聚丙烯纤维增强泡沫轻质混凝土力学性能试验研究

针对浇筑密度700 kg/m3的泡沫轻质混凝土掺加6种长度(3,6,9,12,15,19 mm)、不同掺量的聚丙烯纤维,开展抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验和抗折强度试验,研究聚丙烯纤维对泡沫轻质混凝土力学性能的影响。结果表明:当纤维长度为3,6,9,12 mm时,泡沫轻质混凝土的抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度、抗折强度均随着纤维掺量的增加先增大后减小;当纤维长度为15,19 mm,掺量≤0.2%时,其抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度、抗折强度与基准值相比稍微增加,掺量0.2%时,各参数随着纤维掺量的增加而减小;纤维长度6 mm、掺量为0.6%时泡沫轻质混凝土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度与抗折强度达到最大值。     

纤维混杂效应对混凝土轴心抗压强度的影响

以8种单掺和3种混掺的方式掺入纤维素纤维与聚乙烯醇纤维,探究其对C50混凝土轴心抗压强度的影响。结果表明:单掺纤维素纤维能有效提高混凝土轴心抗压强度,掺量为1.5 kg/m3时达到最优,此时轴心抗压强度比不掺时提高12%;单掺聚乙烯醇纤维会降低混凝土轴心抗压强度,掺量为3.5 kg/m3时降低明显。纤维素纤维和聚乙烯醇纤维混掺时,聚乙烯醇纤维掺量在0～2 kg/m3时有正混杂效应;聚乙烯醇纤维掺量为3.5 kg/m3时有负混杂效应。据此提出纤维混杂效应函数,利用MATLAB进行多项式曲面拟合,得出纤维素-聚乙烯醇混杂纤维混凝土轴心抗压强度混杂效应函数,以表征纤维素纤维与聚乙烯醇纤维混杂效应对混凝土轴心抗压强度的影响规律。     

纳米碳纤维混凝土力学性能的试验研究

纳米碳纤维作为一种新型材料,具有高强度,高弹性模量等力学上的优异特性.通过单轴抗压试验和劈裂试验,测试了掺加3种类型纳米碳纤维的普通混凝土和自密实混凝土的基本力学性能,并讨论其最优掺量.实验结果表明:适当掺量且纤维分散良好的纳米碳纤维混凝土28 d抗压强度和劈裂强度均有不同程度的提高,表明纳米碳纤维对于混凝土材料力学性...     

内养护技术对不同强度等级高性能混凝土性能的影响

使用多孔陶粒作为内养护水的引入媒介,针对铁路桥梁工程中常用的低强C30和高强C60高性能混凝土,对比研究内养护技术对高性能混凝土抗压强度、弹性模量、抗氯离子渗透性、抗早期开裂性能的影响和变化规律。结果表明:随着内养护水用量逐步增加,C30和C60高性能混凝土各龄期的抗压强度和弹性模量略有下降,但降幅不大;当陶粒掺量为20%时,C30混凝土的抗压强度和弹性模量分别下降19.5%和4.4%,而C60混凝土的抗压强度和弹性模量分别仅下降4.9%和3.8%;采用内养护技术后,混凝土的抗氯离子渗透性能明显提高,当陶粒掺量为20%时,C30和C60混凝土电通量的降幅分别达41.0%和58.5%,且C30和C60混凝土均在平板约束早期塑性开裂测试中历经48h未出现开裂,可见选择合理的内养护配合比,可以有效改善不同强度等级高性能混凝土的抗早期开裂性能,陶粒掺量过高或过低均无法达到理想的抗早期开裂效果。     

纳米碳酸钙对钢纤维混凝土物理力学性能的影响

试验研究了不同掺量纳米CaCO3对钢纤维混凝土物理力学性能的影响,并采用XRD和SEM微观手段对其改善机理进行了分析.试验结果表明,适量的纳米碳酸钙可以改善钢纤维混凝土的和易性,提高混凝土各个龄期的抗折和抗压强度.在掺有1.5%体积掺量的螺旋状的钢纤维混凝土中,纳米碳酸钙的最佳掺量为水泥质量的2%.     

Ⅱ级粉煤灰掺量对混凝土放热性能和抗压强度影响的试验研究

通过室内试验研究C30和C60两种混凝土的热峰时间、温峰时间、热峰值和最大温升随Ⅱ级粉煤灰掺量的变化规律。结果表明:两种混凝土的温峰时间均随粉煤灰掺量增加而呈延迟趋势,最大温升均随粉煤灰掺量增加而呈降低趋势,粉煤灰对C30混凝土的温升降低效应要强于C60;粉煤灰掺量对混凝土的抗压强度尤其是早期强度有较大影响,在粉煤灰掺量40%时,混凝土的后期强度降低较小。此外,从理论上探讨了Ⅱ级粉煤灰对混凝土放热性能及强度的影响机理。     

基于响应面法的高强混凝土配比试验研究

为研究减水剂及矿物掺合料对高强混凝土强度的影响，将不同掺量的减水剂、硅灰及矿渣加入高强混凝土替代水泥，分析试件7 d及28 d强度变化，并基于响应面法建立了相应的响应面回归模型，最终得出了高强混凝土的合理配比。结果表明：7 d抗压强度随减水剂及硅灰掺量的增加先增大后减小，随矿渣掺量的增加逐渐减小；28 d抗压强度随硅灰及矿渣掺量的增加先增大后减小。高强混凝土的破坏形式以X状共轭剪切破坏为主。矿渣掺量是影响高强混凝土7 d抗压强度的最大因素，28 d抗压强度的影响程度顺序为：硅灰>矿渣>减水剂。高强混凝土中减水剂、硅灰及矿渣的合理添加比例分别为0.81%、10.81%、17.97%。     

液体速凝剂在铁路隧道喷射混凝土中的应用研究

为研究无碱液体速凝剂和碱性液体速凝剂对喷射混凝土抗压强度和耐久性能的影响,对掺加两种速凝剂的喷射混凝土试件进行了抗压强度、体积稳定性和快速冻融试验。试验结果表明:掺加无碱液体速凝剂可大幅度提高喷射混凝土28 d抗压强度,保有率达到106.8%,而掺加碱性液体速凝剂的混凝土28 d抗压强度比仅为57.5%;掺加无碱液体速凝剂的喷射混凝土试件在各龄期的收缩率均小于掺加碱性液体速凝剂的混凝土试件;掺加无碱液体速凝剂可有效提高喷射混凝土的抗冻性能,混凝土试件经受300次冻融循环未破坏,而掺加碱性液体速凝剂的混凝土试件在进行冻融循环125次时已完全破坏。     

桥塔用内养护高强度抗裂混凝土性能研究

对比了页岩陶砂、粉煤灰黏土复合陶粒、浮石粉3种内养护材料对高强度混凝土的工作性能、力学性能和早期抗裂性能的影响,并结合桥塔混凝土结构进行了抗裂性验算。结果表明:随着内养护材料掺量的增加,不同龄期混凝土的抗压强度有所降低,但降幅不大,水胶比0.24时,每种内养护材料体积掺量控制在20%以内可满足C60混凝土强度要求;掺入3种内养护材料均可显著提高混凝土的早期抗裂性能,其中浮石粉的抗裂效果最好。结合沪通长江大桥主塔(高330 m,壁厚大多超过1.5 m)混凝土结构,针对收缩与温度应力引起的开裂问题进行了有限元抗裂性能分析,结果表明,浮石粉掺量20%的低收缩混凝土拉应力在容许范围内,开裂风险小。     

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。     

C50大体积混凝土温度应力测试及抗裂性能研究

为研究不同配合比条件下高强度大体积混凝土浇筑早期内部的温度、应力变化以及提高早期抗裂性能的技术途径,采用温度应力传感器分别测试尺寸为6.5 m×2.0 m×4.5 m的粉煤灰掺量为15%以及粉煤灰和矿粉双掺总量为33%的C50大体积混凝土早期的温度及应力变化。研究结果表明:以上2种混凝土在3 d龄期时抗压强度均不低于设计值的80%,劈拉强度均大于2.6 MPa。混凝土内外最大温差出现在3~4 d之间,最大拉应力也出现在大约3~4 d之间,采用粉煤灰和矿渣双掺的混凝土,掺合料掺量占胶凝材料30%以上,能够有效降低混凝土早期内外温差且3 d抗拉强度并未显著降低,有利于提高混凝土的抗裂性。     

粉煤灰强度效应的研究

采用强度效应指数和增强因子,研究了粉煤灰在砂浆和混凝土中的强度效应,分析了粉煤灰掺量和水胶比等因素对其强度效应的影响。研究结果表明：粉煤灰在砂浆体系和混凝土中表现出不同的强度效应;粉煤灰的强度效应随其掺量及体系水胶比的变化而变化;最佳的粉煤灰掺量及体系水胶比使粉煤灰在混凝土中获得最大的单位强度效应指数;而粉煤灰强度效应及其增强因子获得最大值时又分别对应于不同的水胶比。     

复合改性石粉对混凝土力学及抗渗性能影响试验研究

将废弃石粉作为掺合料制备混凝土应用于基础建设，不仅有望改善混凝土力学及耐久性能，也可解决废弃石粉资源利用、环境污染等问题。针对目前玄武岩石粉活性及利用率低的问题，采用机械与酸激发复合改性方式，通过室内试验研究机械球磨和酸浸泡复合改性玄武岩石粉对水泥浆体水化热、流动度及活性指数等性能的影响，探讨复合改性石粉掺量对混凝土力学性能及抗渗性影响规律。结果表明，在机械球磨70 min、酸浸泡(HCL浓度6%)复合激发条件下，改性玄武岩石粉活性最高，其28 d活性指数达90.7%。水泥替代量不超过15%,可大幅改善混凝土力学及抗渗性能。改性石粉最佳掺量为15%,其28 d抗压强度较对照组提高21.6%;电通量为675 C,远低于对照组1 240 C。该复合激发方式使玄武岩石粉活性大幅改善，可为玄武岩石粉资源化利用、绿色混凝土技术发展提供科学依据。     

掺复合功能掺合料快速修补混凝土的试验研究

以优质粉煤灰和硅灰复合粉体为基材外掺少量激发剂配制而成的复合功能掺合料(CUFG)是一种新型水泥混凝土路面快速修补材料。采用42.5级普通硅酸盐水泥,单方水泥用量315~360 kg/m3,掺入20%~30%复合功能掺合料,可配制出24 h抗压强度大于20 MPa,24 h抗折强度大于3.5 MPa;28 d抗压强度大于50 MPa;28 d抗折强度大于7.0 MPa的快硬高早强混凝土,满足24 h开放交通所需的最低强度指标要求,且后期强度也有较大的提高。CUFG的掺入提高了快速修补混凝土(RRC)早期和后期的折压比,降低了混凝土的干缩程度,有利于提高快速修补混凝土的抗裂性能。掺CUFG快速修补混凝土的抗氯离子渗透能力较强,同时具有优异的耐磨性能。     

高强喷射混凝土在铁路隧道中的应用研究北大核心

采用TK-S无碱液体速凝剂和硅灰配制C50高强喷射混凝土,并对其抗压强度、体积稳定性、抗冻性能及抗渗性能进行试验研究。试验结果表明:采用TK-S无碱液体速凝剂配制的C50高强喷射混凝土,其28 d抗压强度为56 MPa,为基准混凝土抗压强度的108%;90 d收缩率为0.016 9%,与基准混凝土收缩率相当;经300次冻融循环,相对动弹性模量为97.3%,质量损失为1.18%,未发生冻融破坏;当渗透压力为1.3 MPa时,渗水高度为54.3 mm,无碱液体速凝剂对于喷射混凝土的渗透性有改善作用。     

基于机制砂改进高性能混凝土力学和工作性能及机理研究

为探明机制砂掺量及其成分对地铁工程中高性能混凝土工作和力学性能的影响机理,以广东地区产机制砂为研究对象,配置不同机制砂掺量和不同石粉含量的高性能混凝土并开展相应试验,研究机制砂掺量及机制砂中石粉含量对混凝土扩展度、坍落度、新拌混凝土状态、抗压强度及抗折强度的影响规律,结合混凝土电镜微观结构揭示各因素对其性能影响机理。结果表明：机制砂掺量及其石粉含量分别为40%和5%时,机制砂混凝土施工性能和所呈现状态最优;随机制砂掺量增加,混凝土抗压和抗折强度呈先上升后下降的趋势;石粉含量对混凝土最终力学性能几乎没有影响,但混凝土早期强度会随石粉含量增加而显著增加。综上,本研究所用机制砂可部分替代天然砂,且替代率为40%时效果最佳;所配置的机制砂高性能混凝土各项工作性能良好,可满足施工性能和结构强度要求。     

掺超细粉煤灰高性能混凝土应力应变全曲线试验研究

对5组132块C60～C80掺超细粉煤灰高性能混凝土试件和2组33块C50～C60普通混凝土试件进行单轴受压试验，测得了其应力应变全曲线并进行了理论分析和比较。给出了掺超细粉煤灰高性能混凝土棱柱体强度、峰值应变、弹性模量与立方体强度的关系，并与普通混凝土进行了对比。掺超细粉煤灰高性能混凝土应力应变全曲线与普通高强混凝土相似；给出了适用于不同强度等级粉煤灰高性能混凝土的受压应力应变全曲线统一数学表达式，其理论曲线与试验曲线吻合较好．     

高强喷射混凝土在铁路隧道中的应用研究

采用TK-S无碱液体速凝剂和硅灰配制C50高强喷射混凝土,并对其抗压强度、体积稳定性、抗冻性能及抗渗性能进行试验研究。试验结果表明:采用TK-S无碱液体速凝剂配制的C50高强喷射混凝土,其28 d抗压强度为56 MPa,为基准混凝土抗压强度的108%;90 d收缩率为0.016 9%,与基准混凝土收缩率相当;经300次冻融循环,相对动弹性模量为97.3%,质量损失为1.18%,未发生冻融破坏;当渗透压力为1.3 MPa时,渗水高度为54.3 mm,无碱液体速凝剂对于喷射混凝土的渗透性有改善作用。     

纳米水化硅酸钙在免蒸养轨道板中的应用研究北大核心

采用水化微量热仪等测试手段研究了纳米水化硅酸钙(N‑C‑S‑H)对水泥水化及砂浆抗压强度的影响,并开展了基于N‑C‑S‑H的免蒸养轨道板的试应用。结果表明:掺加N‑C‑S‑H能提高水泥的水化放热速率和总水化放热量,且当N‑C‑S‑H掺量超过6.0%后,水泥水化放热第二峰值不再继续提高;掺加N‑C‑S‑H能显著提高砂浆8 h和12 h抗压强度,且随着N‑C‑S‑H掺量的增加,砂浆抗压强度先提高后降低;在25℃养护条件下,掺加1%N‑C‑S‑H可达到轨道板混凝土免蒸养强度要求。     

不同掺量的粉煤灰对泡沫混凝土性能的影响

研究了不同掺量粉煤灰对泡沫混凝土性能的影响,实验结果表明:在相同容重下,泡沫混凝土28 d抗压强度随着粉煤灰掺量的增加是呈上升趋势,粉煤灰掺量为30%时抗压强度最高,而且在设计容重越大的情况下强度受水灰比影响越小。而吸水率是随着粉煤灰掺量的增加而整体趋于下降,并且在设计容重为600 kg/m3,水胶比为0.42时,粉煤灰掺量为30%时,泡沫混凝土的吸水率最低。导热系数在粉煤灰掺量较小时,影响较小;当掺量为30%时,导热系数最小,仅为0.55 W/(m·K)。