土材料的宏观力学性能易随骨料级配等发生变化。本文从细观角度出发,提出了一种能够考虑材料层次尺寸效应影响的预测混凝土宏观力学性能的理论分析方法。结合混凝土材料内部细观结构形式,将其看作由粗骨料颗粒、砂浆基质以及界面过渡区组成的三相复合材料。假定骨料颗粒在混凝土受力过程中不发生破坏,采用双线性本构模型描述砂浆基质和界面过渡区的材料力学行为,基于断裂力学基本理论框架,推导得到了混凝土细观裂缝长度、宏观断裂能、单轴拉伸强度、特征长度以及脆性指数等力学参数的理论公式。基于本文提出的理论预测方法,分析了界面过渡区力学性能以及粗骨料级配、含量对混凝土宏观力学性能的影响。     

基于细观结构性能和尺度的混凝土材料层次尺寸效应解析理论

本文以细观为基本研究尺度,认为混凝土材料层次尺寸效应主要根源于粗骨料、砂浆以及界面等细观结构性能和尺度的不确定性。首先,基于建立的能够考虑细观结构影响的混凝土I-型裂缝断裂破坏分析模型,采用理论解析法对不同级配混凝土宏观力学性能预测方法进行了修正;进而,提出了一套混凝土材料层次尺寸效应解析理论,并分析了混凝土宏观力学性能随细观结构性能和尺度的变化行为。分析结果表明:单轴拉伸加载条件下,强骨料夹杂混凝土中界面力学性能、骨料含量和最大骨料粒径均显著影响细观断裂裂缝中界面裂缝的占比,从而影响到混凝土宏观力学性能随细观结构性能和尺度的变化行为。     

再生混凝土弹性模量变化规律试验研究

结合不同工程领域对混凝土结构弹性模量高低的要求有所不同的实际情况,针对C20、C30、C40等中低强度等级再生混凝土,进行了不同再生粗骨料取代率情况下的弹性模量变化规律试验研究.试验结果分析表明:再生混凝土中骨料、水泥浆基体、过渡区等因素对混凝土结构的影响与普通基准混凝土存在差异,导致在同强度等级的再生混凝土中,其弹性模量随着再生粗骨料取代率的增加而呈明显下降的趋势.试验所建立的再生混凝土的弹性模量ER与基准混凝土弹性模量E0、再生粗骨料取代率R之间的相关关系式ER=E0(1+0.127 8R-1.802 3R2+2.458 5R3-1.05R4),可以在实际工程中结合对再生混凝土弹性模量的不同要求,为再生粗骨料的合理取代率做出估计.     

混合再生骨料混凝土配制技术试验研究

以废弃砖骨料和废弃混凝土骨料混合使用替代天然骨料制备混凝土,即为混合再生骨料混凝土.试验研究再生砖骨料和再生混凝土骨料不同替代率条件下水灰比、砂率、用水量等因素对混合再生骨料混凝土立方体抗压强度的影响,总结得出混合再生骨料混凝土的最佳配合比和最佳成分比.     

硫酸盐侵蚀作用下再生混凝土耐久性研究

为了研究不同再生粗骨料(RCA)取代率在干湿循环条件下对再生混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,设计了再生粗骨料取代率为0、20%、50%与100%的4组配合比,分别检测混凝土质量损失率、相对动弹模量和剩余抗压强度。同时采用电子显微镜扫描(SEM)和EDS技术,对硫酸盐侵蚀后再生混凝土微观结构变化及生成产物进行了分析。结果表明:在硫酸盐侵蚀过程中,再生骨料掺量是影响再生混凝土质量损失率、相对动弹模量和剩余抗压强度的重要因素。随着再生粗骨料的增加,再生混凝土经过硫酸盐侵蚀以后质量损失率增大,剩余相对动弹模量减小,抗压强度降低。再生粗骨料的掺入会削弱混凝土抗硫酸盐侵蚀性能,掺量越大削弱效果越明显。     

再生砖骨料混凝土梁斜截面抗剪性能试验研究

为分析剪跨比、配筋率等条件相同的情况下,不同再生砖骨料取代率下再生砖骨料混凝土梁的极限承载力、裂缝开展情况、破坏形态、破坏规律的差别,制作了5根不同再生砖骨料取代率（0,30%,50%,70%和100%）的再生砖骨料混凝土梁,进行静力加载试验.试验结果表明,再生砖骨料混凝土梁和普通混凝土梁的裂缝开展过程和破坏形态大致相同,均属于典型的剪压破坏;但再生砖骨料混凝土梁的开裂荷载、斜裂缝出现时的荷载和极限荷载均低于普通混凝土梁.当再生砖骨料取代率超过50%时,再生砖骨料混凝土梁在试验中表现出了良好的受力性能,可以应用于工程实践.     

基于ANSYS的再生砖粗骨料混凝土梁受弯性能有限元分析

为深入了解再生砖粗骨料混凝土梁的受弯性能,通过ANSYS有限元分析软件,对不同再生砖粗骨料替代率和不同纵向受拉钢筋配筋率的混凝土梁受弯性能进行了模拟分析。结果表明:混凝土梁的有限元计算结果与试验结果吻合较好,有限元数值分析可以有效的模拟再生砖粗骨料混凝土梁的受弯性能;再生砖粗骨料替代率和纵向受拉钢筋配筋率对混凝土梁的极限弯矩与跨中极限挠度影响显著,再生砖粗骨料影响系数k在配筋率为1.01¹.48%范围内时稳定较好。     

再生砖骨料混凝土梁斜截面抗剪承载力分析

实验研究了再生砖骨料混凝土梁斜截面的抗剪极限承载力、破坏形态和裂缝开展等情况,并与普通混凝土梁进行对比.分析再生砖骨料混凝土梁的抗剪机理,提出了适用于再生砖骨料混凝上梁的抗剪承载力公式.实验与分析结果表明:再生砖骨料混凝土梁和普通混凝土梁的破坏形态和裂缝开展情况相似,但再生砖骨料混凝土梁的抗剪极限承载力低于普通混凝土梁.采用提出的抗剪承载力公式计算再生砖骨料混凝土梁的抗剪极限承载力是可行的,有一定的安全储备.     

粉煤灰再生粗骨料多孔混凝土强度影响因素研究

再生混凝土是当前固体废弃物再利用的一种前沿技术,能够有效提升固废资源的利用率,缓解建筑垃圾带来的环境压力。本文为研究再生粗骨料多孔混凝土强度影响因素,在水泥中添加部分粉煤灰材料,通过室内单轴抗压强度试验探讨了不同再生粗骨料含量、不同水胶比以及不同骨胶比下再生混凝土强度的变化规律。结果表明,随着粗骨料的增加,混凝土抗压强度出现了明显增长,但当达到一定含量时混凝土性能会出现明显降低。此外,骨胶比和水胶比的增加,会使再生粗骨料多孔混凝土抗压强度出现降低的趋势。研究成果可为相关混凝土工程提供参考。     

再生砖骨料植生混凝土植生试验研究

为了研究再生砖骨料植生混凝土的植物生长特性,在前期透水性和强度性能研究基础上,进行植生试验。植生试验采用上置式与中置式结合的方式,分别采用清水浸泡、FeSO4溶液处理进行降碱,在不同孔隙率的混凝土上种植狗牙根,观察比较植生效果,确定进一步优化的适于再生砖骨料植生混凝土植草绿化的条件,以便应用于不同工程环境。试验发现,不同植生条件得到不同的植生效果,其工程可行性还有待于实际工程检验。