高强轻骨料陶粒混凝土配合比及强度影响因素试验研究

本文使用国产陶粒为轻骨料,通过掺入活性矿物掺合料(粉煤灰)与高效减水剂复掺技术,采用“绝对体积法”设计了三种陶粒混凝土的配合比,完成了27组243个100 mm×100 mm×100 mm立方体轻骨料陶粒混凝土试块立方体抗压强度试验,并对所用骨料物理力学性能进行了研究.同时,通过系统试验,研究了骨料强度、水胶比、粉煤灰掺入量等因素对陶粒混凝土强度的影响.最终得到了陶粒混凝土的最佳配合比方案,为轻骨料混凝土的应用提供理论依据.     

改性钢渣水泥基材料早强性能研究与应用

“实现碳达峰、碳中和”作为国家的重大战略决策,各行业都要为节能减排事业做出贡献,钢渣作为一种可再利用材料备受青睐。本文设计试验采用控制变量法和正交试验法,以改性钢渣粉末（以下称MSP）和普通硅酸盐水泥为主要原料,添加粉煤灰、硅灰、膨胀剂和减水剂等材料制备试样,并测量其1d力学性能。通过对试验结果进行对比分析,了解MSP掺入对水泥基材料早期和晚期强度发展的影响规律。试验结果表明,掺加MSP可以加快水泥基材料凝结速度,显著提高水泥基材料的早期强度。通过正交试验结果筛选出的最优早强水泥基材料,MSP最佳掺量为11%,粉煤灰最佳掺量为4%,减水剂最佳掺量为0.3%,最佳水灰比为0.20,1d抗折强度和抗压强度最大可以达到6.47 MPa和36.64 MPa。用于某钢结构支护体系中,可以满足早强性能要求和实际工程需要。     

箍筋约束高强轻骨料混凝土柱轴压性能试验研究

完成了12根不同配箍形式和体积配箍率的箍筋约束高强轻骨料混凝土柱轴压性能试验,系统地研究了构件的破坏过程与破坏形态、应力-应变曲线及箍筋应变等;重点分析了不同配箍率和配箍形式对构件承载力和延性的影响;建立了适用于该类轴压柱峰值应力（f'_cc）和相应峰值应变（ε_cc）的计算模型,并引入Richart、Mander、Razvi和Saatcioglu、Khaloo和El-Dash等经典模型对比分析建议模型的准确性。研究表明:峰值荷载过后,约束柱保护层整体被切掉后剥落,内部骨料和骨料与砂浆界面均出现少许裂缝,与普通混凝土构件存在显著差异,但应力-应变曲线发展规律与普通混凝土类似;最终破坏以箍筋屈服、相邻箍筋间核心区混凝土压碎破坏为标志,表面形成“H”形或45°斜向破坏面;同时,增大体积配箍率和改善箍筋形式分别能够提高核心区混凝土的侧向约束力和增大约束面积,“井”字形复合配箍可满足承载力和延性需求;结合配箍特征值（λ_t）和配箍形式影响参数（k）建立模型的计算结果与试验值吻合良好,能够准确、合理地预测该类构件的峰值应力和相应峰值应变。     

钢制灌浆套筒连接性能试验研究

为了降低套筒成本,方便现场施工,在前期试验的基础上,设计制作了一组小型化钢制套筒,完成了31个小型化套筒灌浆连接件的拉拔试验,并基于Mises屈服准则对筒壁应力的实测值与计算值进行了对比.结果表明:当钢筋锚固长度为1.0la(la为套筒灌浆钢筋计算锚固长度)时,除一个试件滑丝外,18个试件均为接头外钢筋拉断破坏,且抗拉强度均大于连接钢筋抗拉强度标准值;当钢筋锚固长度为0.6la时,除一个试件钢筋拉断外,11个试件均为钢筋拔出破坏,且残余承载力约为试件极限承载力的1/2;筒壁应力的实测值与计算值吻合较好,建立的筒壁应力计算式可以为灌浆套筒设计提供参考.     

钢筋套筒灌浆连接性能试验研究及筒壁应力分析

完成了12个钢制套筒灌浆连接件的拉拔试验,系统研究了其破坏过程与破坏形态、荷载-位移曲线、套筒应变等,重点分析了锚固长度、钢筋直径对筒壁应力的影响。运用厚壁圆筒理论,明确套筒灌浆连接件中钢筋与灌浆料以及套筒之间的传力过程,并基于轴向拉力建立了筒壁纵、横向应力的计算模型。研究表明:套筒灌浆连接件破坏过程分为弹性、屈服、强化、颈缩四个阶段,屈服强度和极限强度与钢筋材性相近。随钢筋锚固长度增加,筒壁应力略有减小,且随着钢筋直径增加,筒壁的应力明显增大。同时,建议筒壁应力计算值与试验值吻合较好,可为钢筋套筒灌浆连接设计与研究提供借鉴。     

钢筋套筒灌浆连接件受力性能试验研究

钢筋连接技术是影响预制装配式结构发展的重要因素之一。通过对26个套筒灌浆连接件的拉拔试验,研究其破坏过程和破坏形态,分析套筒材料、钢筋直径和锚固长度对筒壁应变的影响。研究表明:套筒灌浆连接件屈服台阶比钢筋的长,屈服强度和极限强度与钢筋没有明显差别,当钢筋应力相同时,钢制套筒筒壁应变值要比铸铁套筒的小。钢筋锚固长度增加,筒壁应变减小;钢筋直径增大,筒壁应变增大。     

预留孔钢筋浆锚搭接试验研究及可靠度分析

钢筋搭接的可靠性是影响预制装配式混凝土结构整体性的关键.为确定预留孔钢筋浆锚搭接的搭接长度,完成了36个试件的拉拔试验,建立了极限搭接长度的计算式,并基于中心点法进行了可靠度分析.结果表明,除3个试件发生锚固破坏外,其余33个试件均发生钢筋拉断破坏,建立的极限搭接长度计算结果与试验结果符合较好,并给出了具有可靠度保证的预留孔钢筋浆锚搭接长度.     

刮板升运带式膜上覆土装置覆土特性

为解决全膜覆土种植模式膜上覆土量不足造成的风力破坏、穴孔错位、烧苗等问题,设计一种适用于全膜覆盖铺膜机的膜上覆土装置,即刮板升运带式膜上覆土装置。对其覆土特性进行理论分析,建立理论输土量模型,基于EDEM离散单元法对覆土宽度进行模拟试验,借助Design-Expert软件建立覆土宽度的二次回归模型。在此基础上,进行覆土性能田间试验。结果表明:带速与机组前进速度比由1.38增至2.56,覆土量均值减小;刮板高度由40 mm增至60 mm,覆土量均值增加,取土、输送效率降低;刮板间距、升运带倾角分别由100 mm增至140 mm、35°增至55°,覆土量均值减小,取土、输送效率降低。参数限制区间内,最优参数组合为带速与机组前进速度比1.38,刮板高度60 mm,刮板间距100 mm,升运带倾角35°;覆土宽度模拟值接近田间测试均值,表明EDEM离散单元法模拟覆土宽度可行。该研究可为刮板升运带式膜上覆土装置的改进及优化提供参考。