掺锂渣再生混凝土大偏压柱裂缝宽度试验研究

为了研究锂渣再生混凝土偏压长柱的适用性,设计9个偏压长柱进行试验。分析锂渣掺量和再生骨料取代率对试件的挠度、裂缝分布以及裂缝宽度的影响。试验结果表明:锂渣能有效减小跨中挠度并抑制裂缝的开展。适量的再生骨料取代率能够增进混凝土试件内部的机械咬合力,减小受压变形。根据试验数据,回归出锂渣再生混凝土偏压长柱裂缝宽度的计算式,并与实测值吻合良好。     

螺旋箍筋约束含砖骨料再生混凝土本构关系模型

通过28个螺旋箍筋约束含砖骨料再生混凝土圆柱轴压试验,研究了约束再生混凝土的本构关系模型。结果表明,螺旋箍筋约束含砖骨料再生混凝土相比于素再生混凝土可以有效提高试件的强度和延性;混凝土强度和螺旋箍筋间距影响约束含砖骨料再生混凝土的承载力和延性。随着混凝土强度的提高,试件承载力增大,但延性变差,螺旋箍筋间距越小,试件承载力越高,延性越好;对试验数据进行回归分析,分别得到了螺旋箍筋约束含砖骨料再生混凝土的峰值应力、峰值应变和极限应变的计算式,并提出了螺旋箍筋约束含砖骨料再生混凝土的本构关系模型,与试验曲线进行对比,结果表明吻合较好。     

二维混凝土不规则骨料提取与重构技术

通过真实混凝土断层拍照成像及自行开发的图像处理技术,精确区分粗骨料与砂浆,进一步统计获取真实不规则骨料的数量与尺寸信息。开发了一种二维不规则颗粒重构技术,以颗粒尺寸为控制指标,通过一组特征值向量控制生成特定形状的不规则颗粒;进一步开发了相应的颗粒随机有序堆积算法,结合获取的实际颗粒数量与尺寸信息,重构一幅不规则颗粒图像。最后,通过数值模拟方法,研究粗骨料颗粒形状对氯离子传输过程的影响。结果表明,利用"中心生长法"重构的不规则颗粒体系能很好的模拟真实体系,稳态氯离子扩散系数偏差仅有1.35%。     

轻骨料混凝土弹性模量预测的数值方法

提出了轻骨料混凝土弹性模量预测的快速傅里叶变换法。将轻骨料模拟成多边形,引入周期性边界条件,将轻骨料分布到正方形区域中而重构轻骨料混凝土细观结构。通过划分网格,等距离选取像素点,利用快速傅里叶变换法获得轻骨料混凝土弹性模量的数值解。通过与文献中的试验结果对比,证实该数值方法具有较高的精度。基于模拟结果,分析了最大轻骨料粒径、界面层厚度和界面弹性模量对轻骨料混凝土弹性模量的影响。数值结果表明,这三个因素的影响处于同一个数量级,在6%～10%之间。     

轻骨料混凝土弹性模量预测的数值方法

提出了轻骨料混凝土弹性模量预测的快速傅里叶变换法。将轻骨料模拟成多边形,引入周期性边界条件,将轻骨料分布到正方形区域中而重构轻骨料混凝土细观结构。通过划分网格,等距离选取像素点,利用快速傅里叶变换法获得轻骨料混凝土弹性模量的数值解。通过与文献中的试验结果对比,证实该数值方法具有较高的精度。基于模拟结果,分析了最大轻骨料粒径、界面层厚度和界面弹性模量对轻骨料混凝土弹性模量的影响。数值结果表明,这三个因素的影响处于同一个数量级,在6%~10%之间。     

房建工程中混凝土结构碳化的定量分析

利用多场耦合数值模型,对房建工程中的粗骨料取代率、环境温度、相对湿度和二氧化碳浓度等因素进行定量分析。结果表明,当房屋建筑是处于一种高温环境并且密封状态下的情况下,就会极大程度的引起建筑工程材料中碳化问题,而碳化发生几率中处于高温环境但是通风状况良好的房屋建筑次之,低温室外环境碳化程度最轻微。影响混凝土结构服役寿命的重要因素包括环境温度、粗骨料取代率、环境相对湿度。当相对湿度和粗骨料取代率一定时,粗骨料混凝土结构的使用寿命会伴随着房屋的内部温度的升高而出现降低的趋势;相比于二维碳化的情况而言,出现一维碳化现象的粗骨料混凝土结构的房屋建筑的使用寿命大约是二维碳化情况下的两倍。碳化速率系数的限值会伴随着房屋建筑设计使用年限的不断增加而呈现负相关趋势;即所有影响因素都基本保持一致的情况下,房屋建筑工程中混凝土的保护层的厚度越大的时候,就会加速碳化速率的系数限值;环境系数越大的时候,碳化速率系数限值就呈现负相关递减趋势,并且变化幅度较为显著。     

再生细骨料水泥砂浆力学性能试验研究

研究了不同再生细骨料掺量(0、30%、60%、100%)、不同细骨料预湿时间(0、0.5、1、24 h)下,水泥砂浆经时流动度及抗折、抗压强度的变化规律。试验结果表明:新拌砂浆的工作性随着再生细骨料掺量以及细骨料预湿时间的增大而降低;再生细骨料降低了砂浆的抗压强度。但随着养护龄期的增加,掺加再生细骨料的砂浆后期强度增长稍快。56 d龄期时,砂浆的抗压强度超过75 MPa。再生细骨料砂浆56 d抗折强度在12.84～13.81 MPa之间,与纯水泥砂浆相差不大。通过回归分析,提出再生骨料砂浆抗压强度和抗折强度之间的关系。     

预制预应力轻骨料混凝土空心板承载性能参数分析

为研究预制预应力轻骨料混凝土空心板受力性能,对4组8块不同粗骨料品种、不同跨度的预应力混凝土空心板建立数值分析模型,将相关试验数据和数值分析结果进行对比,基于两者较高的吻合度,对预应力轻骨料混凝土空心板进行受弯承载力非线性研究,探讨预应力筋配筋率和空心率等参数对其承载能力的影响规律。研究结果表明:预应力筋配筋率的提高即能够明显提高预应力轻骨料混凝土空心板承载能力,又能约束其变形;空心率对空心板受弯承载力的影响相对较小。通过对预制预应力轻骨料混凝土空心板承载性能分析,为其在实际工程中的应用奠定了理论基础。