高温后混凝土强度变化试验研究

为了研究高温后混凝土强度变化规律,制作标准混凝土立方体试块,对试块加热到不同温度,空气中冷却后观察试块表观现象,然后进行加载试验,测试试块抗压强度.通过对比不同温度工况下混凝土试块的表观现象和抗压强度,发现高温会使试块颜色变白并且促使表面龟裂纹的产生和拓展.当温度处于200~300℃时,试块的抗压强度无明显变化,300℃后抗压强度逐渐降低,且温度越高下降得越快,当温度达800℃时抗压强度下降到常温时的30%.与常温相比,高温后试块轴心抗压破坏形态变化较大,"四角锥"现象不明显,随着受热温度的升高,劈落的碎块由整块剥落向粉碎性剥落过渡.     

冻融混凝土本构关系与孔结构特征研究

为分析冻融循环作用下混凝土材料的静态力学性能,并探讨立方体试块轴向压缩破坏过程和形态,依据慢冻法试验标准开展了混凝土冻融循环试验,测定未冻融、冻融25次、冻融50次及冻融75次混凝土的单轴压缩应力应变曲线和劈裂拉伸强度;结合孔隙结构的电镜扫描图像分析其劣化成因;同时利用ABAQUS有限元软件及混凝土损伤塑性模型对混凝土立方体试块的轴向压缩破坏过程及破坏形态进行数值模拟.试验结果表明:混凝土抗压强度、弹性模量和抗拉强度随冻融循环次数的增加而降低,变形增大;冻胀作用导致混凝土内部结构疏松造成其宏观力学性能劣化;数值模拟表明,立方体试件在压缩过程中竖直方向缩短、水平方向膨胀,裂缝在产生最大拉伸应变的区域扩展并最终形成四角锥破坏形态.     

高温冷却后钢筋混凝土简支梁强度损伤的研究

本文对高温冷却后钢筋混凝土简支梁的抗弯能力的损伤进行了研究,提出了计算火烧后钢筋混 凝土简支梁剩余承载能力的方法。在混凝土和钢筋高温冷却后强度试验结果的基础上,进行了 U根以石灰岩为骨料的钢筋混凝土简支梁高温冷却后的破坏试验,并用分层法对火烧后梁的承 载能力试作了计算和分析,计算结果与试验结果吻合较好。      

钢纤维掺量对混凝土高温力学性能的影响

利用订制的可实现程序控温的高温试验系统,按国际标准火灾曲线ISO-834对钢纤维混凝土试块进行了高温试验。探讨了钢纤维混凝土高温后抗压强度、抗拉强度随温度变化的规律,研究了钢纤维混凝土在高温后的力学特性。试验表明,钢纤维掺量越高,高温后混凝土性能提高越大;在各种不同温度级别的高温作用下,钢纤维的掺入均可较大幅度提高混凝土残余抗拉强度;而对混凝土高温后残余抗压强度,只有在500℃以上时,钢纤维才有较大贡献。     

铜镍铬锆合金的组织和性能研究

CuNiCrZr合金经较佳工艺(950℃×1.5h固溶+30%冷变形+480℃×3h时效水冷)处理后,合金具有较高的强度、硬度、导电率和软化温度,合金的性能达到较佳的配合.     

冷芯盒法砂芯的高温力学性能

本研究发现了冷芯盒法砂芯的较特殊的高温强度变化规律:温度刚开始升高时,砂芯强度下降;温度上升到约200℃之后,强度又开始上升,而温度上升到约400℃之后,强度一直下降。在200℃下的试样与在常温和400℃下的试样相比,随着应变的增加,应力增加较慢,产生较小的形变后试样就破坏。预先在180℃下对砂芯进行热处理,可提高砂芯的高温承载能力。     

中间处理对粉末高温合金FGH4095组织性能的影响

为了研究热处理制度对粉末高温合金FGH4095组织强化相γ'形态分布特征的影响,采用氩气雾化制备FGH4095高温合金粉末,经筛分、除夹杂处理后,热等静压烧结成形,对比研究不同的热处理条件下, FGH4095合金组织γ'相的大小、形貌及分布,测试了室温20 ℃和高温650 ℃下合金的拉伸性能,并对650 ℃高温下拉伸断口进行了比较分析.结果表明:中间热处理能够改善γ'相的形状及分布;经中间处理,材料高温拉伸性能明显提高,屈服强度从1 150 MPa提高到1 210 MPa,拉伸强度从1 230 MPa提高到1 460 MPa;中等尺寸γ'相数量增加,晶界得到优化,合金高温塑性得到提高.      

新老混凝土粘结试件的受力数值模拟及分析

基于有限元数值模拟综合对比分析了劈拉极限状态下整体混凝土试块、传统的新老混凝土试块和采用钢筋机械连接的新老混凝土试块的粘结性能,结果表明:在相同条件下,采用钢筋机械连接新老混凝土粘结时,其劈拉强度比传统的不加连接件的新老混凝土粘结试块提高了约20%,而且采用钢筋机械连接件具有显著地抑制劈裂面的裂缝扩展,混凝土中不同位置的劈拉应力的增长与该处到钢筋轴心的距离基本呈线性关系.     

混凝土含水率对强度影响的试验

通过浸泡时间不同,改变混凝土试块的含水率,测试不同混凝土试块的含水率,并研究含水率变化对试块抗压强度影响的规律.研究表明：混凝土标号越高,饱和含水率越小;试块的面积体积比越小,饱和含水率越小;含水率未达1%时,属于表面吸水,对试块的抗压强度影响不明显;同样标号的混凝土试块,其测试抗压强度随着含水率的增高而降低,自然养护的试块,其测试抗压强度随着含水率的增大下降的速度大于标准养护试块.     

缓凝剂对铁铝酸盐水泥性能的影响分析

通过研究缓凝剂种类(硼酸、葡钠)、掺入量,对铁铝酸盐水泥砂浆初凝时间与终凝时间的影响以及缓凝剂对抗压强度的影响,结果表明：硼酸的掺入量为0.20%时,铁铝酸盐水泥的凝结时间接近海螺牌硅酸盐水泥的凝结时间;掺入0.80%葡钠时,铁铝酸盐水泥的凝结时间略低于海螺水泥的凝结时间;硼酸不影响胶砂试块的抗折强度与抗压强度以及混凝土试块的抗压强度,但葡钠对强度有明显的破坏作用。     

海水循环侵蚀下路用泡沫混凝土的试验研究

为解决泡沫混凝土在海水侵蚀下的破裂损伤问题,采用室内浸烘试验研究了不同浸烘循环次数和浸泡时间下的混凝土特性,揭示了海水侵蚀泡沫混凝土的机理.结果表明:海水浸烘循环试验前期对泡沫混凝土影响较小,在经过20次海水浸烘循环后,试块抗压强度快速下降,25次后降至0.2 MPa左右;盐渣和部分混凝土渣的残留在分界面形成较致密的结构,导致10次循环试验后混凝土强度短暂上升.     

超声回弹综合法检测混凝土的抗压强度研究

以标准养护试块的试验结果建立无损参量"回弹值、超声声速-试块强度"的回归测强方程.以同条件养护试块的试验结果,采用修正系数法,提出修正后的更接近工程实际的"无损参量——实体强度"回归测强方程.依托某地区实体构件,进行现场无损检测,利用修正的回归方程推算结构实体的强度.回归结果与工程实际符合,可为该地区混凝土测强回归方程提供参考.     

受火冷却后钢管混凝土叠合短柱的轴压力学性能

为掌握受火冷却后钢管混凝土叠合短柱的轴压破坏机理和力学性能,基于试验研究和有限元模拟,分析了叠合短柱的破坏模式、轴压极限承载力和轴向刚度.考虑截面形状、钢管尺寸和长细比3个参数的变化,完成了8根叠合短柱在ISO-834升温曲线作用下的受火试验和受火冷却后的轴压承载力试验,并采用ABAQUS进行了非线性有限元模拟.研究结果表明:与钢筋混凝土短柱相似,受火冷却后叠合短柱的破坏模式为受压破坏;与常温时相比,受火180 min冷却后,叠合短柱的轴压极限承载力下降27.4%~38.2%,轴向刚度下降61.4%~69.0%;当受火时间和钢管尺寸均相同时,钢管外部钢筋混凝土结构层增大1.53倍厚度,受火冷却后圆形叠合短柱的轴压承载力和轴向刚度降幅分别下降8.4%和1.3%,方形叠合短柱的轴压承载力和轴向刚度降幅分别下降5.8%和4.1%;与模拟值相比,提出的简化计算方法计算的轴压极限承载力偏差的平均值和标准差分别为4.9%和5.3,计算的轴向刚度偏差的平均值和标准差分别为13.8%和9.8.     

混凝土植筋粘结锚固性能的拉拔试验研究

对120个混凝土植筋试样进行了室内拉拔试验,对比分析表明钢筋直径、混凝土强度、锚固长度和植筋孔径是影响钢筋平均极限拉拔力与胶-混界面极限平均粘结力的重要因素;混凝土预埋筋和后植筋中钢筋平均极限拉拔力相差不大,采用后植筋补强混凝土强度可以达到与预设钢筋相同的效果;混凝土试块主要出现三种破坏形式即钢筋拉断、胶-混界面破坏和混凝土劈裂。进而,基于理论分析建立了试件拉拔试验中钢筋极限拉拔承载力计算式。     

隧道火灾消防射水对混凝土抗压强度的影响

为探讨隧道火灾消防射水对高性能混凝土(HPC)力学性能的影响,对试件外观特征随火场温度变化的规律进行了试验研究,分析了消防射水对HPC残余抗压强度的影响,建立了火灾后HPC残余抗压强度与火场温度之间的关系.研究表明:消防射水对隧道火灾后HPC残余抗压强度的影响很大;在自然冷却条件下,HPC的残余抗压强度总体上呈衰减趋势,300℃时略有升高;在射水冷却条件下,HPC的残余抗压强度始终衰减.在相同温度条件下,射水冷却比自然冷却时HPC的残余抗压强度低,后者最高约为前者的1.3倍.     

环氧沥青混凝土的水损坏机理研究

利用冻融循环前后环氧沥青力学强度、吸水率、p H值以及DMA分析,并结合环氧沥青混凝土剥离断面的显微照片、环氧沥青的荧光显微照片,研究了环氧沥青混凝土在冻融循环实验条件下的水损坏机理。研究表明:环氧沥青混凝土在冻融循环条件下的水损破坏主要表现为,物理方面沥青相与环氧树脂以及集料分散情况的破坏,化学方面环氧树脂固化结构的破坏,即在冻融循环初期,水分子进入环氧沥青体系中造成环氧树脂发生水解,破坏环氧树脂的交联固化的分子结构;冻融循环后期,水分子使沥青相从环氧树脂固化系中逐渐析出,沥青逐渐析出固化体系,导致体系的分散结构,造成体系拉伸强度从5.12 MPa降低到3.46 MPa,降幅约32.42%,黏结强度从47.87 MPa降低到46.31 MPa,降幅为3.25%。     

水泥土-混凝土界面特性试验研究

水泥土-混凝土的界面特性是控制劲性复合桩竖向承载力和沉降特性的关键参数。文章设计了水泥土-混凝土制样方法,通过直剪试验研究了水泥土-混凝土界面特性,并分析了水泥土中水泥掺入量、混凝土强度等对界面特性的影响规律。试验结果表明,混凝土-水泥土破坏面位于两者交界面上;水泥土强度较低时,界面破坏模式为塑性破坏,随着水泥土强度的提高,脆性特征逐渐显现,破坏模式由塑性破坏转为脆性破坏;界面剪切强度与法向应力符合库伦定律;在一定的水泥土无侧限抗压强度范围内,界面黏聚力与水泥土无侧限抗压强度符合近似线性函数,但界面摩擦角与水泥土强度之间的相关度不密切;界面剪切强度约为水泥土无侧限抗压强度0.188倍。     

基于抗高温的纤维混凝土强度特性研究

为了研究纤维混凝土经高温作用后的力学性能,通过试验研究了温度对聚丙烯纤维混凝土和钢纤维混凝土抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度的影响,并与素混凝土作对比。试验结果表明,随温度的升高,混凝土强度逐渐降低,强度损失率逐渐增大,其中当温度超过600℃时强度损失率大幅增加;各温度下,钢纤维混凝土的强度远大于聚丙烯纤维混凝土,其对混凝土强度的改善作用显著,而聚丙烯纤维混凝土的强度虽然大于素混凝土,但当温度超过600℃后两者相差不大,此时聚丙烯纤维对混凝土强度的改善作用很小。     

隧道衬砌混凝土的热力耦合室内试验研究

为研究受火时间和粗骨料含量与隧道衬砌混凝土宏观损伤的关系，根据隧道衬砌实际受火特点，自主改良设计一套衬砌混凝土热力耦合试验装置，研究粗骨料含量为20%、30%和40%的混凝土试块在载荷比恒为28%且不同受火时间下的损伤规律.研究结果表明：无火灾发生时，衬砌混凝土受较小荷载作用下，表面无劣化现象，质量无明显变化，残余抗压强度增加；热力耦合作用下，随着火灾时间增加，受火0.5 h后，试块表面有少许微裂纹形成，1.0 h后表面出现较宽的裂缝，细小裂缝分布较多且部分裂缝相互交叉，受火达到2.0 h，试块底面损伤严重，可以看出火灾的发展时间和程度对衬砌结构的损伤至关重要；随着混凝土粗骨料含量的降低，混凝土内部温度传导速度减慢，相同位置处的温度值变小，其表观损伤显著增加，20%粗骨料含量下质量损失率可达8.14%，而40%粗骨料含量混凝土质量损失率仅为4.10%，强度相同时，高含量粗骨料混凝土的抗火性能更优.     

严寒地区路缘石抗盐冻技术研究

为解决路缘石出现的盐冻破坏问题,设计5种混凝土配合比,分析不同配合比下路缘石的盐冻破坏情况,其中配合比5的混凝土试块抗盐冻效果最佳;同时对成型面涂抹强化剂的混凝土试块进行盐冻试验,结果显示表面涂抹强化剂的试块抗盐冻效果明显,在此基础上对比分析配合比5与涂抹强化剂的混凝土试块抗盐冻效果,分析结果表明:涂抹强化剂的试块效果较好。在试验的基础上,综合考察环境要素对路缘石施工的影响,选择最佳的施工时间。