海洋环境中湿态混凝土单轴立方体抗压强度的时变规律研究

海洋环境中混凝土的饱和程度对其宏观力学性能及耐久性有较大影响,准确获取湿态混凝土单轴立方体抗压强度随其饱和度变化的时变规律对港口工程混凝土结构设计至关重要。本文通过理论分析、材料力学性能对比试验等手段,对湿态混凝土单轴立方体抗压强度随其饱和度变化的时变规律进行了系统研究。基于研究目的,设计了C30、C40两个强度等级的混凝土,使其在海水中分别浸泡0d、7d、14d、21d、28d后进行单轴立方体抗压强度对比试验。试验结果表明:C30混凝土在经28d海水浸泡后,强度降低了2.5MPa,降低了5.9%;C40混凝土在经28d海水浸泡后,强度降低了3.4MPa,降低了7.9%;即两种不同强度等级的混凝土在海水中浸泡28d后,单轴立方体抗压强度均有不同程度的降低,强度降低程度均在6%~8%之间。由此可知,不论何种等级的混凝土,随其饱和度的增加,其单轴立方体抗压强度是呈现逐渐降低的趋势。本研究对推动海洋工程湿态混凝土的强度变化规律研究具有积极的推动作用。     

海洋环境下湿态混凝土力学性能时变规律研究

海洋环境下的湿态混凝土力学性能由于其所处环境变得更为复杂。掌握其力学性能随其饱和度变化的时变规律对混凝土结构设计和耐久性维护十分重要。该研究结合实际工况,通过理论分析和力学性能试验,对湿态混凝土轴心抗压强度、弹性模量和泊松比随其饱和度变化的时变规律进行了系统研究。研究结果表明:4种强度的混凝土单轴轴心抗压强度在浸泡28 d内变化趋势较多,到达28 d时较初始状态均下降,下降比例在7%～14%之间。4种强度混凝土的弹性模量和泊松比浸泡28 d内变化趋势较多,到达28 d时较初始状态均上升,弹性模量升高比例在5%～7%之间,泊松比升高比例在10.5%～23.5%之间。该研究对水运工程湿态混凝土力学性能研究具有积极的推动作用。     

水工砂性弃土固化材料力学性能研究

采用航道整治砂性弃土为主要原料制备水工材料,以抗压强度、劈裂抗拉强度及水稳定性作为控制指标,研究水泥、矿粉和石膏掺量对固化材料28 d力学性能影响。结果表明:在砂性弃土用量为70%,水泥、矿粉及石膏掺量分别为18%、10%和2%时,可获得28d抗压强度、劈裂抗拉强度和浸水强度分别达24.7 MPa、2.3 MPa和23.2 MPa的固化材料。该材料具有较高的抗压、抗拉力学强度及良好的水稳定性能,干缩率和吸水率小,与普通C20混凝土相比,砂性弃土固化材料综合单价降低约8.0%,可替代普通混凝土制作压载块等水工材料就地应用于水利和航道整治工程中,具有良好经济和社会效益。     

超声回弹融合法测定混凝土强度的试验研究

文中对C20、C30、C40三个不同强度等级的混凝土试样分别利用压力试验机、回弹仪和非金属超声波检测分析仪进行了抗压强度值、回弹值和声速值的检测,并应用超声回弹数据融合方法对得到的试验数据进行处理,得到混凝土强度推定值,并将该值与试块抗压强度值和传统的超声回弹综合法推定值进行了比较分析。结果表明,超声回弹数据融合方法与传统的超声回弹综合法相比,进一步提高了检测精度,比较符合工程实际情况。     

养护龄期对混凝土抗冻性能的影响

通过C30和C40两种强度等级的基准抗冻混凝土和掺加掺合料的抗冻混凝土分别在养护龄期14d和28d开始冻融的试验研究,表明适当缩短养护龄期对混凝土的抗冻性能影响不大。建议允许14d养护龄期开始冻融试验,对缩短冻融试验周期意义重大。     

复掺粉煤灰与石灰石粉海工自密实高性能混凝土试验研究

为满足海洋环境下高性能混凝土的施工要求,开展了复掺粉煤灰与石灰石粉海工自密实高性能混凝土的试验研究。试验结果表明,在复掺粉煤灰和石灰石粉掺量为40%的条件下,掺入10%～30%粉煤灰自密实混凝土具有较高的流动性、填充性、间隙通过性和抗离析性等工作性,满足自密实混凝土的施工要求;28 d抗压强度大于50 MPa,56 d的电通量小于1 000 C,90 d扩散系数小于1.5×10-12 m2/s,具有较高的抗压强度和抗氯盐侵蚀性能,满足海洋环境下抗氯盐侵蚀的耐久性要求。     

聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料的抗压强度数值预测方法研究

合理的计算方法和数值模型可显著提高工作效率,减少计算工作量。文章基于Eshelby-Mori-Tanaka方法和塑性损伤模型,建立了聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)宏观力学特性的细观数值计算方法,实现了PVA-ECC材料及普通混凝土材料的抗压强度模拟计算,用于预测不同配合比情况下的PVA-ECC材料宏观力学特性。通过材料抗压强度试验,获得了普通混凝土和PVA-ECC材料的立方体抗压强度和轴心抗压强度,试验结果表明,28 d龄期的PVA-ECC材料的抗压强度比相同龄期的混凝土材料抗压强度有较大幅度的提升,其立方体抗压强度比混凝土的立方体抗压强度高19.6%,轴心抗压强度比混凝土的轴心抗压强度提高76.6%。通过对PVA-ECC材料及普通混凝土材料的抗压强度模拟计算可知,数值模拟结果与试验结果具有良好的一致性,由此表明文章建立的复合材料的抗压强度数值计算方法是可行有效的。     

复掺粉煤灰与矿渣粉的海工自密实高性能混凝土试验研究

为满足海洋环境下高性能混凝土的施工要求,开展了复掺粉煤灰与矿渣粉海工自密实高性能混凝土的试验研究。试验结果表明,在复掺粉煤灰和矿渣粉掺量为60%～70%的条件下,掺入20%～30%粉煤灰自密实混凝土具有较高的流动性、填充性、间隙通过性和抗离析性等工作性,满足自密实混凝土的施工要求;28 d抗压强度大于50 MPa,56 d的电通量小于1 000 C,90 d扩散系数小于1.5×10-12 m2/s,具有较高的抗压强度和抗氯盐侵蚀性能,满足海洋环境下抗氯盐侵蚀的耐久性要求。     

水下基础防冲刷袋装混凝土配制技术

针对水下基础防冲刷技术,开展袋装混凝土配制技术研究。研究结果表明,水灰比对试模混凝土的抗压强度产生显著影响：当水灰比≤0.83时,混凝土抗压强度＞13.0 MPa;当水灰比≤0.66时,混凝土抗压强度＞15.0 MPa,当水灰比≤0.54时,混凝土抗压强度＞20.0 MPa;砂率对试模混凝土的抗压强度也产生一定影响,砂率宜为41%～43%;试模混凝土抗压强度与袋装混凝土芯样抗压强度具有良好的相关性。根据试验研究结果,提出袋装混凝土配合比参数和设计方法,可为水下基础袋装混凝土配合比设计提供技术指导。     

聚丙烯纤维对混凝土力学性能的影响

通过聚丙烯纤维混凝土的力学试验,研究了聚丙烯纤维掺量对混凝土基本性能的影响。试验结果表明:聚丙烯纤维混凝土的抗压强度、劈拉强度均随纤维掺量的增加而降低,当掺量由0增加到1.2 kg/m3时,纤维混凝土7 d抗压、抗拉强度与基准混凝土相比,分别降低了11.4%和8.7%,28 d强度则分别降低了12.1%和3.6%,而混凝土抗冲击能力则提高了4.76倍;同时由于聚丙烯纤维的加入使得混凝土具有较高的韧性,对防止普通混凝土在荷载作用下的变形及裂缝的发生具有重要意义。     

塑性混凝土的研究

防渗墙采用塑性混凝土施工,应具有良好的可施工性,通过塑性混凝土配合比的设计,可以满足其施工要求。当固定膨润土的掺量、改变水泥用量时,塑性混凝土28 d的立方体抗压强度、轴心抗压强度、立方体劈裂抗拉强度、轴心抗拉强度、静力抗压弹性模量随着水泥用量的增加而增加;如果固定水泥掺量、改变膨润土的掺量时,结果却与其相反。     

基于长江下游疏浚砂的砂浆力学性能试验研究

以长江航道整治废弃疏浚砂作为主要原料制备砂浆,可以大量利用废弃疏浚砂和各种工业废渣,有效缓解天然砂石材料短缺和枯竭的问题。研究以细度模数为0.10左右、含泥量为25%左右的长江疏浚砂为原料,制备能快速成型、强度高、抗水侵蚀性能优良的绿色疏浚砂砂浆,在灰砂比1∶2、水胶比0.6、粉煤灰替代量30%时,其28 d抗压强度和劈裂抗拉强度分别达到30.1和3.6 MPa;与普通C30混凝土相比,单方疏浚砂砂浆的成本明显降低。不仅具有良好的生态和经济效益,也为航道整治疏浚砂的资源化利用提供了一条有效途径。     

特殊环境混凝土实体强度检测技术应用研究

针对低气温条件下,混凝土结构实体回弹检测和钻芯取样检测强度低于同龄期28 d标准养护试块抗压强度,并造成对混凝土结构实体强度误判问题,通过试验研究对产生这一现象的根本原因进行分析。最后,根据相关规范中对同条件养护试块养护条件的规定,结合生产实际,对问题的症结进行初步推断,并利用试验手段加以论证。在论证可行的基础上,为特殊环境-低气温条件下混凝土实体强度的检测、评估提供参考。     

肯尼亚内罗毕ICD联锁块混凝土性能研究

研究了水灰比、机制砂河砂混合比例、混合砂细度模数、混合砂石粉含量对联锁块混凝土抗压强度和耐磨性能的影响,结果表明:联锁块混凝土的抗压强度和耐磨性能均与水灰比密切相关,随着水胶比的增大,混凝土抗压强度显著降低,磨耗量逐渐增大;联锁块混凝土的抗压强度随着混合砂细度模数的减小,有下降的趋势,磨耗值随着混合砂细度模数的减小逐渐增大;随着石粉含量的增大,联锁块混凝土的抗压强度呈先增大后减小趋势,石粉含量10%时抗压强度最大,联锁块混凝土磨耗量逐渐增大。     

内掺抗侵蚀防腐剂对海工混凝土性能的影响研究

通过抗压强度、快速氯离子扩散系数、电通量、碳化深度、干燥收缩和快速冻融循环试验研究内掺抗侵蚀防腐剂对海工混凝土性能的影响.结果发现:掺入抗侵蚀防腐剂降低混凝土抗压强度和28 dDRCM值,增大其掺量对混凝土DRCM和电通量影响不明显;0.46水胶比混凝土抗碳化性能和抗冻融性能随抗侵蚀防腐剂掺量上升而下降;不同混凝土干燥...     

砂岩石粉含量对机制砂混凝土劈裂抗拉强度的影响及机理研究

劈裂抗拉强度是评价混凝土抗裂性能重要的力学指标,试验分析砂岩机制砂石粉含量对混凝土劈裂抗拉强度影响及机理。结果表明:砂岩机制砂中石粉含量对不同强度等级混凝土的工作性、劈裂抗拉强度影响不同,对C35和C45强度等级的机制砂混凝土,当机制砂中石粉含量为7%~13%和5%~8%时,随石粉含量的增加,新拌混凝土和易性得到改善,混凝土抗压强度及劈裂抗拉强度不断提高;建立砂岩机制砂混凝土劈裂抗拉强度与抗压强度之间的数学公式:lg f_(sp)=0.309 7lg f_(cu)+0.102 6,机制砂混凝土的劈裂抗拉强度优于普通混凝土,具有更为优异的抗裂性能。机制砂石粉的颗粒效应、化学活性是机制砂混凝土劈裂抗拉性能的主要影响因素。     

SHSRA混凝土减缩剂性能研究

对掺有自主开发的SHSRA减缩剂的新拌混凝土工作性、硬化混凝土的干燥收缩、水化热及混凝土的强度等进行试验,并与未掺减缩刺的基准混凝土进行了对比,试验证明,SHSRA的掺入对新拌混凝土的工作性和混凝土后期强度没有负面影响,并可大大降低了混凝土的干缩率,28 d减缩率达40%,且可减缓胶凝材料水化反应速率,降低水化热,可以明显提高混凝土的抗裂性能.     

基于SEM和XRD微观测试下单掺矿物掺合料透水混凝土性能分析

透水混凝土是海绵城市建设中广泛应用的路面材料,但其强度在一定程度上仍难以满足工程需求,而矿物掺合料可有效改善混凝土的力学性能,故在透水混凝土中掺加矿物掺合料成为新的增强措施.文中对比分析了单掺15%的粉煤灰、矿粉、硅灰在7 d、28 d和56 d养护龄期的基本性能,并通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对透水混凝土胶结层的微观结构和化学组成进行分析.结果表明:掺入粉煤灰、矿粉、硅灰使透水混凝土的孔隙率和透水系数依次递减,其孔隙率和透水系数均随着养护龄期的增长而减小;但3种掺合料的掺入均可较大幅度地提升透水混凝土的中后期强度,其中以矿粉的改性效果最佳,其抗压强度可达31.8 MPa,满足轻型机动车路面的强度要求;微观测试表明,掺入15%矿粉的透水混凝土水化产物表面晶体排布整齐,水化反应更彻底,生成大量C-S-H凝胶,内部微孔被填充,结构变得致密,抗压强度最大,与宏观分析结果一致.     

不同龄期及不同体积率木纤维混凝土力学性能试验研究

通过对木纤维混凝土试件进行单轴抗压试验和三点弯曲梁断裂试验,基于试验结果研究不同木纤维体积率(0%、1%、3%、5%、7%)和不同龄期(3、7、14、28d)下木纤维混凝土的宏观特性,分析纤维体积率、抗压强度、断裂性能、抗弯强度之间的关系。试验结果证明,木纤维体积率对混凝土起到一定的早强效果,对混凝土的抗压强度、断裂韧度及裂后承载能力的影响也并非单纯的消极或积极。再者,龄期对纤维在断裂韧度及裂后承载能力等力学性能方面的作用效果也起到一定的影响。最后通过断裂试件的断面影像进行分析过量的木纤维对混凝土的破坏以及水泥水化导致的纤维的干缩现象对混凝土力学性能产生的影响。     

水胶比快速检测技术

采用新拌混凝土测试仪对施工常用的C20～C50不同强度等级的混凝土拌合物进行测试,同时进行硬化混凝土的室内试验,分别建立混凝土水胶比预测曲线和28d强度预测曲线,并对所建曲线进行了准确性分析。此方法能对生产的混凝土进行现场跟踪快速检测,可反映混凝土实际水胶比并预报混凝土28d强度,对有效控制混凝土生产质量具有重要的现实意义。