微波加热与传统加热下混凝土的热力学响应

传统混凝土破碎技术存在粗骨料损伤大、机械磨损严重和能耗高等弊端,这些问题可以通过在破碎前对混凝土进行微波处理来解决。为了评价微波处理技术的工业适用性,通过不同功率微波对混凝土试件进行加热,并与传统加热方式相比较,研究混凝土的加热效率和宏观裂纹扩展规律,而后进行单轴抗压强度试验,得到混凝土在不同热处理条件下的强度弱化规律。结果表明：与传统加热方式相比,微波加热技术能有效促进混凝土内部和表面裂纹扩展,削弱混凝土的强度,并且高功率微波下效率更高,能量消耗更少。此外,微波加热时未完全烘干的混凝土容易出现低温爆裂现象,爆裂时间与功率水平呈负幂函数关系,与烘干时间呈正幂函数关系。     

高温后纤维矿渣微粉混凝土性能劣化规律

针对纤维矿渣微粉混凝土高温后性能发生劣化的问题,研究了温度、矿渣掺量、钢纤维掺量、聚丙烯纤维掺量和混凝土强度等级对高温后混凝土质量损失以及抗压强度损失的影响.结果表明：纤维矿渣微粉混凝土的外观特征及抗压性能均随受热温度的升高而不断劣化,烧失率和强度损失率均呈现上升趋势;掺入混杂纤维能有效阻止矿渣微粉混凝土发生高温爆裂,保持试件的完整性;矿渣微粉、钢纤维和聚丙烯纤维对混凝土的高温强度劣化均起到了缓解作用,但掺量的变化对质量损失的影响不明显;混凝土强度等级为C60时,纤维矿渣微粉混凝土抗压强度损失降到最低.提出了考虑温度、矿渣微粉掺量和钢纤维掺量影响的纤维矿渣微粉混凝土抗压强度的高温劣化模型.     

微波加热对地聚物砂浆力学强度的影响

目的探讨微波加热工艺在混凝土快速养护工艺中的应用效果,探寻适用于地聚物混凝土的快速养护方法及其可靠工艺参数.方法采用水玻璃、粉煤灰、石英砂、水为主要原料配制地聚物砂浆,成型后坯体置于微波装置中加热固化处理,分析表征试样的微观结构和力学强度.结果微波加热条件下,试样的力学强度增长迅速,10 min左右微波处理即可达到甚至超过标准养护28 d的强度,但长时间微波加热导致试样力学强度降低甚至结构开裂;试样最大强度随微波功率的提高而有所增大,相应微波加热时间则有所缩短;在自然干燥状态下,微波加热后地聚物砂浆试样可长期保持强度稳定.结论适当管理的微波加热工艺可作为一种简便的混凝土快速养护方法,适用于地聚物混凝土等结构表面的快速硬化工程等,但过度地微波处理如功率过大或处理时间过长,对砂浆强度不利.     

钢纤维直径及组合对UHPC性能的影响

通过选用4种直径的平直型镀铜微丝钢纤维,设计并制备了22组常温养护型超高性能混凝土(UHPC)试验,研究了镀铜微丝钢纤维不同直径、直径组合及掺量对UHPC流动度、抗压强度、抗折强度、抗拉强度的影响.结果表明:各直径钢纤维掺量不超过1.0%时,对UHPC流动度基本无影响,随着掺量增加,流动度呈下降趋势,抗压强度、抗折强度、抗拉强度都呈增长趋势;掺量达到2.0%后,增长趋势放缓,放缓幅度与钢纤维直径成反比;大直径与小直径钢纤维组合能提高UHPC的流动度及抗压强度,缩小抗压强度标准差;刚度较大的大直径钢纤维更利于UHPC抗折强度的提高,而小直径的钢纤维因其具有更大的黏结比表面积,更利于抗拉强度的提高.     

钢纤维表面改性对混凝土性能的影响

为研究钢纤维的表面形态对混凝土的综合性能的影响,对钢纤维进行了电镀铜处理,得到表面粗糙的钢纤维,再将光滑面和粗糙面的钢纤维分别掺入混凝土中,开展了对比试验并进行了分析.试验结果表明:表面粗糙的钢纤维与混凝土的黏结强度和光面的钢纤维相比有所增长;钢纤维混凝土的抗折强度提高约10%;表面粗糙的钢纤维对混凝土的增韧作用提升幅度达30%.     

苯并咪唑-2-硫的无溶剂微波合成

以多聚磷酸(PPA)作催化剂,在无溶剂微波照射下,用邻苯二胺与硫脲合成苯并咪唑2硫,为合成目标产物提供了一种新方法,与常规合成法相比,反应时间由2～3h缩短至6～10min.正交试验结果表明影响因素的影响顺序为:微波功率>催化剂用量>原料配比>照射时间;最优化工艺条件是:邻苯二胺与硫脲的摩尔比为1∶2,微波功率为126W,微波照射时间为6min,催化剂用量为7mL.通过数字熔点仪、红外光谱仪、核磁共振谱仪对合成的产物进行表征.     

混杂纤维增强高性能混凝土拉压比试验研究

研究了揭示钢纤维和聚丙烯纤维混杂后对高性能混凝土强度和拉压比的影响.参照国家标准和试验方法,按不同的纤维掺量设计了9组混杂纤维增强高性能混凝土试件以及3组钢纤维增强高性能混凝土对比试件和1组普通高性能混凝土对比试件,进行了大量立方体抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验研究,并对拉压比进行回归分析.结果在高性能混凝土中掺加适量的钢纤维和聚丙烯纤维后:对抗压强度影响不明显,但可使抗拉强度提高10%~30%,使拉压比增大到0.06~0.068;钢纤维体积掺量为0.8%、聚丙烯纤维体积掺量为0.11%时,混杂纤维增强高性能混凝土拉压比为0.068;混杂纤维增强高性能混凝土的劈裂抗拉试验为近似于延性断裂破坏.结论掺加适量钢纤维和聚丙烯纤维后,高性能混凝土的抗拉强度和拉压比均有不同程度的提高,这有利于提高高性能混凝土的抗裂性能和抗震性能.     

钢纤维改性橡胶混凝土性能试验研究

在5%、10%、15%、20%橡胶掺量的橡胶混凝土中外掺1.0%体积率的钢纤维,通过立方体劈裂抗拉试验、棱柱体抗折试验,研究了钢纤维橡胶混凝土的力学性能。实验结果表明:橡胶混凝土立方体劈裂抗拉强度和棱柱体抗折强度随橡胶颗粒掺量的增加而明显下降,掺入钢纤维后的钢纤维橡胶混凝土劈裂抗拉强度先降低后提高,棱柱体抗折强度均明显提高,韧性均显著提高。     

钢纤维高强混凝土静、动力性能试验研究

通过钢纤维高强混凝土的静力压缩和拉伸试验,研究了静压力作用下,钢纤维掺量对其抗压强度、弹性模量和泊松比的影响;研究了静拉力作用下钢纤维掺量对其抗拉强度影响;通过钢纤维高强混凝土的动态压缩试验,研究了形状效应、应变率效应对其动态抗压强度、极限应变和动力增大系数(DIF)的影响;通过动态劈裂试验研究了应变率效应对其动态抗拉强度、极限应变和动力增大系数(DIF)的影响.研究表明:2.5%的钢纤维能够显著提高混凝土的静力抗压强度、弹性模量,并能显著减小泊松比,对混凝土的抗拉强度也具有显著的增强作用;同时,动压力作用下,钢纤维高强混凝土的动态抗压强度、极限应变和DIF均随试件高径比的增大而提高;动态劈裂作用下,钢纤维高强混凝土动态抗拉强度、极限应变和DIF亦均随高径比的增大而提高.     

速凝剂和钢纤维对喷射混凝土性能的影响

速凝剂作为一种外加剂,能够有效地减少水泥的凝结时间,降低喷射混凝土的回弹率.通过试验比较,速凝剂能够提高混凝土早期的强度,1 d试验结果表明,加入速凝剂的试件比未加速凝剂的抗压强度、抗折和抗拉强度分别提高了6.8%,19.4%和71.1%;但速凝剂会使得混凝土终期强度降低,影响其使用,28 d试验结果显示,加入速凝剂的试件比未加入速凝剂的抗压强度、抗折强度和抗拉强度分别降低了15.4%,3.8%和20.2%.试件中掺入钢纤维,则可以很好地提高混凝土的强度,28d试验结果显示,掺速凝剂混凝土试件中加入钢纤维后,其抗压、抗折和抗拉强度分别提高了10.3%,9.6%和33.5%.故加入钢纤维不但可以降低速凝剂对混凝土的影响,而且还可以增强混凝土的抗渗性.     

强碱溶液环境下混凝土力学性能试验研究

通过强碱溶液浸泡环境下普通混凝土和钢纤维混凝土的抗压、抗折强度试验,对比分析了耐碱剂的掺入对普通混凝土和钢纤维混凝土抗压强度、抗折强度、抗压强度腐蚀系数、抗折强度腐蚀系数的影响.结果表明,浸泡时间较短时,强碱溶液对普通混凝土和钢纤维混凝土均有一定的增强作用,但随着浸泡周期的延长,强碱溶液对普通混凝土和钢纤维混凝土均产生一定程度的腐蚀劣化;耐碱剂的加入可以提高普通混凝土和钢纤维混凝土抵抗强碱溶液腐蚀的能力,且掺加耐碱剂的钢纤维混凝土具有较强的抵抗强碱溶液腐蚀的能力.     

纳米微波吸收剂对改性环氧胶粘剂微波固化性能的影响

选取4种典型的纳米材料作为微波吸收剂,研究其对改性环氧胶粘荆在微波作用下固化时间及固化后力学性能的影响.结果表明,在相同固化条件下,纳米微波吸收荆能明显降低改性环氧胶粘剂的微波固化时间.随着添加量的增加,固化时间大大缩短,其中纳米Fe和纳米siOx 尤为突出.当添加质量分数超过3%时,固化时间小于5 min.力学性能测试表明,添加纳米Fe和纳米Fe3)4后,胶粘剂微波固化后的拉伸强度和弹性模量没有明显变化,当添加质量分教为4%时,拉伸强度分别为33.8 MPa和34.1 MPa;而添加纳米siOx和SiC后,拉伸强度和弹性模量值略有下降.     

钢筋钢纤维混凝土梁正截面抗裂计算方法

根据试验结果 ,分析了钢纤维含量特征值和钢纤维类型等因素对钢筋钢纤维混凝土梁正截面抗裂的影响规律 ,研究了钢纤维对混凝土抗拉强度的增强效应与钢纤维对梁正截面抗裂度的增强效应之间的一致性关系 .提出了钢筋钢纤维混凝土梁正截面抗裂计算的方法     

钢纤维混凝土高温损伤及温度应力模拟

研究高温对不同钢纤维掺量的钢纤维混凝土的抗拉、劈拉强度的影响结果,对影响机理进行了简单的分析.结果表明,钢纤维混凝土高温后的抗压、劈拉强度随所受最高温的升高而缓慢下降,400℃以后下降稍快.与素混凝土相比,掺2%钢纤维的抗压强度与劈拉强度残余率分别可提高27.6%和9.3%左右.采用有限元软件ANSYS对混凝土加热过程中的温度场与应力场进行分析,提出了混凝土高温下开裂损伤判据.     

冻融后钢纤维混凝土力学性能的试验研究

通过钢纤维混凝土冻融循环试验,分析了冻融循环次数、混凝土强度等级、钢纤维体积率等因素对钢纤维混凝土冻融后抗压强度、劈拉强度、抗折强度的影响,探讨了钢纤维对混凝土的增强机理.试验结果表明,钢纤维的加入对冻融循环后混凝土的抗压强度影响较小;当冻融循环次数较少时,钢纤维对劈拉强度和抗折强度的增加作用比较明显,而当冻融次数较大且钢纤维体积率较高(2%)时,钢纤维对混凝土的劈拉强度和抗折强度反而具有一定的负面影响;钢纤维混凝土强度等级的提高对改善钢纤维混凝土的抗冻性能较为有效.     

碳化环境下钢纤维混凝土基本性能试验研究

以混凝土强度等级、钢纤维体积率、碳化时间为变化参数,进行了碳化环境下混凝土、钢纤维混凝土和钢纤维高强混凝土试件的基本性能试验,测试了不同碳化时间混凝土和钢纤维混凝土的抗压强度、劈拉强度、抗折强度以及碳化深度,探讨了钢纤维对混凝土碳化性能的增强机理.研究结果表明:混凝土强度等级、碳化时间等对钢纤维混凝土的基本力学性能和碳化深度具有较为显著的影响,高强钢纤维混凝土具有较高的抗碳化能力;钢纤维体积率对钢纤维混凝土的抗碳化性能具有一定程度的影响.     

钢纤维全轻混凝土基本性能试验研究

钢纤维全轻混凝土配合比设计及其基本力学性能是工程应用的基础.考虑水灰比、砂率、钢纤维体积率及纤维名义裹浆厚度等参数,采用绝对体积法配制钢纤维全轻混凝土,测试了钢纤维全轻混凝土拌合物的工作性能、表观密度、立方体抗压强度和劈裂抗拉强度.结果表明:配制的钢纤维全轻混凝土具有良好的拌合物工作性能,密度等级为1 700~1 900;水灰比和砂率对钢纤维全轻混凝土强度影响较小,钢纤维裹浆厚度以1.0 mm为宜.本试验配制的钢纤维全轻混凝土,具有受压裂而不散、劈拉裂而不断的破坏形态,其抗压和抗拉强度显著提高.在钢纤维体积率为2.0%时,钢纤维全轻混凝土的立方体抗压强度和劈裂抗拉强度,较同配比的全轻混凝土,分别提高了20.6%和177.3%.     

微波辐射下含水率对混凝土力学性能影响

微波辅助混凝土骨料回收是一项污染少、能耗低的新型绿色技术,是近年来国内外研究的热点方向。为探究微波辐射条件下含水率变化对混凝土加热效果及强度弱化的影响规律,分析微波加热完成后混凝土内部骨料与砂浆的分离效果,采用不同加热路径对混凝土试块进行加热,获得试块的升温特性,并利用单轴压缩实验得到不同含水率试块加热完成后的抗压强度。试验表明,微波辐射功率和含水率是影响混凝土破碎的两个重要因素,试块在含水率相对较高时,采用高功率微波连续加热混凝土,试块在短时低温下就会爆裂,骨料与砂浆分离界面明显,可以从破碎后的混凝土中剔选出来较多砂浆附着率低的完整骨料。文章通过探讨微波辐射下含水率对混凝土强度弱化的影响规律,为微波辅助混凝土再生技术的进一步发展提供参考与借鉴。     

添加不同纤维的高性能混凝土力学性能试验

通过试验研究了弹性模量具有明显差异的3种纤维对于混凝土的力学性能改善所起的作用,以及钢纤维、碳纤维和聚丙烯纤维单掺或复掺对于混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量的影响。结果表明：添加0．5％高弹性模量的钢纤维对于混凝土的强度和弹性模量均有提高作用,复掺0．3％钢纤维和0．2％碳纤维的混凝土抗拉强度的提高大于抗压强度;添加0．5％钢纤维的混凝土HPC-2的弹性模量最大,比基准混凝土提高6．5％;添加0．2％聚丙烯纤维的混凝土HPC-3的弹性模量最小,且小于基准混凝土;此外,混凝土抗压强度的影响程度与纤维的弹性模量的关系更为直接,混凝土劈裂抗拉强度的改善与纤维的抗拉强度的关系更为直接,纤维的弹性模量与基体弹性模量的比值,对复合材料的弹性模量有直接的影响。     

钢纤维沥青混凝土路用性能的试验研究

在不同的钢纤维掺量下,对密级配沥青混凝土的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性开展了系列试验研究,结合试验结果分析了钢纤维改善沥青混凝土各项路用性能的工作机理,首次从材料组成决定性能的角度阐明了钢纤维掺量和沥青含量的交互作用对各路用性能指标的影响规律,分别建立了考虑钢纤维和沥青含量综合影响的动稳定度预估模型、考虑温度及钢纤维影响的弯拉强度预估模型以及考虑钢纤维和相应沥青增加量综合影响的冻融劈裂抗拉强度比经验模型.研究结果可为相关研究和工程应用提供有益的借鉴.