级配钢纤维活性粉末混凝土的动态拉伸性能的试验研究

采用分离式Hopkinson压杆(SHPB)对直径为70 mm的圆柱体试件的动态拉伸性能进行研究,得到了不同应变率下的混凝土劈裂拉伸强度和拉伸应力-时间曲线,并与静态劈裂拉伸强度进行了对比。根据试验结果,讨论了含不同种类钢纤维的活性粉末混凝土的动态拉伸性能,以及3种钢纤维级配下的钢纤维活性粉末混凝土的动态拉伸性能;总结了级配钢纤维活性粉末混凝土的应变率效应,以及影响钢纤维混凝土动态拉伸性能的因素。     

高性能混凝土轴心抗拉强度与劈裂抗拉强度试验研究

就C70－C100高强度性能混凝土的轴心抗拉强度强度与劈裂纹拉强度进行了对比试验研究，试验结果表明：高强高性能混凝土的抗拉性能明显改善，脆性有降低，同时其轴心抗拉强度，抗压强度与劈裂抗拉强度均有良好的相关性。     

高性能混凝土轴心抗拉强度与劈裂抗拉强度试验研究

就C70～C100高强高性能混凝土的轴心抗拉强度与劈裂抗拉强度进行了对比试验研究，试验结果表明：高强高性能混凝土的抗拉性能明显改善，脆性有所降低，同时其轴心抗拉强度、抗压强度与劈裂抗拉强度均有良好的相关性。     

不同钢纤维含量RPC材料受压力学性能研究

通过单轴受压强度试验和变形特性试验,研究不同钢纤维体积含最活性粉末混凝土的基本力学性能与本构关系.研究结果表明:纤维体积含量在1.50%～1.75%之间变化时,活性粉末混凝土的轴心抗压强度和峰值应变无明显变化,当纤维体积含量超过1.75%后,轴心抗压强度和峰值应变明显提高;活性粉末混凝土的受压破坏过程包括裂缝稳定扩展、裂缝失稳扩展、多条裂缝贯通和纤维粘脱4个阶段.结合试验曲线,推导出不同钢纤维体积含量活性粉末混凝土统一的单轴受压本构方程.     

钢纤维增强橡胶高强混凝土抗拉强度试验研究

按照普通混凝土力学性能试验方法和钢纤维混凝土试验方法的要求,比较了钢纤维橡胶高强混凝土在立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和拉压比等力学性能方面与高强混凝土和橡胶高强混凝土的差别,得出钢纤维的掺入能有效提高橡胶高强混凝土的抗拉强度和拉压比的结论,为其工程应用提供试验数据.     

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。     

硫酸盐环境对活性粉末混凝土抗拉强度的影响

通过硫酸盐冻融-干湿循环耦合作用试验,研究Na_2SO_4溶液浓度对预加载活性粉末混凝土劈裂抗拉强度的影响规律,并结合SEM、XRD微观分析方法研究其破坏机理。结果表明:0%、5%、10%浓度Na_2SO_4浓度溶液冻融-干湿循环耦合作用下,劈裂抗拉强度的变化经历初期劣化、强化和后期劣化共三个阶段。Na_2SO_4溶液浓度对劈裂抗拉强度的影响较大,其中,5%浓度的影响最大,其次为10%浓度,最后为0%浓度。冻融循环、干湿循环过程中的温度交变作用是初期劈裂抗拉强度下降的主要原因;侵蚀过程中产生的Na_2SO_4晶体和石膏晶体对裂缝和孔隙起到填充作用,未水化水泥和硅灰二次水化产生的修复作用,共同作用使得劈裂抗拉强度经历了强化段;后期劣化阶段结晶更好的石膏晶体与钙矾石晶体等侵蚀性产物的有害膨胀应力与Na_2SO_4结晶应力共同作用造成基体损伤。5%浓度Na_2SO_4溶液耦合循环6次后,活性粉末混凝土、C60高性能混凝土的劈裂抗拉强度损失率分别为6.09%、48.89%,活性粉末混凝土在耦合作用下的耐久性远优于C60高性能混凝土。     

混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应的细观数值研究

为从细观结构上研究混凝土的劈裂抗拉强度及其尺寸效应,采用随机骨料模型模拟混凝土的细观结构,在细观层次上将混凝土看成是由硬化水泥砂浆体、粗骨料颗粒及二者问的黏结带构成的三相非均质复合材料;利用有限元方法数值模拟混凝土试件的细观损伤断裂和劈裂抗拉,并对其劈裂抗拉强度尺寸效应进行了研究.结果表明:骨料与砂浆的界面是混凝土劈拉破坏的薄弱环节,混凝土试件的劈裂抗拉强度存在明显的尺寸效应,所采用的数值模拟计算方法基本可行.     

通过外包活性粉末混凝土型钢梁抗弯性能试验研究

基于三榀外包活性粉末混凝土型钢简支梁的抗弯性能试验,观察试件的破坏过程、裂缝的分布与开展情况、挠度的变化特点和试件的破坏形态,得到外包活性粉末混凝土型钢梁试件的承载能力、典型荷载-挠度曲线和混凝土及型钢沿梁跨中截面高度的应变值;分析试件的的承载能力特征、荷载-挠度曲线发展的阶段性特点和梁跨中混凝土及型钢应变的分布规律,推导外包活性粉末混凝土型钢梁开裂荷载及正截面抗弯极限承载能力的计算公式。研究结果可为外包活性粉末混凝土型钢梁正截面抗弯的有关进一步理论计算提供试验数据和理论依据,为外包活性粉末混凝土型钢梁构件的进一步精细化研究打下基础。     

钢管活性粉末混凝土界面粘结强度试验研究

参照传统钢管混凝土粘结强度的设计理论与试验方法,设计2组钢管活性粉末混凝土(ReactivePowder Concrete,RPC)柱试件,进行钢管与RPC之间界面粘结强度试验研究.考虑施工条件以及工程造价等因素,对RPC配合比和试件养护条件进行了优化.通过试件的反复推出试验,得到钢管RPC柱的荷载-滑移曲线.试验研究结果表明,钢管RPC试件的第1次轴心推出试验曲线与普通钢管混凝土试件的轴心推出试验曲线有相似的规律,而其反复轴心推出试验曲线与普通钢管混凝土试件的反复轴心推出试验曲线的规律有差异,而且钢管RPC试件的奇数次轴心推出试验曲线与偶数次轴心推回试验曲线没有对称性;采用蔡绍怀提出的粘结强度计算公式计算得到的钢管RPC粘结强度与试验得到的结果相近;自然养护条件下RPC的立方体强度约为蒸汽养护条件下的88%,自然养护条件下钢管RPC的粘结强度低于蒸汽养护条件下钢管RPC的粘结强度.     

节段预制胶拼构件轴拉强度试验研究

胶接缝抗拉强度是节段预制拼装混凝土梁抗裂性检算的重要依据。为研究节段预制胶拼构件轴拉强度,设计制作了4个预制胶拼单键混凝土轴向拉伸构件,研制了轴向受拉加载装置,进行了胶拼构件轴向拉伸破坏试验。试验结果表明,胶拼构件轴向受拉破坏过程发展较快,具有明显的脆性破坏特征。构件受拉断裂位置为胶接缝附近,胶接缝的破坏属于混凝土内聚破坏。试验构件的接缝抗拉强度为2.94～3.24 MPa,平均值为3.17 MPa,具有一定的抗拉性能。将试验结果与相关规范进行对比,并简要分析轴拉强度影响因素。建议在预制节段胶拼桥梁的抗裂性设计中,可以适当考虑胶接缝的抗拉强度,减少预应力钢筋用量,提高设计经济性。     

RPC混凝土-螺栓连接分段拼装梁构思

活性粉末混凝土(RPC)是一种新发展起来的超高性能水泥基复合混凝土,其抗压强度、抗拉强度远高于普通混凝土或者高性能混凝土,被称之为"类钢"材料,而钢结构又具有工厂精密加工,工地现场安装等特点。探讨将RPC混凝土这种"类钢"材料在工厂预制构件,现场用钢节点板和高强螺栓连接成形的设计构思,介绍RPC混凝土与钢节点板采用高强螺栓连接、分段拼装的板式桥梁设计。     

活性粉末混凝土坍落度和抗压强度的影响因素研究

通过室内试验研究,揭示活性粉末混凝土坍落度和抗压强度的影响因素。结果表明,同普通混凝土一样,水胶比仍然是影响活性粉末混凝土坍落度和抗压强度的主要影响。但是,水胶比的较小变化,却对活性粉末混凝土的坍落度和抗压强度造成较大影响。并且,水泥品种、砂胶比、钢纤维掺量、养护条件等因素对活性粉末混凝土的坍落度和抗压强度的影响程度与普通混凝土也存在差异。     

碳纤维筋与活性粉末混凝土粘结性能试验研究

通过拉拔试验,对活性粉末混凝土与碳纤维筋的粘结性能进行了试验研究,考察了水胶比、钢纤维掺量及硅灰掺量等材料参数对粘结性能的影响。试验结果表明:粘结滑移曲线的形状主要与碳纤维筋的表面形状有关,与活性粉末混凝土的配比无关;碳纤维筋与活性粉末混凝土的粘结强度随着水胶比的降低而提高,但是提高的幅度并不明显;钢纤维的掺入可以有效地提高粘结强度,是影响粘结强度的一个重要因素;掺入硅灰有利于改善粘结性能,但其掺量有一个最佳范围,在本次试验中,硅灰的最佳掺量为0.25~0.35。     

常温养护下正交异性钢板-RPC组合桥面力学研究

为了解决正交异性桥面板铺装破坏和钢桥面板开裂的问题,提出一种常温养护下正交异性钢板-活性粉末混凝土(RPC)组合桥面结构体系。基于某大桥建立局部有限元模型,并计算对比常温RPC组合箱梁、纯钢箱梁、高温RPC组合箱梁和普通混凝土组合箱梁的桥面系应力状态;同时开展局部模型静载试验。研究结果表明:常温养护下RPC抗压强度、抗折强度和弹性模量与普通混凝土相比有明显的提高;常温养护的RPC组合箱梁的RPC层拉应力达到了6.45 MPa,未出现裂缝,此应力远高于普通混凝土的抗拉强度,从而为解决桥面铺装破坏提供了思路;常温RPC组合箱梁和高温RPC组合箱梁桥面板应力降幅都超过了80%,明显大于普通混凝土组合箱梁,从而改善桥面板疲劳性能。常温养护的RPC在施工现场便于制作,应用前景较好。     

高强钢筋钢纤维RPC简支梁受剪承载力试验性能研究

为了探究RPC简支梁受剪承载力的影响性能,通过对6根2组剪跨比为2.25和3.0的矩形梁进行受剪性能试验,分析2组不同剪跨比的试验梁,其配箍率对受剪承载力的影响;将试验结果与普通钢筋混凝土修正压力场公式,以及我国规范公式的计算结果进行对比分析;考虑配箍率与钢纤维的影响,修正RPC主拉应力-应变本构关系,并编制程序进行迭代计算,得出钢纤维对承载力的贡献率。研究发现:配箍率和剪跨比对试验梁承载力的影响均比较明显。配箍率≤0.252%时,配箍率越大,试验梁的受剪承载力越大,但随着配箍率的继续增大,试验梁呈弯剪破坏趋势,配箍率-荷载曲线趋于平缓;钢纤维对RPC梁抗剪承载力的影响不容忽视,而且对无腹筋梁的影响大于有腹筋梁;基于修正压力场理论模型的改进计算程序用于计算高强钢筋RPC梁的抗剪承载力,其理论值与试验值吻合良好,具有一定的可信度和实用性。     

人工砂粉煤灰混凝土基本力学性能试验研究

通过试验研究了水胶比、粉煤灰替代水泥率和超量系数对人工砂混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度和轴心抗拉强度的影响规律,提出了宜采用粉煤灰超量取代水泥配制人工砂粉煤灰混凝土,确定了粉煤灰替代水泥率和超量系数的合理取值范围;分析了人工砂粉煤灰混凝土的轴心抗压强度、弹性模量、抗拉强度与立方体抗压强度之间的关系,提出了设计计算方法,探讨了人工砂粉煤灰混凝土的强度随龄期变化规律。     

弯、剪、轴拉复合受力状态下钢筋混凝土梁的承载能力试验研究

对弯、剪、轴拉复合受力状态下钢筋混凝土梁的承载能力进行试验研究。试验中主要考虑轴向拉力、最小抗剪配筋、配筋率、混凝土强度等级等因素对弯、剪、轴拉复合受力状态下钢筋混凝土梁的承载能力的影响。试验实测表明,欧洲规范2第1部分中用于计算弯、剪、轴拉复合受力钢筋混凝土梁承载能力的公式过于保守,有必要进行修正。