钢-UHPC组合梁与钢-普通混凝土组合梁抗弯性能对比试验研究

采用超高性能混凝土（UHPC）板与钢梁结合的钢-UHPC组合梁,具有自重轻、抗裂性和耐久性好的优点,对于钢-混凝土组合梁的发展具有重要意义。为了解钢-UHPC组合梁与钢-普通混凝土组合梁抗弯性能的差别,本文以某钢-普通混凝土简支组合梁桥为工程背景,进行了钢-UHPC组合梁桥的试设计,在此基础上,制作钢-UHPC组合梁和钢-普通混凝土组合梁模型进行抗弯性能的对比试验研究。结果表明,两种组合梁的受力特点类似,破坏模式均表现为钢梁底板先屈服,然后桥面板顶部混凝土被压碎。在极限抗弯承载力相等的情况下,钢-UHPC组合梁的桥面板厚度可以减小28%,且延性更好。钢-UHPC组合梁桥面板的剪力滞效应、钢梁与桥面板间的水平相对滑移均小于钢-普通混凝土组合梁。此外,钢-UHPC组合梁弹性阶段抗弯刚度与钢-普通混凝土组合梁相差不大,但由于组合梁总高度减小,后期刚度小于钢-普通混凝土组合梁刚度。研究结果可为钢-UHPC组合梁的进一步研究与工程应用提供参考。     

盾构管片UHPC加固技术及力学性能分析

针对盾构隧道运行期管片破损问题,提出了利用具有优异的力学性能和耐久性能的超高性能混凝土（UHPC）材料加固管片的方法。建立了UHPC加固通缝拼装管片的三维非线性有限元模型,讨论了加固前后管片力学特性和变形行为,揭示了UHPC加固的承载机理和破坏模式。在此基础上,探讨了不同厚度、配筋率的UHPC加固层对加固效果的影响。研究表明,UHPC加固盾构隧道不仅能有效控制管片变形,提高结构承载力,并且在满足抗裂性能的条件下,顶底相对位移继续发展的容许值可以达到厘米级。该文研究将为隧道管片加固提供新思路。     

超高性能混凝土圆环约束收缩试验研究

以约束水平、环境条件（密闭或干燥）和钢纤维等为参数,开展了超高性能混凝土（UHPC）圆环约束收缩试验。研究了钢环应变随龄期的发展规律;分析了各参数对圆环约束下的残余应力与各关键龄期的力学性能的影响;采用了拉应力水平和应力松弛率来评价UHPC的开裂性能。为配合圆环收缩试验,开展了自由收缩与基本力学性能试验。试验表明,未掺钢纤维的UHPC早期开裂风险大,在14 d前均发生开裂,裂缝平均宽度大于0.25 mm,含钢纤维试件均未开裂。不同约束程度对拉应力水平与应力松弛率的影响均显著,降低约束程度能有效降低开裂风险。与自由收缩测试结果不同,圆环约束UHPC在密闭条件下后期的开裂风险会高于环向干燥条件。建议以密闭条件下14 d的抗裂性能作为控制指标评价圆环约束下UHPC的开裂性能。     

沸石粉取代部分硅灰的超高性能混凝土力学性能研究

相比于硅灰,沸石粉是一种可就地取材、价格低廉的矿物掺合料。采用沸石粉取代硅灰制备超高性能混凝土(UHPC),研究了沸石粉掺量、水胶比和钢纤维体积掺量对沸石粉UHPC力学性能的影响。结果表明:沸石粉取代部分硅灰降低了UHPC的3 d强度,而随着龄期的增加,15%(质量分数)取代率的沸石粉增加了其强度,30%(质量分数)沸石粉取代率影响不大;沸石粉有助于改善UHPC后期韧性;水胶比的增加降低了沸石粉UHPC强度,但水胶比为0.16和0.14的试件强度相差不大;适量钢纤维有助于提高沸石粉UHPC强度,其最佳体积掺量范围为2.5%~3.0%。     

机制砂超高性能混凝土(UHPC)性能影响因素试验研究

超高性能混凝土(UHPC)在拥有超高力学性能的同时普遍存在流动性较差的问题。为了寻求二者之间的平衡,首先通过单因素试验分析了石英砂掺量、粉煤灰掺量、减水剂掺量和钢纤维掺量对UHPC流动性及抗压强度的影响,其次利用正交试验得出了各因素对UHPC流动性及抗压强度影响的主次顺序,确定了最优配合比。结果表明:当石英砂掺量为32%(机制砂掺量为68%)、粉煤灰掺量为15%、减水剂掺量为0.39%、钢纤维掺量为2%时,配制出的UHPC工作性和力学性能良好,并成功应用于某高架桥维修加固工程中。     

纤维对UHPC力学性能的影响研究进展

超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,UHPC)是一种具有超高强度、高韧性和优异耐久性的水泥基材料.这些优异性能可使混凝土构件的尺寸和自重显著变小,抗震性和抗海水腐蚀性能明显提高.然而其胶凝材料用量大,高温蒸汽养护导致高耗能和低生产效率,掺入纤维后其成本也大大提高,这使得其在实际工程中的广泛应用受到限制.本文综述了UHPC的发展历程及纤维对UHPC力学性能的影响.最后,对UHPC的进一步研究提出了一些建议.希望为纤维对UHPC的增强增韧机理以及UHPC在实际工程中的应用提供指导和帮助.     

材料组成对UHPC性能的影响

超高性能混凝土作为一种性能优异的水泥基材料,已经得到广泛的关注.本文就UHPC常用原材料组成对其流动性及强度发展的影响进行了研究.结果表明水胶比对UHPC性能的影响最大,且随着水胶比增大,UHPC新拌物流动性增加,强度逐渐减小;在标养情况下,硅灰掺量对其强度影响最小;其他材料组成对UHPC的影响表现为石英粉掺量40％、砂灰比1.0及减水剂掺量2.5％时,试件强度最高.     

Rissbildung und Zugtragverhalten von mit Fasern verstärktem Stahlbeton am Beispiel ultrahochfesten Betons

Crack Formation and Tensile Behaviour of Concrete Members Reinforced with Rebars and Fibres exemplified by Ultra‐High‐Performance Concrete Part 1: Crack Mechanical Relationships When combining conventional non‐pre‐stressed or pre‐stressed reinforcement with fibres, differences in the load‐carrying and deformation behaviour arise in comparison to the well‐known reinforced and pre‐stressed concrete. This fact holds true comparably for all concrete classes. However, it is of special interest for ultra‐high‐performance concretes (UHPC), because fibres are added to these concretes generally to improve ductility. With regard to durability, the positive influence of the fibres on the crack formation process and the crack widths in the serviceability range is significant. Especially for enhanced requirements concerning the crack width (order of magnitude: 0.1 mm) with combined reinforcement of rebars and fibres an essential improve compared to reinforced concrete can be achieved. The analysis of the crack formation process presumes the understanding of the different behaviours of the two reinforcing elements ”rebars” and ”fibres”. In part 1 of this contribution, the therefore required mechanical relationships are presented and linked with each other considering equilibrium and compatibility. In part 2 the derived relationships are validated on the basis of experimental investigations on tensile members with combined reinforcement made of UHPC. The application is furthermore illustrated by means of two examples. Because of its universal formulation, the presented proposal is generally applicable to all types of concrete reinforced with rebars and fibres, i.e. it is not limited to ultra‐high‐performance concrete.