粗集料UHPC收缩与力学性能

为降低超高性能混凝土(UHPC)收缩和开裂风险, 进行了5组不同粗集料掺量(质量分数分别为0、12.5%、22.5%、32.5%和42.5%)的UHPC的自收缩、基本材性(抗压强度、抗拉强度和弹性模量)、集料级配和圆环约束收缩等试验, 分析了粗集料掺量和集料级配对UHPC自收缩和基本材性的影响, 并采用提出的收缩开裂应力相对差值评价粗集料的掺入对UHPC收缩开裂的影响; 进行了有、无粗集料UHPC在圆环约束下的开裂性能试验与对比分析, 验证粗集料掺入对减小UHPC收缩开裂的有效性, 并给出UHPC中粗集料掺量和最大粒径限制的建议。研究结果表明: 随着粗集料掺量的增加, UHPC早期自收缩量降低, 最大降幅近20%;粗集料对UHPC的弹性模量、抗压强度和抗拉强度等的影响程度与其掺量和级配有关, 当粗集料掺量为22.5%时, 其级配曲线几乎全部处于富勒氏与泰勃特曲线范围内, 是5组材料中堆积最紧密的一组, 对UHPC弹性模量与抗压强度提高最为显著, 对抗拉强度的降低幅度影响最小; 当粗集料掺量为22.5%时, UHPC收缩开裂应力相对差值最大为1.31 MPa, 为试验中的最合理掺量, 可有效降低收缩开裂风险; 与未掺粗集料的UHPC相比, 圆环约束下掺有22.5%粗集料的UHPC的残余应力与拉应力水平分别降低15.8%和14.7%, 其抗裂性能得到提高; 建议对粗集料UHPC进行紧密堆积设计以获得尽可能优的材性, 对掺有长度为12~20 mm钢纤维的UHPC, 其集料的最大粒径可放宽至9.5 mm。      

沥青混合料抗车辙性能的分形描述方法

为了准确模拟沥青混合料抗车辙性能,采用分形理论分析了沥青混合料微观结构,研究了粗细集料不同级配分形维数对沥青混合料抗车辙性能的影响,并根据级配分形维数公式计算了沥青混合料的分形值,进行了沥青混合料车辙试验和微观结构的电子扫描。分析结果表明:4.75 mm通过率是集料尺度的分界点,集料分形维数与抗车辙性能有一致相关性,分形值越大,抗车辙能力越高;根据路用性能设计集料级配可以定量地分析沥青混合料的级配差异和路面性能,及路面微观结构与宏观路用性能的关系。     

基于分形理论SMA-13级配设计与路用性能分析

设计5种SMA—13级配,分析了粗细集料分形维数与集料级配和路用性能之间的关系.结果表明:粗集料分形维数Dc与粗细集料的粗料率CA、FAc相关性较好,而细集料分形维数Df则与细集料的FAc、FAf相关性较好,结合沥青混合料性能试验,提出了SMA级配分形维数的建议值.     

机制砂混凝土早期开裂及抗水渗透性能影响因素研究

以研究机制砂混凝土耐久性能为基本出发点,进行机制砂混凝土早期开裂及抗水渗透性影响因素试验研究.将机制砂种类、石粉含量、矿物掺合量设为研究变量,通过控制单一变量研究变量变化对机制砂混凝土早期开裂、抗水渗透性能影响程度.试验研究表明:在机制砂混凝土中增大砂类的掺加量,混凝土的抗裂性能显著提高,天然砂混凝土的抗水渗透性强于机制砂混凝土;掺入石粉含量从0.5％增加至3.5％时,随着石粉含量增加,机制砂混凝土的早期抗开裂性能加强,但石粉含量从3.5％增加至7.5％时,机制砂混凝土的早期抗开裂性能反而弱化;同一种类机制砂混凝土,石粉含量越大,其抗渗等级越高;水洗机制砂相对于原状机制砂的抗渗等级明显较低;掺加粉煤灰矿物掺合料降低了混凝土的抗早期开裂性能;掺入矿物掺合料后,机制砂混凝土的抗水渗透等级显著高于未掺矿物掺合料的机制砂混凝土.     

高模量PVA纤维混凝土早期收缩及抗拉试验研究

为减少或消除混凝土早期塑性收缩开裂,在常用的控制混凝土裂缝方法的基础上,探讨了添加PVA纤维控制混凝土裂纹的可行性。采用平板法塑性收缩试验和劈裂抗拉试验,对比研究了直径为14μm的,不同掺量的高模量PVA纤维混凝土抗收缩性能。研究结果表明:当PVA纤维体积掺量为0.6%时,可消除早期塑性收缩裂纹,提高混凝土的抗拉强度。     

纤维和聚合物对水泥砂浆早期开裂的防治及作用研究

研究了砂浆早期(0~6 h)的收缩变形特性,测试了其收缩变形量及变形稳定后裂缝的长度与宽度。采用名义开裂面积、首次开裂时间、收缩应变等评价纤维(碳纤维及聚丙烯纤维)、聚合物(丁苯乳液)对砂浆早期塑性收缩开裂的作用效果,并对纤维和聚合物对砂浆抗裂作用机理进行了分析。研究认为:纤维对砂浆的增强效应和空间效应与聚合物的成膜、微纤维以及减缓水泥水化放热速率作用相结合,使得砂浆早期的抗裂性能随着聚合物和纤维的掺入得到了改善,作用效果主要与纤维的掺量、纤维的弹性模量等有关。相同体积掺量下,碳纤维对砂浆早期的抗裂作用效果优于聚丙烯纤维。     

二灰碎石基层强度的正交试验研究

通过正交试验研究二灰碎石各种材料用量（二灰内比、碎石比例和级配、水泥掺量等）与二灰碎石基层强度的关系,旨在从力学角度得到抗裂性能较佳的半刚性材料.结果表明,水泥掺量是影响二灰碎石早期强度的主要因素,其次是二灰内比.另外,适当增加碎石比例和粗集料含量,可以提高强度和减少收缩裂缝.     

沥青混合料级配分维特征与路用性能相关性研究

通过对GAC-13C型沥青混合料级配分维特征进行分析,研究其与路用性能的相关性。剖析经分段回归和未经分段回归时分维数与级配的关系,对4.75 mm通过率与分维数的相关性进行了比较,并根据马歇尔试验参数、高温稳定性和抗滑性能试验相关结果,探讨改变4.75 mm筛孔通过率的级配分维特征与混合料路用性能之间的相关性。研究表明:4.75 mm的通过率与分段后的分维数相关性更好,随着级配4.75 mm筛孔通过率的降低,GAC-13C型沥青混合料分维值逐渐增大,级配变粗。同时,分维数和混合料马歇尔试验参数、高温稳定性和抗滑性能等均具有较好的相关性。     

杜拉纤维混凝土的试验研究及应用

混凝土收缩是引起混凝土开裂的主要原因,用杜拉纤维对混凝土改性来提高混凝土收缩变形能力是混凝土降脆增韧的有效途径.对掺加杜拉纤维混凝土的抗裂、抗渗、抗冲击等力学性能和耐久性能进行了对比试验研究,效果显著.     

合成纤维增强沿海桥梁混凝土性能研究

混凝土中掺加合成纤维能显著提高混凝土的性能,降低混凝土水泥砂浆塑性收缩应力,提高混凝土的抗裂能力,提高抗氯离子渗透能力,提高防冻融能力及抗化学侵蚀能力,从而提高混凝土的耐久性,针对沿海桥梁高性能混凝土开裂原因,提出相应的抗裂措施。     

外加剂对桥梁混凝土干缩性能的影响分析

桥梁混凝土的抗裂性是桥梁结构耐久性的关键指标之一.通过室内试验研究外加剂对桥梁混凝土干缩性能的影响,结果表明:外加剂的掺入可增强桥梁混凝土的抗裂性能,减少桥梁混凝土的早期收缩开裂.     

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.     

抗裂混凝土用纤维的优化选择

纤维可以改善混凝土的抗拉性能、抗开裂能力以及耐久性.结合工程实践,利用平板开裂法研究了钢纤维、聚丙烯纤维、有机仿钢丝纤维、聚丙烯腈纤维对混凝土的塑性收缩开裂性能的影响.     

外加剂及聚丙烯纤维对混凝土早期裂缝影响的实验研究

采用平板法测试混凝土在干燥条件下的早期开裂情况．研究外加剂（减缩剂、膨胀剂）和聚丙烯纤维等材料的单掺或复掺对混凝土早期干燥收缩裂缝的影响规律．实验结果表明：膨胀剂使混凝土裂缝数量明显减少,对最大裂缝宽度影响不明显;纤维能阻止裂缝的扩展和延伸,使大裂缝细化、分散,而不能从根本上消除裂缝;减缩剂显著提高混凝土的抗裂性能,抗裂效果最好;膨胀剂、聚丙烯纤维以及减缩剂的双掺或三掺对混凝土抗裂性能的影响与单掺相比较区别不大．     

高性能混凝土的早期开裂及影响因素分析

混凝土的早期开裂在工程中日渐突出,给混凝土的耐久性带来了巨大的影响。针对这一问题,研究了粉煤灰、磨细矿渣、不同含气量和纤维对混凝土早期开裂性能的影响。研究表明混凝土早期塑型开裂主要发生在初凝之前,水泥用量越高、水灰比越小,早期开裂越严重。掺加I级粉煤灰(超量取代水泥)、磨细矿渣、纤维以及引气剂可以有效地细化裂纹,提高混凝土的抗开裂性能。     

贝雷法中粗集料含量对薄层沥青混凝土抗滑性能的影响

采用AC-10沥青混合料制作车辙板,进行室内抗滑性能试验,研究贝雷法中粗集料含量CA比对沥青路面抗滑性的影响.采用路面构造深度和路面摩擦系数这两个技术指标来评价沥青混凝土的抗滑性能,探讨随着CA比的增大,路面构造深度和路面摩擦系数的变化.     

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。      

基于抗裂性能的二灰稳定碎石配合比设计

通过正交试验方法确定了二灰砂浆的最佳材料组成比例,根据振实试验得到了二灰稳定碎石混合料中粗集料的最佳级配,运用体积法确定了粗集料与二灰砂浆的合理配比,提出了计算与试验相结合的基于抗裂性能的二灰稳定碎石配合比设计方法;并通过性能试验,验证了该设计方法确定的二灰稳定碎石具有抗裂性能好、强度增长率高的优点。     

高贝利特水泥在高速铁路现浇道床板混凝土中的应用

从高速铁路现浇道床板混凝土抗裂需求出发,对高贝利特水泥混凝土的力学性能、收缩性能、绝热温升和抗裂性能进行了试验研究,并进行了现场验证试验.研究结果表明:高贝利特水泥混凝土早龄期弹性模量及180d干缩值明显低于普通水泥混凝土,且水化绝热温升亦小于普通水泥,因此,前者材料的性能与高速铁路道床板结构特点和抗裂需求间存在较好的匹配性,这与现场试验所示结果相同.故采用高贝利特水泥进行C40道床板混凝土配制是从材料方面解决道床板混凝土开裂问题的有效措施之一.     

粗集料表面纹理的分形评定及沥青混合料性能试验

采用激光轮廓仪测量了7种不同粗集料的表面纹理曲线,应用结构函数法分析了粗集料表面纹理的分形特性,采用特征粗糙度综合表征了粗集料表面纹理的粗糙度、形状和坡度特性,并考察了特征粗糙度对沥青混合料性能的影响。分析结果表明:粗集料表面纹理在一定范围内具有分形特性,其特征粗糙度与沥青混合料动稳定度和冻融劈裂强度比具有显著的线性相关性;随粗集料表面纹理特征粗糙度的增加,沥青混合料高温抗变形能力、抗水损害能力和低温抗裂性能逐渐增强。