高温后钢纤维机制砂混凝土力学强度试验研究

通过对钢纤维机制砂混凝土试块进行高温试验,研究了钢纤维体积率和温度对机制砂混凝土高温后表观特征、质量损失率及力学强度的影响,探讨了钢纤维对机制砂混凝土力学性能的影响机理。结果表明：随着温度的升高,钢纤维机制砂混凝土质量损失率不断增大,温度达到800℃时钢纤维机制砂混凝土质量损失率最高达到9.6%;在400℃之前,抗压强度呈现先下降后上升的趋势,400℃后快速下降,且在800℃后其强度损失率达到91.5%;劈裂抗拉强度随温度升高逐渐下降,在相同温度下,钢纤维的掺入在不同程度上提高了机制砂混凝土的强度,且在钢纤维体积率为1%时增强效果最佳。基于试验结果进行统计分析,建立了考虑温度、钢纤维体积率共同影响的高温后机制砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的劣化模型。     

沙漠砂混凝土高温后劈裂抗拉强度试验研究

为了研究沙漠砂混凝土高温后劈裂抗拉性能,进行了628个100 mm×100 mm×100 mm沙漠砂混凝土试件高温后劈裂抗拉强度试验,分析沙漠砂替代率和受火温度对沙漠砂混凝土高温后劈裂抗拉强度的影响,建立沙漠砂混凝土高温后劈裂抗拉强度劣化模型。研究表明:沙漠砂混凝土劈裂抗拉强度随着温度升高呈现先增大后减小趋势;随着沙漠砂替代率增加,高温后沙漠砂混凝土劈裂抗拉强度亦呈现先增大后减小趋势,沙漠砂替代率40%时,沙漠砂混凝土劈裂抗拉强度达到最大值。     

机制砂石粉含量及MB值对高强混凝土性能的影响

研究了机制砂石粉含量及MB值对高强混凝土性能的影响。结果表明,适量的石粉可在一定程度上弥补机制砂表面的粗糙,改善新拌混凝土的工作性;当石粉含量较高时,由于石粉对外加剂及游离水的吸附作用,新拌混凝土工作性能逐渐劣化。随着石粉含量增大,混凝土抗压强度下降,劈裂抗拉强度和弹性模量呈先增后降趋势。本试验中机制砂中石粉的最佳含量为3%～6%。随着MB值增大,新拌混凝土工作性能快速劣化,混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度呈下降趋势;当MB值<1.1时,随着MB值增大,混凝土的弹性模量未有明显变化,当MB值≥1.1时,混凝土的弹性模量快速下降。本试验中机制砂的最佳MB值应小于0.75。     

用废玻璃改善混凝土高温性能的研究

用0.15～5.00mm废玻璃分别取代10%,30%,60%,100%(质量分数)天然砂和石灰石碎石来配制混凝土,测试混凝土试样300,400,600,900℃受热后的质量损失率、抗压强度和劈裂抗拉强度.结果表明:混凝土质量损失率随其受热温度的升高而增大;随着混凝土受热温度的不断升高,因混凝土内部缺陷增多和劣化不断加剧,混凝土强度不断降低;用废玻璃取代混凝土骨料有益于抑制混凝土内部的受热劣化,当废玻璃取代率为80%～100%时,对800～900℃受热混凝土的强度有较好的益化效果;废玻璃高温益化作用可以用混凝土强度保持率(P)、混凝土抗压强度保持率(Pc)-受热温度(t)回归方程斜率和废玻璃高温益化系数(δ)指标来表征,其中废玻璃高温益化系数表征效果最好.     

石粉含量对机制砂混凝土力学性能影响试验

为了研究石粉含量对机制砂混凝土力学性能的影响,以广西大石山区机制砂为研究对象,开展了机制砂混凝土和天然砂混凝土的力学性能对比试验,研究了石粉含量(质量分数)分别为0%,3%,6%,9%,12%时对机制砂混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量和抗折强度的影响,并与天然砂混凝土进行对比。结果表明:机制砂混凝土的力学性能数值随石粉含量增加先变大再变小,石粉含量为3%时机制砂混凝土力学性能数值最大,石粉含量超过3%时会削弱混凝土的密实度、骨架作用和水泥砂浆强度,利用不同地域、不同石材制作机制砂混凝土时,应通过试验确定最佳石粉含量;石粉含量大于6%时,机制砂混凝土力学性能数值小于天然砂混凝土,实际工程中应控制石粉含量上限;建议广西大石山区石灰岩机制砂混凝土换算系数取为0.68;提出的机制砂混凝土立方体抗压强度与弹性模量之间换算公式的理论值与实测值的平均比值为0.982,理论值与实测值相对偏差的平均值为1.88%;所得结论可为机制砂混凝土的研究与推广应用提供借鉴和参考。     

含石粉机制砂再生混凝土基本力学性能研究

为研究机制砂中石粉含量、再生粗骨料取代率对混凝土拉、压性能的影响,制作不同石粉含量(0、5%、10%、15%)和不同再生粗骨料取代率(0、33.3%、66.6%、100%)的机制砂再生混凝土试块,共有96个标准立方体试块用于抗压、劈裂抗拉强度试验和48个标准棱柱体试块用于抗压强度试验,并分析了单因素和双因素耦合作用对拉、压强度影响规律。试验结果表明:机制砂中含有一定量的石粉对立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和劈裂抗拉强度的提高均起促进作用;随着再生粗骨料取代率的增加,抗压和劈裂抗拉强度均先降低后提高。并且拟合分析得出立方体抗压强度与劈裂抗拉强度以及立方体抗压强度与棱柱体抗压强度间关系式。     

高温后沙漠砂混凝土抗压强度恢复试验研究

采用不同替代率沙漠砂制备沙漠砂混凝土,研究其高温后经二次养护抗压性能。通过高温后沙漠砂混凝土抗压强度试验,分析试件质量损失变化及温度、沙漠砂替代率对抗压强度影响;通过二次养护后抗压强度及SEM试验,分析二次养护龄期和方式对沙漠砂混凝土抗压强度和微观结构影响。试验结果表明：随温度升高,沙漠砂混凝土质量损失率逐渐增大,抗压强度逐渐减小;随沙漠砂替代率增加,抗压强度呈先增大后减小趋势;高温后沙漠砂混凝土内部孔洞、微裂缝数量增多,微观结构劣化严重。高温后沙漠砂混凝土经过二次养护,随养护龄期增加,抗压强度恢复率呈先增大,到达峰值后呈下降或持平趋势。     

机制砂取代率对高温后混凝土性能的影响

研究了不同机制砂取代率对混凝土表观密度和高温后混凝土试件颜色变化、质量损失以及抗压强度的影响，建立了机制砂取代率与混凝土的表观密度、不同机制砂取代率下的温度与混凝土的质量损失率、不同机制砂取代率下的温度与混凝土的抗压强度损失的关系。结果表明：随着机制砂取代率的提高，混凝土的表观密度逐渐增大；当温度为200～1 000℃时，混凝土试件颜色由灰色变至红色再到白色，且温度越高试件开裂及脱落现象越严重，质量损失也越大，全机制砂混凝土的质量损失低于全河砂混凝土；当温度为200℃时，混凝土的抗压强度损失率逐渐降低；当温度超过200℃时，混凝土的抗压强度损失率先升高后降低，20%机制砂取代率下，其抗压强度损失率最高，全河砂混凝土的抗压强度损失率最低；基于试验数据建立的拟合函数的拟合度较高。     

冻融循环后再生混凝土的力学性能及损伤模型研究

通过改变冻融循环次数,研究了普通混凝土和粗骨料取代率100%的再生混凝土力学性能及抗冻性能的影响规律,以抗压强度损失率、质量损失率和动弹性模量损失率作为损伤变量建立冻融损伤模型,并针对内蒙地区对再生混凝土抗冻性进行寿命预测。研究结果表明：再生混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度与冻融循环次数呈反比关系,冻融循环每增加50次,抗压强度平均下降33.1%,劈裂抗拉强度平均下降33.0%;在冻融前期,普通混凝土与再生混凝土力学性能相差不大,但随着冻融次数的增加,二者性能均出现劣化且再生混凝土劣化程度大于普通混凝土,根据动弹性模量损失率建立的冻融损伤模型拟合精度更高,冻融损伤模型的建立可以直观清晰地反映再生混凝土宏观的力学性能变化。     

火灾持续时间对混凝土性能的影响研究

对0.4水胶比的基准混凝土、PVA纤维混凝土、钢纤维混凝土、PVA-钢纤维混凝土进行200、400、600、800℃高温处理,达到目标温度后分别恒温1、2、3、4、5 h来模拟火灾持续时间,然后对试件进行自然冷却,静置24 h后再进行试件的混凝土性能试验。结果表明:随着恒温时间的增加混凝土及纤维混凝土的质量损失率逐渐升高,动弹性模量和劈裂抗拉强度则呈现降低的趋势;恒温度为200℃和400℃,混凝土立方体抗压强度对短期恒温时间产生的微裂缝的敏感度不如动弹性模量和劈裂抗拉强度,故而呈现先上升后降低的趋势,在400℃之后由于温度较高产生的裂缝较大,使其立方体抗压强度一直呈现降低的趋势。     

高温后不同冷却方式下自密实混凝土力学性能研究

对54个标准立方体和27个标准棱柱体C40自密实混凝土试件高温后,采用自然冷却和喷水冷却两种方式下的力学性能进行研究,并观察试块的表观特征及测量高温后损失率,结果表明:两种冷却方式下,500℃时混凝土试块的表观特征均发生显著变化;高温后质量损失率和峰值应变随温度升高而增大,弹性模量随温度升高而下降;试块的抗压强度、劈拉...     

再生微粉掺量对再生透水混凝土性能的影响研究

基于灰色关联分析法构建以再生骨料透水混凝土抗压强度、劈拉强度、孔隙率、透水系数及质量损失率为评价指标的优选模型,计算得到再生微粉掺量与最优指标集的关联程度。结果表明,0、10%和20%三种再生微粉掺量的灰色关联度较高;掺量为0时,再生骨料透水混凝土的强度最高,10%掺量能够改善其耐磨性能;20%掺量能够显著提高其透水性能。     

Research on mechanical behavior of recycled aggregate concrete after high temperatures

以历经最高温度、再生粗骨料取代率、粗骨料类型、混凝土强度为变化参数,设计和制作了168个再生混凝土标准棱柱体试件,对其进行高温后的物理及力学性能试验。试验中观察了高温后试件的表观变化及其受力破坏形态,获取了再生混凝土的高温烧失率以及各试件的轴心受压全过程应力-应变曲线,通过分析各变化参数对历经高温后再生混凝土的物理及力学性能的影响规律,根据最高受火温度和质量烧失率分别提出高温后再生混凝土轴心抗压强度评估公式。结果表明：随着温度的提高,高温后再生混凝土由青灰色变为棕灰色,最后呈灰白色,出现温度裂缝及剥落现象;烧失率随着温度的提高、取代率的增大和强度的降低而显著增大;温度对高温后再生混凝土破坏形态及力学性能的影响最大,温度越高,其轴心受压破坏时的裂缝带越宽,破坏程度越严重;随着温度的升高,其弹性模量的衰减程度要比峰值应力的大;相比卵石骨料再生混凝土,高温对碎石骨料再生混凝土力学性能的影响更为显著;混凝土强度和再生粗骨料取代率变化对高温后再生混凝土的力学性能无明显影响。基于试验结果提出的高温后再生混凝土轴心抗压强度的评估计算结果与实测结果吻合较好。     

不同岩性的机制砂混凝土本构关系及力学性能

为研究机制砂混凝土在单轴应力状态下的力学性能,分别以广西地区石灰岩、卵石、玄武岩3种岩性机制砂为细骨料,以混凝土强度等级为变化参数,设计并制作了24个150 mm×150 mm×300 mm标准棱柱体混凝土试件和24个150 mm×150 mm×150 mm标准立方体混凝土试件,以河砂混凝土为对比试件,进行了单轴抗压试验,获得了试件在单轴受压下的抗压强度和应力-应变全过程曲线,通过拟合得到了适用于机制砂混凝土的单轴受压本构方程。基于试验数据,提出了机制砂混凝土的弹性模量计算公式。结果表明:不同岩性的机制砂混凝土破坏形态大致相同; 机制砂混凝土应力-应变曲线变化趋势与河砂混凝土相似,在曲线的上升段,机制砂混凝土与河砂混凝土基本重合,但在下降段,机制砂混凝土脆性较大,曲线比较陡峭; 基于Sargin模型拟合得到的机制砂混凝土应力-应变全曲线与试验全曲线吻合较好; 机制砂混凝土的力学性能与不同岩性细骨料的物理特性有关,随着细度模数的增大或石粉含量的增多,机制砂混凝土试件峰值应力与峰值应变呈现出先增大后减小的趋势; 当水灰比在0.3～0.4之间时,建议机制砂混凝土换算系数取为0.77; 卵石机制砂混凝土弹性模量均高于石灰岩和玄武岩机制砂混凝土。     

粗骨料粒径和硅灰对混凝土断裂性能影响的试验研究

应用双参数模型确定混凝土在不同粗骨料粒径和不同硅灰掺量时的临界应力强度子(K1c^s)和临界裂缝尖端张开位移(CTPDc)，同时利用特征长度l^ch研究粗骨料粒径和硅灰掺量对混凝土脆性的影响。文章也给出了相应的弹性模量、抗压强度以及抗拉强度。试验龄期为28天。试验结果表明，对于高强混凝土最大粗骨料粒径增大，弹性模量和抗压强度减小，而抗拉强度和临界应力强度因子以及材料的脆性增大；对于中等强度混凝土(MSC)，硅灰掺量为10％(硅灰／[硅灰 水泥])的混凝土(MSC-SF)的弹性模量、抗压强度、抗拉强度、临界应力强厦因子和脆性都大干不掺硅灰的MSC。     

超高性能混凝土高温后残余力学性能试验研究

测定了抗压强度高于140MPa的含粗骨料超高性能混凝土和活性粉末混凝土遭受高温作用后的残余抗压强度、残余劈裂抗拉强度和残余断裂能。结果显示,两种超高性能混凝土的残余强度均随着目标温度的升高而呈现先增大再降低的趋势,而残余断裂能均随着目标温度的升高逐渐降低。各目标温度下,含粗骨料超高性能混凝土的残余抗压强度均高于活性粉末混凝土,但其残余劈裂抗拉强度和断裂能低于后者。活性粉末混凝土在300℃临界温度下的峰值残余抗压强度和峰值残余劈裂抗拉强度分别比常温时提高了26.8%和19.3%,800℃高温后的强度损失率分别为72.3%和81.4%。含粗骨料超高性能混凝土在400℃临界温度下的峰值残余抗压强度和在300℃目标温度下的峰值劈裂抗拉强度分别比常温时提高了34.0%和6.8%,800℃高温后的强度损失率分别为70.2%和84.9%。所以,对于有抗火灾高温要求的工程结构,含粗骨料超高性能混凝土适合用于受压构件,而活性粉末混凝土适宜于抗弯构件。     

硫酸盐和干湿循环作用下玄武岩纤维混凝土劣化规律

盐湖、盐渍土地区水位变幅区的混凝土材料劣化问题突出。该文开展不同质量浓度硫酸盐溶液干湿循环侵蚀作用下玄武岩纤维混凝土侵蚀试验、材料力学试验和微观测试,测试分析混凝土试件抗压强度、劈裂抗拉强度、质量变化、相对动弹性模量等参数的演变规律,揭示不同浸泡浓度及龄期下玄武岩纤维混凝土的劣化机制;结合混凝土试件侵蚀后的表观形态和细观结构特征,研究不同侵蚀周期下掺玄武岩纤维混凝土的细观结构演变机理。结果表明：掺入长度6mm玄武岩纤维的混凝土抗压及劈裂抗拉强度增强效果优于长度12mm纤维;硫酸盐和干湿循环侵蚀作用下玄武岩纤维混凝土劣化规律受硫酸盐溶液浓度、干湿循环次数和纤维掺量3个因素协同作用影响,干湿循环作用下硫酸盐侵蚀产物主要为石膏型侵蚀和钙矾石型侵蚀。掺玄武岩纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀能力明显优于于素混凝土。     

橡胶粉对C60 HPC高温后力学性能的影响

为研究橡胶粉对C60高性能混凝土高温后断裂性能的影响,对橡胶粉掺量为5％和8％的C60 HPC进行高温试验,测定不同高温后试件的抗压强度及劈裂抗拉强度,并基于双K断裂理论对试件进行三点弯曲断裂试验,计算断裂参数,绘制起裂韧度、失稳韧度随温度的变化曲线.结果表明,随着温度上升,C60 HPC抗压强度和劈裂抗拉强度呈下降趋...     

高温后矿渣微粉纤维混凝土抗压强度试验研究

通过矿渣微粉纤维混凝土高温后立方体抗压和轴心抗压试验,分析温度、矿渣微粉掺量、钢纤维体积率、聚丙烯纤维掺量和混凝土强度等级等因素对混凝土高温后抗压强度的影响.结果表明,随着温度升高,高温后矿渣微粉纤维混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度不断降低,且逐渐趋于一致;矿渣微粉纤维混凝土高温后抗压强度随矿渣微粉、钢纤维和聚丙烯纤...