再生混凝土基本力学性能试验研究

设计并完成了再生粗骨料已使用年限分别为0、10、40年和取代率分别为0、30%、50%、70%、100%的C30级再生混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度相关试验,并以天然骨料混凝土作为基准进行对比分析.试验结果表明:再生混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度破坏过程和破坏形态与普通混凝土基本一致,在水灰比相同的情况下,再生混凝土立方体抗压强度高于普通混凝土,劈裂抗拉强度低于普通混凝土,抗折强度基本接近普通混凝土;另外,还表明再生粗骨料的寿命对再生混凝土强度有一定影响.     

不同强度等级混凝土尺寸效应试验研究

为了研究不同强度等级混凝土强度的尺寸效应,分别对C15、C20和C30等级混凝土,边长分别为100、150和150 mm的立方体试件进行了抗压和劈裂抗拉试验。建立了不同强度等级混凝土抗压与劈裂抗拉强度尺寸效应律的计算式,并通过试验数据验证了其适用性。试验结果表明,混凝土的立方体抗压强度和劈裂抗拉强度均存在尺寸效应,随着强度等级增大尺寸效应显著性逐渐增大;抗拉尺寸效应大于抗压尺寸效应。     

商品混凝土早期强度随龄期增长规律的试验研究

对五种不同强度等级(C20,C30,C40,C50和C60)的183个混凝土试件分别进行了五个龄期(3 d,7 d,14 d,28 d和60 d)的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度试验研究,分别得出了标准养护条件下不同强度等级混凝土在不同龄期的抗压强度统一计算公式和劈裂抗拉强度随龄期增长的经验公式;并给出60 d龄期内各个龄期混凝土劈裂抗拉强度与立方体抗压强度之间的换算公式。对三种不同强度等级(C20,C40,和C60)的45个混凝土构件(100 mm×100 mm×375 mm)分别进行了五个龄期(3 d,7 d,14 d,28 d和60 d)的轴心抗拉强度试验研究,得出了轴心抗拉强度随龄期增长的经验公式,给出了60 d龄期内各个龄期混凝土轴心抗拉强度与劈裂抗拉强度之间的换算公式。上述公式为今后修订现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中有关耐久性的条目提供了重要的试验数据和背景材料。     

再生混凝土抗折强度试验研究

为了研究不同骨料替代率再生混凝土的抗折强度,设计了33个不同再生粗骨料替代率(0、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%)标准试块进行抗折试验,获取了不同骨料替代率再生混凝土的抗折强度,分析了骨料替代率对抗折强度的影响,并对折断后的试块进行抗压试验,获取了同一试块的抗压强度。试验结果表明:再生粗骨料混凝土的抗折强度和抗压强度与天然骨料混凝土接近,再生混凝土的抗折强度与立方体抗压强度之比值为0.12。     

不同骨料组分混凝土立方体抗压强度尺寸效应试验研究

为了研究强度等级和骨料组分对混凝土立方体抗压强度尺寸效应的影响,对强度等级分别为C20、C40和C60,边长分别为100、150、200 mm共135组混凝土、水泥砂浆和水泥净浆立方体试件进行抗压试验。结果表明:强度等级对混凝土立方体抗压强度尺寸效应的影响较大,边长200 mm的C40与C60混凝土立方体抗压强度的尺寸效应度分别约为C20混凝土的1.61倍与1.85倍;骨料组分对立方体抗压强度的尺寸效应有一定影响,其中,尺寸效应受粗骨料影响较明显,边长200 mm混凝土立方体抗压强度的尺寸效应度约为水泥砂浆的2.7倍,细骨料对尺寸效应的影响较弱,水泥净浆立方体抗压强度的尺寸效应度约为水泥砂浆的88%。提出了混凝土立方体抗压强度尺寸效应律的计算式,计算结果与试验结果吻合良好。     

轻骨料碳纤维混凝土的力学性能

先通过不同碳纤维掺量的90个 150mmxl50mmx150mm立方体抗压强度试验,得到了碳纤维增强轻骨料混凝土抗压强度的基本规律;然后通过不同强度等级的27个φ70mmxl40mm圆柱体和相应的27个150mmxl50mmxl50mm立方体抗压强度试验以及数理统计分析,得到了轻骨料碳纤维混凝土标准立方体与圆柱体间的单轴抗压强度换算系数及其单轴抗压应力一应变变化关系和本构模型;最后通过同强度等级不同碳纤维掺量和不同强度等级同碳纤维掺量的54个φ70mmxl40mm圆柱体劈裂抗拉强度试验以及相应的54个150mmx150mmx150mm立方体抗压强度试验,分析了轻骨料碳纤维混凝t劈裂抗拉力学特性.得到了劈裂抗拉强度和抗压强度间的关系.试验表明轻骨料碳纤维混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、极限应变、弹性模皱和韧性等较同级别轻骨料混凝土高.     

高钛重矿渣不同掺量对混凝土强度与保温性能的影响研究

攀钢高钛重矿渣是一种强度高、化学稳定性好和多孔形貌的石质材料。为了研究其作为混凝土粗骨料对混凝土强度与保温性能的影响,分别配置了高钛重矿渣替代率为50％、60％、70％、80％、90％、100％的强度等级为C30的混凝土,以此对矿渣混凝土力学性能、保温性能进行试验,并跟同条件普通碎石混凝土进行对比分析。研究结果表明,矿渣混凝土立方体抗压强度、劈拉强度、轴心抗压强度都略高于普通混凝土,并随着粗骨料替代率提高而增强,向导热系数则低于普通混凝土。     

混凝土抗折强度尺寸效应的试验研究

为研究强度等级变化对混凝土材料抗折强度尺寸效应的影响,完成54组试件的抗折试验,获得试件尺寸为70 mm×70 mm×310 mm、100 mm×100 mm×400 mm和150 mm×150 mm×550 mm,强度等级为C20、C40以及C60混凝土试件的抗折强度。通过对试验结果进行回归分析,得到不同强度等级、不同尺寸试件抗折强度之间的关系。对混凝土抗折强度的尺寸效应进行较系统研究,并应用Bazant尺寸效应理论和在光滑表面裂纹起裂处失效的尺寸效应理论分析材料尺寸效应现象。结果表明:各强度等级的混凝土试件均存在尺寸效应现象;强度等级提高,试件的尺寸效应越明显;Bazant基于能量释放引起的尺寸效应理论和在光滑表面裂纹起裂处失效的尺寸效应在本尺寸范围内与试验结果吻合较好,但不适用于全尺寸范围;提出的基于能量释放的修正尺寸效应率能够较好地适用于混凝土抗折强度尺寸效应的预测。     

普通混凝土与高强混凝土抗压强度的尺寸效应

通过对27组边长为100,150,200mm,强度等级为C20,C40和C60的普通混凝土和高强混凝土立方体试件进行抗压试验,系统研究了不同强度等级普通混凝土和高强混凝土试件立方体抗压强度的尺寸效应,建立了强度等级与立方体抗压强度尺寸效应的关系,得到了普通混凝土和高强混凝土抗压强度尺寸效应的临界尺寸和临界强度,提出了立方体抗压强度尺寸效应律的计算公式,并通过试验数据验证了该公式的适用性.试验结果表明：普通混凝土与高强混凝土的立方体抗压强度均具有较明显的尺寸效应现象,强度等级越高,尺寸效应越明显,C20混凝土立方体抗压强度尺寸效应度约为C60混凝土的55%.     

再生骨料混凝土抗拉强度和抗剪强度试验研究

考虑混凝土两个强度等级(C20、C30)和再生骨料取代率,进行再生混凝土劈裂抗拉试验、非标准试件的抗折试验和等高变宽梁的抗剪试验,研究再生混凝土抗拉、抗剪性能和变形,获得了以下成果:1)再生混凝土的劈裂强度稍低于普通混凝土。2)再生混凝土抗折强度离散范围较大,与立方体抗压强度间没有显著的回归关系。3)再生混凝土的抗剪能力随取代率增加没有明显的变化,极限切应力与混凝土的强度回归相关性较差。4)抗剪试验梁的主拉应变曲线在大约70%最大值以下时呈直线,超过此值以后逐渐弯曲。试验实测的名义切应力、剪切弹性模量较低。     

不同骨料组分混凝土立方体抗压强度尺寸效应试验研究

为了研究强度等级和骨料组分对混凝土立方体抗压强度尺寸效应的影响，对强度等级分别为C20、C40和C60，边长分别为100、150、200mm共135组混凝土、水泥砂浆和水泥净浆立方体试件进行抗压试验。结果表明：强度等级对混凝土立方体抗压强度尺寸效应的影响较大，边长200mm的C40与C60混凝土立方体抗压强度的尺寸效应度分别约为C20混凝土的1.61倍与1.85倍；骨料组分对立方体抗压强度的尺寸效应有一定影响，其中，尺寸效应受粗骨料影响较明显，边长200mm混凝土立方体抗压强度的尺寸效应度约为水泥砂浆的2.7倍，细骨料对尺寸效应的影响较弱，水泥净浆立方体抗压强度的尺寸效应度约为水泥砂浆的88%。提出了混凝土立方体抗压强度尺寸效应律的计算式，计算结果与试验结果吻合良好。     

再生混凝土多孔砖砌块基本性能试验研究

当再生混凝土中再生骨料的取代率为0、40%、60%、80%、100%,橡胶颗粒取代率为10%、20%、30%时,分析再生混凝土多孔砖、掺入橡胶颗粒后再生混凝土多孔砖的抗压强度、抗折强度及导热系数的变化规律。试验结果表明:随再生骨料掺量的增加,砌块抗压强度、抗折强度先增加,达到40%时最大,后呈下降趋势;随橡胶颗粒掺量的增大,砌块抗压强度、抗折强度随之下降,保温性能提高。     

煤矸石保温混凝土力学及保温性能试验研究

对不同煤矸石掺量下的煤矸石保温混凝土进行了抗压、抗拉及保温性能试验研究。结果表明,煤矸石的加入不利于混凝土的强度,且随着掺量的增加,强度逐渐下降;但随着龄期的增加,不同煤矸石掺量的煤矸石保温混凝土的立方体抗压强度呈现一定的上升趋势;随着煤矸石掺量的增加,煤矸石混凝土的导热系数呈下降趋势,保温性能逐渐增强。当煤矸石掺量为30%时,C30煤矸石保温混凝土的强度和保温性能均满足使用要求,即煤矸石替代部分粗骨料应用于保温混凝土是可行的。     

保温混凝土性能影响因素试验研究

为了保温混凝土研究水灰比、胶凝材料、陶粒掺量三种因素的变化对保温混凝土的影响,设计了3组9种不同配合比进行试验,测试了保温混凝土的抗压强度、抗折强度、导热系数和干密度,分析了三种因素对保温混凝土的影响关系。试验结果表明:采用陶粒体积掺量为40%,其抗压、抗折强度下降不明显,但导热系数和干密度有较明显的降低;在水灰比为0.3时,干密度达到1200kg.m-3,但抗压、抗折强度达到最大值;随着胶凝材料掺量降低,强度明显下降,干密度和导热系数变化不大;在试验研究的基础上给出了保温混凝土的合理水灰比为0.3;相对陶粒的合理的体积掺量为40%;胶凝材料合理掺量为60%~80%。为保温混凝土工程实践得到了建设性试验经验。     

再生混凝土基本物理力学性能试验研究

研究再生混凝土强度等级、再生粗骨料取代率对混凝土立方体抗压强度及劈裂强度的影响,揭示再生混凝土立方体抗压强度随龄期的变化规律,制备了多组不同不同龄期（7d、14d、28d、60d）、不同再生混凝土强度等级（C35、C40、C45）、不同再生粗骨料取代率（30％、50％、70％、100％）的立方体试件。试验结果表明：再生混凝土立方体抗压强度及劈裂抗拉强度均与再生粗骨料取代率关系明显,随取代率的增加而降低,与再生混凝土强度等级关系不明显;再生混凝土抗压强度随着龄期的增长而增大,但28d之前增长速度较快。通过对试验数据分析,再生混凝土的拉压比随取代率的增加而下降,拉压比普遍低于普通混凝土。     

碳化作用下钢纤维混凝土力学性能的试验研究

通过对50组150个100mm×100mm×100mm和25组75个100mm×100mm×400mm的混凝土试件进行试验研究,以钢纤维体积率、混凝土强度等级和碳化龄期为变量,研究了不同体积率、不同强度等级的钢纤维混凝土在不同碳化龄期下抗压强度、劈拉强度以及抗折强度的变化规律,探讨了碳化钢纤维混凝土中钢纤维的增强机理,为钢纤维混凝土耐久性设计和分析提供试验依据,以完善和发展钢纤维混凝土理论,促进钢纤维混凝土这种高性能复合材料的工程应用。     

基于小尺寸非标准试件的混凝土强度评定

目前,绝大多数相关混凝土技术标准和规范均以标准试件测试抗折强度,这类试件往往尺寸[150 mm×150 mm×600 mm(或525、550)mm]和质量(28~33 kg)较大,给试验操作带来了诸多困难甚至安全隐患。试验性地探索了以小尺寸非标准试件(100mm×100 mm×300 mm棱柱体)评定抗折强度的可行性,并尝试以这种试件折断后的部分经切割得到的边长100 mm的立方体试件评定抗压强度。此外,还对比分析了小尺寸非标准试件和标准试件的强度评定结果,并考察了它们的相关性。以12种包括不同原材料和配合比的典型交通工程结构混凝土作为考察对象。结果表明,所采用的非标准小尺寸试件能用于评定混凝土抗折强度和抗压强度,由回归分析得到的2种强度的相关性公式适用于文献中的实测数据。     

纤维高强混凝土抗剪强度的试验研究

通过84个100mm×100mm×400mm、126个150mm×150mm×150mm高强混凝土和纤维高强混凝土试块的剪切试验、抗压和劈拉试验,探讨了抗剪强度与抗压强度及劈拉强度的关系,提出了纤维高强混凝土抗剪强度与抗压强度、劈拉强度的关系式,得到了不同类型纤维对高强混凝土抗剪强度的增强系数,建议了钢纤维高强混凝土抗剪强度的计算公式。     

海水海砂再生混凝土的基本力学性能

利用海水、原状海砂及再生粗骨料,制备了设计预期强度为C20~C50的海水海砂再生混凝土。通过240个标准立方体(150 mm×150 mm×150 mm)和96个棱柱体(150 mm×150 mm×300 mm)试件,完成了工作性能、立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度以及弹性模量试验,研究了海水海砂再生混凝土的基本力学性能;最后基于试验数据,得到了海水海砂再生混凝土立方体抗压强度与轴心抗压强度关系公式以及弹性模量与轴心抗压强度关系公式。结果表明:海水海砂再生混凝土工作性能良好,C40和C50强度等级的坍落度比一般再生混凝土分别提高5%和33%;立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度随着龄期变长而增加,且长期强度趋于稳定;与普通混凝土相比,海水海砂再生混凝土7 d立方体抗压强度提高13%~52%,28 d抗压强度降低约5%,90 d抗压强度降低约15%,180 d抗压强度降低18%~29%;海水海砂再生混凝土28 d弹性模量比普通混凝土略有降低,降低幅度在14%以内;再生粗骨料对混凝土力学性能、工作性能的影响大于海水海砂。     

C105管桩混凝土设计参数取值的探讨

通过试验得出了C105混凝土100 mm×100 mm×100 mm立方体非标准试件抗压强度换算系数以及C105混凝土的标准方差和强度变异系数。采用理论计算,得到了棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的比值α_c1,并与试验实测平均值进行了比较,验证了理论计算方法的可行性。此外,通过对比分析,探讨了直接外延法和引用公式法两种C105混凝土设计参数计算方法的正确性,研究结果可为C105管桩混凝土的设计和应用提供参考。