多年冻土区引气混凝土抗压强度及抗冻性研究

以青藏铁路桥涵冻土层中混凝土灌注桩为背景,进行了不同引气剂掺量混凝土在持续-3℃养护环境下的抗压强度和冻融循环试验,结果表明:持续-3℃养护环境下龄期84 d时的抗压强度与标养下龄期28 d时的抗压强度相当,前者存在明显的"龄期滞后"现象,但混凝土抗压强度龄期滞后的天数与含气量关系不大,仅与养护环境有关;随着含气量的增大,混凝土的抗冻性能先增强后减弱,在抗压强度相同的情况下,混凝土的含气量在3.2%时,抗冻融耐久性指标降低幅度最小,抗冻性能最优;持续-3℃养护环境下混凝土的抗压强度虽能够最终达到标养下28 d的抗压强度,但抗冻性能降低幅度较大,对于寒冷地区混凝土灌注桩耐久性的这一特点应引起使用者高度重视。     

-3℃养护条件下矿物掺合料对混凝土性能的影响

研究-3℃和标准养护条件下,矿物掺合料的掺加对混凝土抗压强度、抗氯离子渗透性及孔结构的影响,对比分析矿物掺合料对混凝土性能的影响规律。试验结果表明:在-3℃条件下养护时,各个龄期掺加矿物掺合料的混凝土强度均低于不掺加的,这与标养条件下的强度增长规律不一致;-3℃养护下矿物掺合料的掺加对混凝土抗氯离子渗透性能有一定程度的改善,也可以细化混凝土的孔结构,但改善效果没有在标养条件下的显著。     

不同应力养护条件对水泥土力学性能影响试验研究

为更好地了解水泥土在养护时期所受应力大小对其后期力学性能的影响,研发恒温等压或偏压条件下水泥土试样的养护装置和相应的试验方法。基于改制的恒温恒压水泥土试样养护装置,制作等压和偏压养护条件下不同龄期的水泥土试样。通过无侧限压缩试验(UCT),获得等压和偏压养护条件下水泥土试样的应力-应变曲线及其无侧限抗压强度(UCS)和变形模量E₅₀随龄期的演化规律。试验结果表明：等压养护时围压σ_c从0.1 MPa增加到0.3 MPa,水泥土试样在龄期为7 d和14 d时的无侧限抗压强度和变形模量E₅₀均随着围压的增加而增大,但28 d龄期水泥土样的UCS和E₅₀随围压σ_c的增长而减小,甚至0.3 MPa围压养护试样的UCS已低于无围压养护试样的UCS,水泥土存在“高围压养护长期强度降低效应”;不同轴压比λ下偏压养护的水泥土样,其60 d龄期的UCS在偏压较小(即λ<λ_c,λ_c为临界轴压比)时逐渐增加,而在偏压较大(即λ>λ_c     

活性粉末混凝土的常规三轴压缩性能试验研究

通过活性粉末混凝土在不同围压下的常规三轴压缩试验,研究活性粉末混凝土的破坏形态、强度特征和变形规律。结果表明:围压≤60 MPa时,活性粉末混凝土的常规三轴压缩破坏形态主要表现为劈裂破坏,围压为65MPa时,破坏表现出挤压流动特征;在不同的围压条件下,活性粉末混凝土试件的应力—应变曲线的形状基本相似,均经历压密、弹性、应力软化和荷载稳定下降4个阶段;活性粉末混凝土的三轴抗压强度、弹性模量和轴向峰值应变均随围压的增大而近似线性增长,但活性粉末混凝土的三轴抗压强度随围压增长的速度较普通混凝土缓慢;在到达峰值应变之前,活性粉末混凝土的割线泊松比表现出随围压的增大而减小的规律,此阶段的体积应变表现为压缩。     

水泥砂浆桩无侧限抗压强度试验研究

通过水泥砂浆桩无侧限抗压强度试验,研究掺砂量和养护龄期对水泥砂浆桩无侧限抗压强度和初始切线模量的影响。研究结果表明:掺砂量存在最优值,使得无侧限抗压强度最大,无侧限抗压强度与初始切线模量呈线性关系。水泥砂浆桩破坏模式为脆性破坏,并随着养护龄期增长和掺砂量增加,脆性现象更显著。     

高温对早龄期混凝土力学性能的影响

研究了掺10%粉煤灰和掺10%矿粉的早龄期(标准养护7,14,21,28 d)混凝土经历不同高温作用后质量烧失率和残余抗压强度的变化规律。结果表明:2种混凝土试件不同龄期的质量烧失率均随着温度(300,500,700℃)的升高而增大,并且相同龄期质量烧失率增长趋势相近;500℃高温时,掺粉煤灰混凝土试件14,21,28 d龄期的残余抗压强度分别降至常温时的92%,83%,63%,掺矿粉的混凝土试件分别降至常温时的89%,78%,62%;700℃高温时,2种试件残余抗压强度均降至常温时的30%～40%,基本丧失承载力。基于此给出了经受高温后早龄期混凝土残余抗压强度与温度的关系式,可供实际工程参考。     

早强剂对泡沫轻质混凝土抗压强度及弹性模量的影响试验研究

采用微机控制电子万能试验机,对湿密度分别为400,700和1 000 kg/m~3的复合发泡剂泡沫轻质混凝土试样进行室内单轴压缩试验,研究了氯化钙和硫酸钠两种早强剂对泡沫轻质混凝土抗压强度及弹性模量的影响。结果表明:不同密度泡沫轻质混凝土试样的抗压强度和弹性模量均随着养护龄期的增长而增大,且早期增长较快,后期增速逐渐降低;两种早强剂均可显著提高泡沫轻质混凝土的早期抗压强度和弹性模量,尤其是硫酸钠早强剂早强效果更显著;两种早强剂对泡沫轻质混凝土的后期抗压强度和弹性模量影响不大。     

温度变化对水泥土力学性能的影响

为了研究养护温度对水泥土力学性能的影响,对水泥掺入比为0.2,养护龄期为7,14,28,60和90 d,养护温度为5,20,40和60℃的水泥土试样进行无侧限抗压强度试验,获得相应的应力-应变全过程曲线、无侧限抗压强度和变形模量E50,并根据试验结果分析不同温度下水泥土无侧限抗压强度和变形模量E50随龄期变化规律。基于化学反应动力学中质量作用定理推导出无侧限抗压强度演化方程为指数函数形式,并据此通过回归分析分别建立考虑温度影响的无侧限抗压强度和变形模量E50的演化方程。探讨了无侧限抗压强度与变形模量E50之间的关系。研究结果表明：水泥土应力-应变全过程曲线表现出明显应变软化特征,峰值应力随养护温度增加而增长,峰值应变受温度影响较小,基本在1%～2%之间。无侧限抗压强度随养护龄期增加而增长,养护温度越高其增长速度越快;无侧限抗压强度随养护温度增加呈非线性增长,当养护温度从40℃提高到60℃时,强度增幅最大。无侧限抗压强度和变形模量E50随龄期的演化规律基本相同,建立的演化方程与试验数据吻合较好。无侧限抗压强度和变形模量E50两者基本呈线性关系。研究成果可为工程设计提供参考。     

贵州地区石灰改良膨胀土无侧限抗压强度的试验研究

以贵州地区某工程的膨胀土为研究对象,通过室内试验,研究石灰掺入率、压实系数及养护龄期对改良土无侧限抗压强度的影响。试验结果表明：改良土无侧限抗压强度随着压实系数的增大而增大,随着龄期的增长而增大,随着石灰掺入率的增加先增大后减小,最佳掺灰率为9％。无侧限抗压强度影响因素的灰色关联度分析结果表明,压实系数对改良土无侧限抗压强度的影响最大,其次是养护龄期,而掺灰率的影响最小。改良土的应力应变关系曲线呈应变软化模型,试样的破坏模式为脆性破坏。本文的研究结果可为类似工程提供借鉴。     

桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道早期开裂行为研究

以桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道为研究对象,基于混凝土早期性能发展基本理论,利用Ansys建立三维温度场与应力场分析模型,考虑养护方法、拆模龄期、拆模温度与钢筋直径等参数影响,对双块式无砟轨道早期开裂行为进行数值模拟。结果表明：无砟道床不同位置处混凝土主拉应力整体呈循环上升趋势;拆模前后混凝土应力时程曲线波动程度差异较大,拆模后4 h内道床混凝土主拉应力时程曲线出现明显增长。合理选用养护方式可有效降低道床板早期开裂风险;伴随着拆模龄期的延长与拆模温度的升高,拆模后无砟道床4 h内温度改变量与道床混凝土开裂风险均呈降低趋势;相同配筋率下,减小钢筋直径可降低桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道早期开裂风险。     

水泥砂浆桩无侧限抗压强度试验研究

通过水泥砂浆桩无侧限抗压强度室内配比试验,研究不同水泥掺入比、不同掺砂量及不同龄期条件下水泥砂浆桩的无侧限抗压强度发展规律。试验研究表明:水泥土中掺入一定量的砂,可以明显地提高水泥砂浆桩的无侧限抗压强度。水泥掺入比相同时,28 d龄期的水泥砂浆桩的无侧限抗压强度为水泥土的2.2~3.7倍;水泥砂浆桩的无侧限抗压强度随着掺砂量的增加而增大,当掺砂量达到30%以后,强度随着掺砂量的增大而减小。水泥砂浆桩无侧限抗压强度随着水泥掺入比的增大而增大,随着养护龄期的增长而增大,其中前期的强度增长速率较快,后期较慢。水泥掺入比低、掺砂量低、龄期短的试件试件呈现塑性破坏,水泥掺入比高、掺砂量高、龄期长的呈现脆性破坏。本文的研究成果可为工程应用提供试验数据和理论依据。     

基于碳化环境下地铁车站混凝土性能评估与寿命预测

通过对现场同条件养护试块力学性能、碳化性能和抗氯离子渗透性能的测试,评价车站混凝土结构在碳化环境下的耐久性能,并对车站顶板、底板和侧墙混凝土结构进行了使用寿命预测.结果表明:现场同条件养护试块的抗压强度和抗渗透性能满足设计要求,电通量值处于较低水平;不同配合比的混凝土抗碳化性能有一定差别,随着龄期的增长混凝土的碳化速度系数呈逐渐降低的趋势;碳化环境下地铁工程车站混凝土能满足100年的设计使用寿命.     

软岩改良土无侧限抗压强度试验研究

研究目的:无侧限抗压强度是评价改良土性能的一个关键性指标,本文对水泥改良和石灰改良的风化泥质板岩的无侧限抗压强度进行试验研究.通过试验揭示石灰改良土存在最佳掺合量的基本规律;并对水泥改良土不同的养生条件、龄期、压实度等因素对无侧限抗压强度的影响进行一系列对比分析,验证在相同压实度条件下,水泥改良土的无侧限抗压强度优于石灰改良土的无侧限抗压强度.研究结论:通过试验研究得出:水泥改良土的无侧限抗压强度随着水泥掺合量增大而增大,因水泥改良土不存在最佳水泥掺合量;用水泥来稳定软岩这种加固方法具有非常好的水稳定性,相同压实度条件下的水泥改良土无侧限抗压强度并非在最优含水率时达到最大;因此在改良土地填筑过程中要进行养护.     

混凝土早龄期力学性能的影响因素

混凝土在龄期12 h~2 d表现出明显的塑性,为了避免受力后引起较大的侧向位移,采用一种无损检测方法——冲击共振法,可以快速准确地测出混凝土早龄期动态弹性模量,并通过它与静力受压弹性模量的线性关系推算出静力受压弹性模量。试验研究骨料体积含量、粗骨料级配、粗骨料种类、水灰比和养护温度对混凝土轴心抗压强度和弹性模量的影响,进一步分析在相同龄期时,哪些因素是重要因素。研究得出水灰比是轴心抗压强度的重要影响因素,骨料体积含量是弹性模量的重要影响因素。同时,采用多元回归分析建立上述影响因素与强度和弹性模量相关关系的数学表达式。     

模袋混凝土技术在罗湖桥防护工程中的应用

介绍模袋混凝土技术的特点及适用范围，结合工程实例介绍模袋混凝土的施工工艺，其中包括模袋的选料加工，模袋的铺设及定位，混凝土的配制及充灌，最后对其技术效果和效益情况进行了分析。     

洞庭湖区淤泥质黏土水泥土力学性能试验研究

结合湖南洞庭湖区某高速公路淤泥质黏土软基处理工程,进行淤泥质黏土水泥改良土的无侧限抗压强度试验,研究水泥土无侧限抗压强度的影响因素、水泥土的应力应变关系和变形模量的变化规律以及试样的破坏模式。研究结果表明：淤泥质黏土水泥土的无侧限抗压强度随着养护龄期和水泥掺入比的增加而增加,随着含水率的增大而减小;无侧限抗压强度增长速率随着养护龄期的增大而减小,随着水泥掺入比的增大而增大;水泥土应力应变全过程曲线可以分为加载初始阶段、塑性上升阶段、应力～应变下降阶段和残余强度阶段等4个阶段;水泥土的变形模量随着水泥土的无侧限抗压强度的增大而增大;含水率高、水泥掺入比低和龄期短的试件呈现塑性破坏,而含水率低、水泥掺入比高和龄期长的试件呈现脆性破坏。     

测试龄期对混凝土气孔结构影响的研究

研究目的:现有的混凝土抗冻性试验多采用快速冻融试验,试验周期长、耗费大。考虑到气孔结构有可能在硬化混凝土浆体中稳定存在,研究确定测试龄期与混凝土气孔之间的关系,可能会缩短试样抗冻性的测试周期。研究结论:C30混凝土的硬化空气含量随龄期逐渐增长,C50混凝土的气孔结构与龄期之间没发现明显规律;劣质引气剂引入的大直径气泡会使混凝土抗压强度下降。C50混凝土粘性较大,需要更多的引气剂,生成的气泡孔径较C30混凝土更小;试样制备是气泡结构测试过程中的一个重要步骤。试样强度会影响测量结果,为确保试验结果准确,C30混凝土的试验龄期最好不早于28 d,C50蒸汽养护混凝土最好不早于7 d;在保证混凝土抗冻性的前提下,不同混凝土的气泡间距系数存在较大差异,C30混凝土的气泡间距系数要大于C50混凝土。     

硫酸钙晶须混凝土力学性能发展试验研究

研究目的:硫酸钙晶须是一种亚纳米纤维材料,强度和弹性模量很高,能够明显改善混凝土力学性能。本文对不同掺量的硫酸钙晶须混凝土在不同养护龄期下的轴心抗压强度和弹性模量进行试验研究,讨论不同硫酸钙晶须掺量对混凝土轴心抗压强度与弹性模量随龄期发展的影响规律,利用电子扫描显微镜对硫酸钙晶须混凝土进行微观形貌观察和能谱检测,分析硫酸钙晶须在混凝土中的最佳掺量问题,从微观角度解释硫酸钙晶须对混凝土力学性能的增强作用。研究结论:(1)硫酸钙晶须的掺入对混凝土基本力学性能有较为明显的提高作用,这种作用在早龄期非常显著,并随着龄期的增长趋于稳定;(2)存在最优硫酸钙晶须掺量值,掺量过低或过高都不利于混凝土力学性能的提高;(3)硫酸钙晶须对混凝土力学性能提高的微观机理是由于水泥浆体包裹硫酸钙晶须,形成空间骨架结构,部分晶须填充混凝土孔隙;(4)本研究成果可为高性能混凝土设计提供指导。     

含气量和养护龄期对混凝土抗氯离子渗透性能影响的试验研究

通过对不同含气量、不同养护龄期的混凝土进行试验,对混凝土的电通量试验结果进行分析,研究含气量和养护龄期对混凝土抗氯离子渗透性能（电通量）的影响,探讨现场新拌混凝土的含气量应控制的范围与减少抗氯离子渗透性能测试龄期的可行性。     

海底隧道纤维混凝土力学性能发展研究

研究目的:海底大直径隧道管片结构对混凝土的抗裂性提出了较高的要求,采用纤维混凝土能够有效解决这一问题。本文对纤维混凝土在不同养护龄期下的抗压强度以及弹性模量进行试验研究,分析不同聚丙烯纤维及钢纤维掺量对混凝土抗压强度以及弹性模量随龄期发展的影响规律,研究纤维掺量对混凝土力学性能的影响,并利用扫描电镜对聚丙烯纤维混凝土进行观测,从微观角度分析纤维与混凝土的作用机理。研究结论:(1)钢纤维对混凝土强度有提高作用,2%钢纤维掺量的混凝土试件抗压强度要明显高于其他组的试验结果,纤维混凝土的强度离散性高于普通混凝土;(2)纤维可明显提高混凝土的弹性模量,2%钢纤维掺量的混凝土试件弹性模量最高,2 kg聚丙烯纤维掺量的混凝土28 d弹性模量较3 d提升幅度最大;(3)微观试验表明,聚丙烯纤维表面较为光滑,与混凝土基体结合性能较差,是聚丙烯纤维混凝土强度较低的原因之一;(4)本研究成果可为海底隧道混凝土管片设计提供指导。