高性能混凝土早龄期拉伸特性试验研究

通过自行设计的试验装置对三种不同配合比的高性能混凝土在3d龄期以内的极限拉应变、拉伸徐变、抗拉强度和拉伸弹性模量等与混凝土早期开裂密切相关的材料特性进行试验研究。试验结果表明:所采用的试验方法可有效地用于评价早龄期高性能混凝土的轴向拉伸特性;硬化过程中高性能混凝土的极限拉应变极高,并随龄期迅速递减至最小值,之后缓慢回升并渐趋稳定;加载龄期越早,高性能混凝土的拉伸徐变发展越快,量值越大;1d龄期内高性能混凝土的抗拉强度、拉伸弹性模量发展极为迅速。     

高性能混凝土早龄期抗拉性能试验研究

采用自行设计的试验装置,对高性能混凝土早龄期抗拉性能进行了试验研究.结果发现:高性能混凝土在硬化过程中的极限拉应变极高,并随龄期的增加迅速递减,大致在12 h达到最小值,然后又缓慢回升并渐趋稳定;1 d后的极限拉应变大体上呈现为水灰比越低,其值越高的趋势;高性能混凝土早期抗拉强度和弹性模量发展迅速,同龄期的轴心抗拉强度约为劈裂抗拉强度的0.96倍.     

高性能混凝土早龄期力学性能试验研究

高性能混凝土是混凝土技术的重要发展方向和趋势之一,但在一定程度上存在早龄期开裂严重的问题,限制了其应用和推广。通过进行C60高性能混凝土早龄期力学性能试验研究,测试与早期变形裂缝相关的参数包括立方体和圆柱体抗压强度、小梁弯曲拉伸强度、圆柱体受压静弹性模量、以及干燥收缩随龄期的发展变化。试验结果将为高性能混凝土结构早龄期抗裂分析和裂缝控制提供依据和参考。     

商品混凝土早龄期受拉弹性模量的试验研究

从制约混凝土结构收缩裂缝发展的角度,利用自行研制的轴向拉伸试验装置进行了商品混凝土早龄期的受拉弹性模量试验研究,试验装置成功地解决了轴向拉伸试验的对中难题。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(3d,7d,14d,28d和60d)的受拉弹性模量试验,得出了受拉弹性模量随龄期的发展变化规律,并在试验数据的基础上经过回归分析,给出了受拉弹性模量随龄期增长的经验公式。公式的提出对商品混凝土的工程应用有适用意义,为今后修订《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。     

加载龄期和养护温度对高性能混凝土早期拉伸徐变的影响

以水灰比为0.3的高性能混凝土为研究对象,通过对作者所设计的早龄期拉伸徐变装置的改进,对处于20℃和35℃条件下的混凝土拉伸徐变特性进行了实验研究,探讨了加载龄期和养护温度对早龄期高性能混凝土拉伸徐变的影响。结果表明:早龄期混凝土的徐变随着加荷龄期的增大而显著减少,养护温度的提高更加剧了这一现象的发生,并且随着养护温度的提高,拉伸徐变呈递减趋势。     

不同养护龄期下再生粗骨料混凝土拉伸本构关系

采用MTS疲劳试验机进行了再生粗骨料混凝土轴向拉伸试验,研究分析再生粗骨料取代率对不同养护龄期下再生粗骨料混凝土轴向拉伸应力-应变全曲线的影响规律,并提出了再生粗骨料混凝土拉伸本构关系模型.研究结果表明:再生粗骨料混凝土轴向拉伸应力-应变全曲线的上升段斜率较普通混凝土低,下降段随着再生粗骨料取代率提高与养护龄期的增长而变陡;再生粗骨料混凝土的弹性模量随着养护龄期的增长呈线性增长,当荷载超过50%之后,其变形模量的下降速度快于普通混凝土;早龄期再生粗骨料混凝土的拉伸峰值应变随着再生粗骨料取代率的增大而增长;养护龄期低于7d时,再生粗骨料混凝土的抗拉强度增长速率快于普通混凝土;再生粗骨料混凝土的拉压比随着养护龄期的增长而下降.     

商品混凝土的早期轴向拉伸试验研究

利用自行研制的试验装置进行了早龄期商品混凝土的轴向拉伸试验,成功地解决了混凝土试验对中困难的难题。分别得出了轴心抗拉强度和受拉弹性模量随龄期的发展变化规律,并在试验数据的基础上经过回归分析分别得出了轴心抗拉强度和受拉弹性模量随龄期增长的经验公式,为进一步防止和控制混凝土结构的早期裂缝提供了准确可靠的力学性能参数。     

早龄期低钙粉煤灰基地聚物混凝土拉伸徐变特性

对早龄期低钙粉煤灰基地聚物混凝土拉伸徐变特性的把握,能够为受拉状态地聚物混凝土的应力解析及开裂预测提供重要的参数依据。采用自制混凝土拉伸徐变试验装置,通过恒定应力下的混凝土拉伸徐变试验获取混凝土比徐变、徐变增长速率等徐变特性,研究不同初始加载龄期（2、3、4 d）对低钙粉煤灰基地聚物混凝土拉伸徐变的影响。结果表明：高温密封养护可以使低钙粉煤灰基地聚物混凝土短时间内达到强度稳定状态;低钙粉煤灰基地聚物混凝土的拉伸徐变特性与普通水泥混凝土相似,试验初期阶段徐变增长速率较快,随持荷时间的增加,徐变增长速率迅速下降;在同一应力强度比下,初始加载龄期越大,比徐变越小,试验初期阶段的徐变增长速率也越小;相较于试验中期阶段与后期阶段,初始加载龄期对试验初期阶段的徐变影响更大。     

不同养护温度下高强混凝土早龄期拉伸徐变的试验研究

以C60高强混凝土为研究对象,试验研究了养护温度和加载龄期这2个参数对高强混凝土早龄期拉伸徐变特性的影响.结果表明:随着加载龄期的增长,高强混凝土拉伸比徐变、徐变系数和徐变速度均呈指数衰减的趋势;随着持荷时间的延长,不同加载龄期的高强混凝土徐变速度差异越来越小,且在不同养护温度下均表现出同样的趋势;与养护温度对成熟龄期混凝土拉伸徐变的影响不同,在相同加载龄期下,高强混凝土早龄期拉伸比徐变随着养护温度的升高而降低,但是随着加载龄期的增长,其降低幅度减小,至加载龄期为7.000d时各养护温度下高强混凝土的拉伸比徐变基本持平.无论持荷时间是7,14d还是21d,在持荷时间相同时,不同加载龄期高强混凝土之间的拉伸比徐变差异随着养护温度的提高而减小.     

混凝土早龄期弹性模量无损检测初探

利用超声波无损检测方法测定混凝土的早龄期弹性模量,研究了混凝土的密度、通过试件的波速以及混凝土的泊松比三个因素对早龄期弹性模量的影响.研究结果表明:混凝土自身密度和泊松比对其弹性模量测定值产生的影响较小,而超波波速对其的影响最大.     

聚丙烯纤维对C80HPC高温后力学性能的影响

为了研究聚丙烯纤维对C80高强高性能混凝土高温爆裂及其力学性能的影响,对C80HPC和C80PPHPC进行高温后力学性能的研究,分析C80HPC和C80PPHPC的轴压强度、弹性模量、劈拉强度与不同受火温度之间的关系。试验结果表明：C80HPC和C80PPHPC的轴压强度、弹性模量和劈拉强度均随受火温度的升高而下降,C80PPHPC轴压强度、劈拉强度总体较C80HPC略高;200 ℃前C80PPHPC弹性模量值略大于C80HPC弹性模量值;经受300~600 ℃高温作用,C80HPC部分试件发生爆裂,而C80PPHPC均未爆裂,表明掺加聚丙烯纤维能够抑制爆裂和降低高温对高性能混凝土力学性能的损伤。     

高性能混凝土的早期极限拉应变

混凝土的早期抗拉性能是评价和预测混凝土结构早期开裂不可或缺的重要参数,但并未受到国内研究同行的重视。高性能混凝土较普通混凝土更易于发生早期开裂,故对其抗拉性能加以研究意义重大。本文通过自行设计的实验装置对高性能混凝土早龄期极限拉应变进行了试验研究。结果发现,高性能混凝土硬化期间极限拉应变极高,并随龄期迅速递减,达到最小值后又缓慢回升并渐趋稳定。基于试验结果和CEB-FIP MC 90对高性能混凝土的早期极限拉应变进行了初步评价。     

再生混凝土的早期力学性能试验研究

混凝土的早期力学性能对于结构施工期的安全性具有重要影响.为了探讨再生混凝土结构的施工措施,保证其施工质量和安全性,系统研究了再生混凝土的早期力学性能,主要包括抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量以及收缩.试验中共考虑了3种强度等级(C20、C30和C40),在龄期分别为1、3、7、14、21、28d时进行试验.比较了再生混凝土和普通混凝土早期力学性能随时间发展规律的差异,探讨了普通混凝土早期力学性能计算公式对再生混凝土的适用性试.试验结果表明,再生混凝土的早期强度和弹性模量随时间发展较普通混凝土慢,而收缩的发展速度则与普通混凝土相差不多,但其绝对收缩值有显著增加.为保证再生混凝土结构施工的安全性,需要在施工期间采取相应措施.普通混凝土早期力学性能计算公式不适用于再生混凝土,基于试验结果,建议了再生混凝土早期力学性能计算方法.     

加载速率对大直径GFRP筋足尺试件抗拉性能的影响

 玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋是一种由玻璃纤维与树脂复合而成的新型加固材料,具有良好的应用前景。GFRP筋为非均质各向异性材料,横向抗压强度远小于轴向抗拉强度,具有显著的尺寸效应,因此,GFRP筋强度指标的测试比钢筋材料更复杂。本文试验解决大直径GFRP筋足尺试件的端部锚固问题。通过在拉力试验机上进行大直径GFRP筋足尺试件的抗拉破坏性试验,研究不同加载速率下大直径GFRP筋的抗拉强度、拉伸弹性模量、延伸率等基本力学指标的变化规律,并对比分析GFRP筋与钢筋的受力破坏机制。试验结果表明,随着加载速率的增大,大直径GFRP筋的抗拉强度、延伸率明显增大,拉伸模量的变化幅度较小,基本保持恒定;并分析得出,材料的组成结构决定材料的力学特征和破坏形式。     

片麻岩骨料混凝土基本力学性能及其换算关系研究

为了研究片麻岩机制砂骨料混凝土的劈裂抗拉强度、轴心抗压强度和弹性模量与立方体抗压强度之间的关系,选取水胶比、机制砂砂率和机制砂石粉含量为配比参数,制备11组C50片麻岩骨料混凝土进行不同龄期的基本力学性能试验。根据试验结果,探讨了片麻岩骨料混凝土各力学性能受各配比参数变化的影响规律,采用数理统计回归的方法,对立方体抗压强度与其他力学性能指标之间的换算关系进行了分析。结果表明:片麻岩骨料混凝土力学性能中受配比参数变化影响最大的是劈裂抗拉强度,其次是立方体抗压强度和轴心抗压强度,最小的是弹性模量; 拟合的片麻岩骨料混凝土劈裂抗拉强度、轴心抗压强度、弹性模量与立方体抗压强度之间换算关系式,较GB 50010—2010中相应的关系式能更准确地反映片麻岩骨料混凝土立方体抗压强度与其他力学性能指标之间的关系; 片麻岩骨料混凝土试块回弹值与立方体抗压强度的相关性很小。     

再生骨料高性能混凝土收缩徐变对比试验研究

用不同粗骨料(石灰石碎石、再生粗骨料)、细骨料(河砂、人工砂、再生细骨料)两两相组合,共配制6组高性能混凝土进行对比试验,测试抗压强度、弹性模量、收缩和徐变4个性能指标并进行显著性分析。结果表明,骨料类型对高性能混凝土抗压强度的影响不明显,但对弹性模量、收缩和徐变性能都有显著影响。粗骨料对弹性模量和收缩性能的影响较为显著,细骨料对徐变的影响较为显著。再生粗骨料混凝土收缩、徐变早期发展较慢,而中后期的发展速度明显快于普通混凝土;再生细骨料混凝土收缩、徐变的发展速度始终远快于普通混凝土。在此基础上,提出了考虑粗、细骨料类型和骨料种类的高性能混凝土收缩和徐变的预测模型。     

早期受冻掺合料混凝土服役性能试验研究

为评定早期冻融损伤对混凝土结构服役期承载性能及耐久性能的影响规律,通过不同掺合料种类及掺量、不同起冻时刻的混凝土早期受冻试验,对比了不同受冻时刻混凝土服役期的表面损伤形态,研究了起冻时刻、掺合料掺量对早期受冻混凝土服役期抗压强度、劈拉强度、动弹性模量、渗透性的影响规律,探讨了早期受冻对混凝土服役性能的损伤机理。结果表明:起冻时刻对混凝土抗压强度、劈拉强度、动弹模的影响程度均表现为2h0.5h≈8h1d3d,劈拉强度损失最明显,动弹模损失次之,抗压强度损失最不显著;掺入20%粉煤灰或15%矿粉或20%煤矸石的混凝土早期受冻后的强度和动弹模损失最小,略小于普通混凝土;随着掺合料掺量的增加,同时刻受冻混凝土试件的抗渗水性和抗渗气性变差;未冻混凝土试件的抗渗性最好,3d受冻试件次之,1d受冻试件再次,而0.5、2、8h受冻试件最差甚至超出AutoClam设备的测试范围。     

Time- and temperature-dependence of compressive and tensile behaviors of polypropylene fiber-reinforced cemented paste backfill

The understanding of compressive and tensile behaviors of polypropylene fiber-reinforced cemented paste backfill (FR-CPB) play crucial roles in the successful implementation of reinforcement technique in underground mine backfilling operations. However, very limited studies have been performed to gain insight into the evolution of compressive and tensile behaviors and associated mechanical properties of FR-CPB under various curing temperatures from early to advanced ages. Thus, this study aims to investigate the time (7, 28, and 90 d)- and temperature (20°C, 35°C, and 45°C)-dependence of constitutive behavior and mechanical properties of FR-CPB. The obtained results show that pre- and post-failure behaviors of FR-CPB demonstrate strongly curing temperature-dependence from early to advanced ages. Moreover, the pseudo-hardening behavior is sensitive to curing temperature, especially at early ages. Furthermore, the mechanical properties including elastic modulus, material stiffness, strengths, brittleness, cohesion, and internal friction angle of FR-CPB show increasing trends with curing temperature as curing time elapses. Additionally, a predictive model is developed to capture the strong correlation between compressive and tensile strength of FR-CPB. The findings of this study will contribute to the successful implementation of FR-CPB technology.