冻融循环对混凝土质量损失及相对动弹模量影响的试验研究

增强混凝土的抗冻性能指标是提高极端环境下混凝土耐久性的关键.本文通过加强试件制作过程中引气剂含量的精确控制及采用先进的混凝土自动冻融试验机实现试验方案的改进,深入研究10种混凝土强度等级、8种抗冻等级的试块的冻融循环次数与混凝土质量损失及相对动弹模量的定量关系.研究结果表明:混凝土的强度等级越高其抗冻融循环的能力越强;混凝土的抗冻能力与引气剂的含量密切相关;C25及以下强度等级混凝土经历300次冻融循环、质量损失和相对动弹性模量损失可满足要求,C30及以上混凝土经历350次冻融循环可满足要求.     

表层强化混凝土抗冻耐久性研究

为研究刷涂强化材料对混凝土抗冻耐久性的影响,选取硅烷和环氧树脂2种强化材料,制备刷涂表层强化材料的混凝土和普通混凝土试件,进行快速冻融循环试验和压汞试验,对冻融循环后混凝土的质量损失、动弹模量衰减、微观结构以及混凝土表层孔隙的变化情况进行分析。研究结果表明:相同冻融循环次数下,表层强化混凝土的动弹模量衰减和质量损失均低于素混凝土,抗冻耐久性显著增强,且硅烷的强化作用强于环氧树脂;硅烷通过表面渗透方式进入混凝土中,在混凝土表面和内部形成致密憎水的网状结构,环氧树脂在试样表面形成了膜状结构层,覆盖孔隙及裂缝。2种强化材料都通过改善混凝土表层孔径分布进而阻碍水分的进入起到提高抗冻耐久性的作用。     

大掺量粉煤灰高性能混凝土的试验研究

探讨了中等强度大掺量粉煤灰高性能混凝土的工作性能、力学性能、变形性能以及耐久性能。在大量试验的基础上，对不同掺量粉煤灰高性能混凝土的坍落度损失、抗压强度、干缩以及耐久性等性能进行了全面地分析。研究表明，大掺量粉煤灰高性能混凝土在道路工程、大体积工程以及房建工程等方面有着广阔的应用前景。     

蒸养混凝土早期力学性能影响因素研究

研究了水胶比、超细粉煤灰掺量和砂率对不同粗骨料（碎石和碎卵石）蒸养混凝土早期力学性能的影响,主要包括抗压强度、棱柱体强度和弹性模量。试验结果表明：水胶比时蒸养混凝土弹性模量的影响较大,随着水胶比的增大,蒸养混凝土的弹性模量降低;随着超细粉煤灰掺量增加,蒸养混凝土的力学性能略有改善;当砂率大于0．3时,对蒸养碎石混凝土的弹性模量影响较大,而对蒸养碎卵石混凝土的力学性能均有影响。     

应变硬化水泥基材料在拉伸作用下的渗透性研究

对应变硬化水泥基材料(PVA-SHCC)试件进行拉伸试验,使试件达到预定的应力及应变后保持不变,静置一段时间后在持续拉伸应力环境下进行抗水渗透性试验和抗氯离子渗透性试验,以测定其在不同应力、应变水平下的抗水和抗氯离子渗透性能。结果表明:试件中毛细吸水量、毛细吸水系数、氯离子含量,均随着应力和应变的提高而增大,当应变达到极限应变的2%时,试件的毛细吸水系数是试件未受荷时的5.5倍。     

高石粉含量石灰岩机制砂混凝土性能研究

为解决潮惠高速公路沿线优质河砂资源紧缺问题,减少石粉对环境的不良影响,试验研究了高石粉含量石灰岩机制砂混凝土工作性能、力学性能、收缩变形性能和耐久性能,并与河砂混凝土进行了对比。结果表明,石灰岩机制砂可替代河砂作为细骨料,并可将石粉含量限值提高至9.6%;机制砂混凝土可通过外加剂调整其工作性能,使之与河砂混凝土相当;机制砂混凝土的抗压强度和弹性模量与河砂混凝土相当,而机制砂混凝土抗折强度略高;机制砂混凝土收缩变形性能和耐久性能较优。     

高温干燥下速凝剂对水泥净浆性能的影响

为掌握高地热环境条件下隧道初期支护水泥基材料的水分蒸发及其性能随时间的变化规律,通过室内模拟试验,探讨高温(60℃)与速凝剂共同作用对水泥浆体的水分损失、力学强度及化学结合水含量的影响。结果表明,60℃干燥条件显著加速了水泥浆体水分蒸发而增大质量损失率,速凝剂掺入并不能有效降低试件早期水分蒸发引起的质量损失,高吸水性树脂会显著增大基准水泥及掺粉煤灰试件的质量损失;硅灰和速凝剂双掺可较好地减少试件在60℃干燥条件下的质量损失。同标准养护条件相比,60℃干燥条件下各试件抗压强度随龄期增长按1 d抗压强度增大、7 d和28 d抗压强度下降的规律变化;速凝剂和高温干燥条件共同作用下水泥净浆强度增速缓慢;速凝剂有利于增强掺粉煤灰试件28 d龄期的抗压强度,但不利于掺硅灰试件28 d龄期抗压强度的发展。硅灰与速凝剂双掺会降低水泥净浆的毛细吸水系数,速凝剂单掺和速凝剂与高吸水树脂双掺对掺有粉煤灰试件毛细系数影响不大。与标准养护条件相比,60℃干燥条件下纯水泥基准组试样所含化学结合水和Ca(OH)2含量明显降低;速凝剂可略微提高水泥基准试样化学结合水和Ca(OH)2含量,但不利于60℃干燥条件下的水泥...     

再生混凝土材料抗压强度尺寸效应试验研究

以废弃的混凝土为原料配制了多组再生粗骨料不同取代率下的立方体和棱柱体再生混凝土试件,对其进行抗压强度尺寸效应试验,得出了再生混凝土抗压强度尺寸效应系数,并对其进行了综合分析.结果表明:在相同条件下再生混凝土抗压强度的尺寸效应具有抗压强度随着试件尺寸增大而减小的基本规律.     

水泥乳化沥青砂浆毛细吸水性研究

采用ISAT方法测定水泥乳化沥青砂浆(简称CA砂浆)的毛细吸水速率,研究固灰比(A/C)、孔隙率、试件干密度及拌合物含气量对CA砂浆毛细吸水性的影响。试验结果表明,CA砂浆的总孔隙率影响其强度,而CA砂浆的毛细孔特性才是其毛细吸水性的决定因素;增加固灰比、提高新拌砂浆的含气量、减小砂浆干密度及降低砂浆的毛细孔隙率均可降低CA砂浆的毛细吸水速率;阳离子乳化沥青砂浆的强度及毛细吸水速率均高于阴离子乳化沥青砂浆。     

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。     

机制砂石粉含量对混凝土性能影响

通过对贵阳地区机制砂进行大量的配合比试配试验,根据机制砂石粉不同掺量从5%、10%、15%、20%、25%、30%掺入,在水胶比不变情况下分别试拌,察看混凝土和易性,并制取7 d、28 d、56 d强度试件、抗裂试件、抗渗试件,阐述混凝土工程中机制砂石粉含量对混凝土强度、和易性及耐久性的影响,从而得出该地区机制砂石粉含量的极限值。工程实践表明:通过选用反击破制砂设备,控制好砂中石粉含量,并采取措施保证混凝土的搅拌时间,减少坍落度的损失,这样机制砂中石粉对混凝土质量基本无影响;这提高了当地石材的利用,节省成本,提高效益。     

机制砂石粉和泥粉含量对C50箱梁混凝土性能的影响

通过分析机制砂的特点,研究机制砂中不同石粉和泥粉含量对 C50箱梁混凝土的工作性、不同龄期的抗压强度及28 d、56 d抗渗性能的影响规律,并探究其作用机理。研究表明：机制砂中石粉和泥粉含量对 C50箱梁混凝土的工作性、力学性能和耐久性能均有明显影响;机制砂 C50箱梁混凝土中石粉的最佳含量为8%～12%;泥粉含量限制在2%以下为宜( MB值≤1.2)。     

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。     

高温后混杂纤维混凝土力学性能试验研究

为研究高温后玄武岩-纤维素混杂纤维混凝土的力学性能,对不同温度条件下掺入不同玄武岩纤维长度的混杂纤维混凝土进行抗压及抗折强度试验。基于试验数据进行统计分析,建立不同玄武岩纤维长度下混杂纤维混凝土相对抗压强度和相对抗折强度随温度变化的关系式。运用BP神经网络得出混杂纤维混凝土中玄武岩纤维的最佳长度范围。研究结果表明:素混凝土的抗压强度在200℃时达到峰值,而混杂纤维混凝土的抗压强度则是在400℃达到最高;素混凝土及混杂纤维混凝土的抗折强度均随着温度的升高呈下降趋势,800℃后,素混凝土与混杂纤维混凝土的抗折强度残余率分别仅为22.3%及26.9%。     

隧道仰拱组合结构的现场试验研究

在复杂地质条件下长大隧道施工过程中,为了控制隧道围岩的过大变形及加快隧道施工进度,需要将仰拱及时封闭.通过对仰拱采用钢筋混凝土预制板和干硬性混凝土组成的组合结构的现场试验研究,把仰拱上的荷载通过预制板间接传递给铺底干硬性混凝土,并充分利用干硬性混凝土强度增长快、受力后变形较小的特点,使仰拱组合结构在隧道掘进的两次出砟间隙时间内达到能通行汽车的要求.对组合结构承受不同荷载时钢筋混凝土板顶面的沉降变形及钢筋混凝土预制板和铺底混凝土之间的接触压力进行现场量测,并用有限元计算方法对试验结果进行分析验证.结果表明,由本文设计的隧道仰拱组合结构,能够增强隧道的施工安全和加快施工进度.     

酸雨环境下方钢管再生混凝土偏心受压试验研究

对酸雨腐蚀后的9根方钢管混凝土进行偏心受压试验研究,主要考虑偏心距、混凝土类型和酸雨腐蚀率变化对试件力学性能的影响。研究表明:整体上酸雨腐蚀试验与法拉第电化学腐蚀定律吻合较好,随着腐蚀率的增加,试件极限承载力、前期刚度及延性均有所降低;混凝土类型对试件破坏形态、极限承载力和前期刚度影响不大,钢管再生混凝土的延性略差于同等条件下的钢管普通混凝土;随着偏心距的增加,试件达到峰值荷载前竖向相对压缩率增大,刚度减小。采用有限元软件对所有试件进行建模分析,整体上有限元建模方法能够较好模拟酸雨环境下方钢管再生混凝土偏心受压全过程,计算所得试件的极限承载力与试验结果较吻合。     

碎黏土砖粗骨料再生混凝土的强度指标换算

对净水灰比0.45,不同碎黏土砖粗骨料取代率(0,20%,30%和50%),不同龄期(3,7,14和28 d)的144个再生混凝土试件分别进行了立方体抗压强度、轴心抗拉强度和劈裂抗拉强度试验,基于试验数据回归分析得出碎黏土砖粗骨料再生混凝土立方体试件抗压强度随龄期和粗骨料取代率的变化公式,并分别给出了碎黏土砖粗骨料再生混凝土各龄期轴心抗拉强度与立方体抗压强度,劈裂抗拉强度与立方体抗压强度,以及轴心抗拉强度与劈裂抗拉强度的换算关系。     

玉磨铁路早龄期混凝土抗硫酸盐侵蚀试验研究

处于硫酸盐侵蚀环境中服役的铁路混凝土结构,混凝土内部因膨胀性物质生成导致内部开裂。实际施工混凝土养护龄期往往达不到28 d要求,早龄期阶段混凝土水泥水化不充分、内部孔隙较多,更易受到硫酸盐侵蚀,影响结构的耐久性。为探究现浇铁路混凝土结构在干湿循环和硫酸盐双重作用下的耐久性能,进行了宏观强度试验和微观SEM试验,建立硫酸盐环境下早龄期混凝土微观结构与宏观性能之间的联系。以玉磨铁路C35和C50配合比配制的试件作为研究对象,标准养护3 d和7 d后进行30,60,90,120,150,200,250和300次硫酸盐干湿循环侵蚀试验,通过比较混凝土抗压强度、抗压强度耐蚀系数、相对质量变化和微观结构,探究早龄期混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力。研究结果表明：对于不同强度等级及养护时间的混凝土,钙矾石在其中起填充作用的时间长短不同,填充作用在C35混凝土中比在C50混凝土中长30个循环;养护时间越短,混凝土受侵蚀前期抗压强度及质量增加越多,但侵蚀后期劣化越严重,300次干湿循环后C50-3 d,C50-7 d,C35-3 d和C35-7 d抗压强度耐蚀系数分别为0.80,0.85,0.74和0.77;电...     

人工混合砂在轨道交通工程混凝土中的应用研究

通过试验对比,研究了人工混合砂、天然砂对轨道交通工程C35 P10防水混凝土性能的影响。结果表明:选取合适比例人工混合砂配制出的混凝土工作性能、早期抗压强度、抗渗性能和碳化性能均优于天然中砂混凝土,后期抗压强度和干缩性能稍逊于天然中砂混凝土。人工混合砂可替代天然砂用于配制轨道交通工程C35 P10防水混凝土。     

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。