混凝土细观损伤破坏机理的分析与研究

混凝土受到荷载作用时将出现脆性损伤.在细观层次上按损伤力学观点对混凝土的损伤破坏进行了研究和探讨,并对混凝土的细观损伤破坏机理进行了分析和试验研究.研究表明:混凝土集料和砂浆的界面上存在的结合裂缝是加载后混凝土损伤破坏的基础,混凝土的受力破坏是由内部开裂的微裂缝逐渐损伤发展的结果;数值模拟计算为混凝土细观力学性能的研究提供了新途径,展现出了良好的发展前景.     

掺硅灰混凝土单轴压力荷载下的应力—应变全曲线及其破坏分析

掺硅灰及高效减水剂混凝土的强度较之相同水灰比、但单掺高效减水剂的混凝土有极显著的提高。前者的弹性模量、峰值应变、比例极限与棱柱强度之比也较后者高,因此前者具有更高抗裂性。这种混凝土的相组成、微观结构及集料-水泥石界面结构与单掺减水剂的混凝土有明显差别。破坏首先产生于粗集料本身而不是集料-水泥石界面。     

预裂型水泥稳定碎石强度与温缩特性机理仿真

针对水泥稳定碎石材料易产生裂缝,从而降低路面使用寿命这一问题,基于粗集料预处治技术提出了一种预裂型水泥稳定碎石材料改良思路;通过对水泥稳定碎石中一定比例的粗集料进行预处治,使其表面裹附一层新的物质,从而形成新的界面,分散了收缩过程中降低开裂对材料整体均一性的影响,继而仿真分析了这种新型材料的强度特征和温度收缩裂缝发展的内部机理;基于离散单元法建立了预裂型水泥稳定碎石仿真模型,并分别开展了虚拟无侧限压缩试验和有限制梁温度收缩开裂试验。研究结果表明:在假设预处治粗集料仅影响粗集料界面强度的前提下,试件的无侧限抗压强度与界面强度比和预处治粗集料替换比这2个关键参数之间呈现出良好的线性相关性,可通过回归公式进行计算与预测;当界面强度比大于40%时,预处治粗集料替换比的增加仅会降低材料的强度而不能避免局部贯穿裂缝的产生;当界面强度比小于40%时,随着预处治粗集料占比的增加,试件在收缩过程中产生的裂缝由局部贯穿宽裂缝转变为均匀分布的微裂缝,从而保证了材料在收缩开裂后的整体均一性;当界面强度衰减至未处治材料的30%以下,且预处治粗集料替换比大于30%时,可有效减少试件内部贯穿裂缝的产生,从而缓解了水泥稳定碎石的温缩开裂。      

水泥混凝土路面早期裂缝断板的原因及预防措施

1 水泥混凝土路面早期裂缝断板原因 1.1 原材料的质量问题 (1)水泥品种的选择直接影响工程质量. (2)粗集料级配不合理,级配波动较大.粗集料最大粒径控制不严,大粒径集料的混凝土弯拉强度相对偏小.粗集料的强度、坚固性不符合设计要求,针片状含量偏大,软弱颗粒含量偏高,从而影响混凝土强度.     

循环温度变化下再生骨料自密实混凝土结构损伤特性研究

为了促进工业副产品在水泥混凝土中的再生利用,在自密实混凝土中掺入再生骨料,并设置了两种循环变温条件,研究再生骨料自密实混凝土在循环变温作用后的抗压强度、弹性模量、超声脉冲速度和硬化密度宏观性能,并分析了抗压强度损失量与无损测试方法中结构损伤特性指标的相关性。最后通过混凝土内部结构微观形貌表征,揭示了冷、热变温作用下的结构损伤机理。试验结果表明,循环变温作用后,混凝土抗压强度下降程度最高,其在冷变温循环后下降了15%～35%。温度应力损伤造成混凝土内部的微裂缝扩展,增加了水泥石基质的不连续性,导致超声脉冲速度大大降低。随着抗压强度损失量的增大,各项结构损伤特性指标损失量均有所增加。混凝土内部温度应力损伤主要是由于集料与胶凝基质的热变形能力不同,导致在界面过渡区中出现微裂纹,或微裂纹在微孔等应力集中处萌生,然后在胶凝基质中扩展,从而造成结构的不可逆损伤。合理控制再生骨料掺量和级配,将有利于改善混凝土的温变稳定性。     

高强次轻混凝土梁抗弯性能试验研究

通过高强次轻混凝土梁的抗弯试验,对高强次轻混凝土梁的极限抗弯承载力、荷载-挠度曲线、延性和裂缝进行了分析,结果表明:与同等强度的轻集料混凝土梁相比,次轻混凝土梁具有较高的刚度,但略小于普通混凝土梁;使用荷载作用下次轻混凝土梁的挠度和裂缝宽度都满足正常使用极限状态的要求.次轻混凝土梁在破坏时都表现出较好的延性.     

连续配筋水泥混凝土路面裂缝传荷系数三维有限元分析

基于ABAQUS有限元软件,采用梁单元模拟纵向钢筋,根据Timoshenko梁理论,确定支撑反力的作用长度。采用三向弹簧单元模拟钢筋和混凝土界面联结,竖向(z方向)弹簧单元模拟混凝土对钢筋的支撑;刚度分配按照"贡献面积"的原则,通过在相邻混凝土面层板侧面对应结点设置三向弹簧单元,模拟集料嵌锁的传荷作用;建立并验证考虑裂缝传荷系数的CRCP三维有限元模型。利用该模型分析标准轮载作用下路面结构参数对混凝土面层板在裂缝附近的力学响应和裂缝传荷系数的影响。结果表明,增大混凝土板厚度,板边应力和裂缝传荷系数均明显减小;增大基层厚度和土基强度,板边应力和裂缝传荷系数略有减小;增大裂缝刚度,可提高裂缝的传荷系数,减小裂缝处混凝土面层板的受力。     

SAP内养生水泥混凝土综述

分析了超吸水性聚合物(SAP)的材料性能和SAP内养生混凝土配合比设计的关键参数，提出了内养生混凝土组成设计方法；从SAP吸释水行为和内养生混凝土水化特征角度，探讨了SAP内养生混凝土水分传输机制，综述了SAP内养生混凝土的收缩阻裂性能、力学性能和耐久性能；通过界面过渡区特征、水化产物和孔结构特征，探究了SAP内养生混凝土性能增强机理；总结了SAP内养生混凝土国内外工程应用情况，并展望了其未来的研究方向和应用前景。分析结果表明:SAP内养生原理为其本身的吸释水特性，但因SAP性能的差异和混凝土配合比等因素的不同，内养生水泥混凝土的各项性能有一定的差异性；SAP在渗透压和离子浓度的驱动下及时释水，补充混凝土内部水分丧失，降低早期水化热，并提升后期水化程度；SAP内养生混凝土的各项性能均受到其粒径、掺量和额外引水量的影响，在各参数均合适的条件下，SAP能够有效抑制混凝土的自收缩和干燥收缩，并增强混凝土的力学性能；SAP能够促进水化反应，生成更多的水化产物，填充混凝土的孔隙，增强混凝土的密实性，细化孔结构，切断连通孔隙，从而改善混凝土的抗冻、抗渗等耐久性能；SAP的再溶胀能力可阻塞混凝土裂缝，生成的CaCO₃等水化产物可使混凝土裂缝自愈合；SAP内养生作用能够增强水泥石与集料之间的黏结性，减少甚至消除界面过渡区微裂缝，提高界面过渡区强度；SAP内养生水泥混凝土在桥梁桥面整体化层、横隔梁、湿接缝、桥墩及隧道二次衬砌等部位已成功应用，抗裂效果优良。      

混凝土集料界面与强度关系的界面理论分析

应用界面理论分析混凝土强度与各类粗细集料界面之间的关系,着重讨论混凝土强度的最薄弱部位－粗集料界面区的影响因素,为提高混凝土强度的技术措施提供理论依据。     

宁溧路改造工程桥梁拼接关键技术研究

宁溧路改造工程拼接桥梁设计中,采用先落架后浇注接缝混凝土、快凝早强混凝土技术、特殊的微膨胀混凝土技术、在接缝混凝土中掺入一定数量聚乙烯醇纤维等措施有效防止新、旧桥接缝混凝土产生裂缝;采用滚轮压槽技术、提高粗骨料的强度及调整粗、细集料含量以提高混凝土耐久及抗滑性能等措施解决新增纵向伸缩缝的防滑、防裂问题。     

气泡混合土抗冻融循环性能试验研究

为解决冻土地区普通路基由于保温性能差导致的路基病害问题，采用保温隔热性能好的气泡混合土作为路基填料，可起到保护冻土、减少病害的作用。为探讨气泡混合土的抗冻性能，选取了不同容重的气泡混合土试件进行冻融循环试验研究，研究气泡混合土质量及强度损失规律，从而获知气泡混合土的容重对其抗冻性能的影响；进而，向气泡混合土试件中掺入玻璃纤维，探讨其对气泡混合土抗冻性能的增强作用。结果表明：气泡混合土的抗冻性能随着容重的增大而提高，表现为容重越大，所能经受的冻融循环次数越多，抗压强度和质量损失率越低；容重为800kg/m3的气泡混合土试件经过15次冻融循环后抗压强度迅速降低，经过100次冻融循环后，试件的质量损失达到9.2%；而容重为1 200kg/m3的气泡混合土试件在经过50次冻融循环后，抗压强度才开始明显降低，经过100次冻融循环后，试件的质量损失只有4.5%。玻璃纤维能显著提高气泡混合土的抗冻性能，其抗压强度损失率和质量损失率明显较未掺纤维的普通气泡混合土要小，且抗压强度和质量损失的速率明显降低；不同容重的气泡混合土试件掺入纤维后，经过50次冻融循环后，试件的抗压强度损失减少50%以上，质量损失减少40%以上。     

破裂水泥混凝土路面板沥青加铺层温度应力影响因素

为了防止水泥混凝土路面加铺沥青面层反射裂缝的产生,采用有限元方法,视路面结构为弹性层状体系,建立沥青加铺层、补强层、破裂水泥混凝土路面板和地基组成的空间三维模型,分析了破裂板块平面尺寸、降温幅度、沥青加铺层模量及厚度、结构补强层模量、混凝土路面板厚度等因素对沥青加铺层温度应力的影响。结果表明,对破裂后的旧水泥混凝土路面板块,沥青加铺层温度应力随其板块尺寸的减小而大幅度降低,较大的降温幅度对加铺层温度应力的影响远大于车辆荷载产生的应力;而降低沥青加铺层模量,增大加铺层厚度等技术措施可明显改善破裂板接缝处的应力状况,并能有效地防止沥青加铺层反射裂缝的产生。     

水泥稳定废砖集料的强度特性研究

将废砖集料按0、30%、60%和100%的比例替代天然碎石配制4种水泥稳定废砖混合料级配,并按4%和5%水泥剂量拌和成型试件,测试水泥稳定废砖的击实特性、抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量。结果表明：CBA存在大量的孔隙与微裂缝,导致其强度低、吸水率大;由于CBA的密度小、吸水率大,导致水泥稳定废砖的最大干密度随着CBA含量的增加而增大,最佳含水量则逐渐减小;当水泥剂量相同时,各龄期水泥稳定废砖的无侧限抗压强度和回弹模量均随CBA含量的增加而降低,劈裂强度则随CBA含量的增加而增加;水泥稳定废砖的抗压回弹模量与无侧限抗压强度存在良好的线性关系。     

减水剂对水泥稳定碎石基层压实特性的影响研究

骨架密实结构的水泥稳定碎石粗集料过多造成的离析会使基层压实不足,造成路面早期病害严重.鉴于此,通过研究掺加减水剂能否改善水泥稳定碎石基层的压实特性,以为同行提供参考和借鉴.     

设置隔离层的水泥混凝土路面在大广高速公路中的应用

水泥混凝土路面面层下设置隔离层后,面层与基层的接触状况回归到路面理论建模状态,和直接浇筑在基层上的水泥混凝土路面相比,可大幅延长实际使用寿命。工程实践表明,设置隔离层的水泥混凝土路面具有更好的使用性能。结合服务区的应用情况,介绍设置隔离层水泥混凝土路面铺筑中的应用技术问题,对于提高水泥混凝土路面的建设质量具有重要的意义和参考价值。     

浅谈如何提高施工中砼路面的抗折强度

抗折强度是反映水泥混凝土路面强度的主要指标，是衡量水泥混凝土路面质量的重要指标。也是水泥混凝土路面质量控制的难点所在。从水泥质量、骨料、配合比设计、施工、养生等方面对如何提高水泥混凝土路面抗折强度作简浅剖析，恳请各位同行指教。     

颗粒群特征对水泥性能的影响及改善途径研究

水泥颗粒状态与水泥及混凝土的许多主要性能都有较大关系.改善水泥颗粒群特征是水泥行业必须重视的课题.主要技术措施可采取改进水泥粉磨工艺、提高选粉机的选粉效率、采用助磨剂及应用椭圆球研磨体等,能明显改善水泥物理性能,提高水泥强度.     

干湿循环对CA砂浆质量与变形的影响

CA砂浆（cement and emulsified asphalt mortar）服役环境湿度因气候、天气因素的影响产生显著变化,会引起其质量和体积的变化,进而对轨道结构的几何尺寸产生影响. 为了解服役环境中湿度变化对CA砂浆质量、尺寸的影响,设计了6种干湿循环制度,测试了不同干湿循环制度下CA砂浆质量、长度变化;并采用低场核磁共振（NMR）及综合热分析（TG-DSC）对其孔结构和物相组成进行了分析,以揭示其变化机理. 研究结果表明:随着循环次数的增加,CA砂浆湿质量迅速增加并达到最大值,随后下降,并在140 d左右趋于稳定,干质量的变化很小;而其长度随循环次数的增加先减小后增加. 干湿循环中,CA砂浆质量与长度的变化均小于持续干燥、水浸泡条件下的变化. 在短周期干湿循环中,在约140 d前,CA砂浆湿质量与变形呈二次函数关系,而在约140 d后,质量与变形呈线性关系;在长周期中,二者相关性不强. NMR与DSC的分析结果表明,CA砂浆质量与长度变化是干湿循环过程中毛细孔水分的迁移、水泥水化、碳化以及孔结构变化等因素共同作用的结果.