轻集料及高性能轻集料混凝土的性能研究

对轻集料的性能如吸水速率、微观结构及高性能轻集料混凝土的强度、耐久性进行了研究.所用轻集料为膨胀页岩和烧结粉煤灰.高性能轻集料混凝土是由不同的胶结料用量、不同的硅灰掺量和不同的水胶比配制而成.实验结果证明,膨胀页岩轻集料的吸水速率比烧结粉煤灰轻集料低得多,这与轻集料的微观结构相吻合.意味着混凝土搅拌过程中,后者需更多的额外水来达到期望的水胶比.利用轻集料可以成功地配制成强度高于60 MPa、坍落度200 mm左右、重度低于1 834 kg.m-3的高性能轻集料混凝土.增加胶结料用量或降低mw/mb(水胶质量比)可以提高该混凝土的强度,当胶结料用量超过550 kg.m-3或mw/mb低于0.28后,作用变得不明显.从提高该混凝土的强度的角度看,硅灰的最佳掺量为10%.轻集料的种类明显影响高性能轻集料混凝土的强度.耐久性实验证明,高性能轻集料混凝土水的渗透性很低,并且该混凝土的抗冻性优于普通重度的混凝土.     

有机轻集料混凝土的单轴受压试验研究

研究了原发发泡聚苯乙烯(EPS)颗粒、再生EPS颗粒或废橡胶粒部分取代粗集料的有机轻集料混凝土在单轴受压时的破坏形态、弹性模量、应力-应变全曲线等,并采用不同公式对有机轻集料混凝土的应力-应变全曲线进行拟合.结果表明:各轻集料混凝土的应力-应变全曲线总体形状与普通混凝土的相似,但曲线上各特征点与普通混凝土不同;轻集料混...     

结构用橡胶轻集料混凝土的性能实验研究

针对橡胶轻集料混凝土的基本力学性能进行了试验研究,通过对不同橡胶集料掺量、水泥用量和不同矿物掺和料的轻集料混凝土基本性能的研究,结果表明在普通轻集料混凝土中掺入一定质量的橡胶微粒可以有效的改善轻集料在混凝土中的分布状况,通过调整橡胶集料的含量和加入一定质量的矿物掺和料可以配制出和易性、坍落度均优且强度满足CL30的结构用橡胶轻集料混凝土.     

钢管轻集料混凝土长柱轴压性能试验研究

对18根不同长细比和含钢率的钢管轻集料混凝土长柱进行轴压试验,研究了钢管轻集料混凝土长柱在轴心压力下的受力性能,并与钢管普通混凝土进行了对比.结果表明:钢管轻集料混凝土长柱破坏属于整体失稳破坏,长细比越大,其承载力和稳定系数越低,加载过程中由全截面受压转为一侧受拉一侧受压,最终因为挠度过大而破坏;相同长细比情况下,钢管轻集料混凝土构件的承载力随含钢率增大而增大;核心混凝土性能对钢管混凝土的界限长细比有一定影响,钢管轻集料混凝土的界限长细比低于钢管普通混凝土;钢管轻集料混凝土的稳定系数要高于长细比相同的钢管普通混凝土.     

钢管轻集料混凝土柱水平往复荷载下滞回性能试验

目的研究钢管轻集料混凝土柱在水平往复荷载下的破坏形态和滞回性能.方法对8个钢管轻集料混凝土柱进行拟静力试验,研究轴向压力下,不同轴压比、不同外径的钢管轻集料混凝土柱在水平往复荷载下的破坏形态和受力性能,得到其滞回曲线、钢管应变曲线.根据试验结果对比分析钢管轻集料混凝土柱的骨架曲线、延性和受力过程中钢管对核心轻集料混凝土的紧箍力.结果钢管轻集料混凝土柱的破坏主要表现为钢管底部位置的鼓曲破坏;滞回曲线饱满,骨架曲线完整,延性系数均在4.0以上.结论钢管轻集料混凝土抗震性能较好;混凝土的承载力和延性的增大主要来自钢管的约束作用,钢管对轻集料混凝土的紧箍力随着水平位移的增加而增大,直至钢管鼓曲破坏不在提供紧箍力.     

自燃煤矸石制备轻集料混凝土的试验

为推广自燃煤矸石粗、细集料在混凝土中的应用,参照国标,通过试验对阜新市高德矿堆积的自燃煤矸石进行了轻集料品质评定.试验结果表明,阜新高德矿自燃煤矸石SO3质量分数<1.0%,因此能保证该自燃煤矸石集料配制混凝土的结构安全性;在掌握了自燃煤矸石基本性质的基础上,将其破碎、筛分、级配,加工成粗、细集料.按轻集料混凝土配合比设计方法设计了5组试验,进行了大量的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈拉强度和弹性模量检测.研究结果表明,由于阜新高德自燃煤矸石粗、细集料与中等级混凝土基体的强度和弹性模量差距较小,虽然其自身强度不及天然砂子及碎石,但因充分发挥了集料和基体的协调作用,仍可配制出LC15-LC40的混凝土,且早期强度发展的更理想.     

钢管轻集料混凝土组合界面黏结滑移性能

通过对27根钢管轻集料混凝土试件的推出试验,研究了钢管轻集料混凝土黏结滑移的发展过程及破坏机理,考察了影响钢管轻集料混凝土黏结强度的因素;并对其中的4个试件进行了反复推出试验,研究了循环荷载对黏结强度的影响.初次推出试验表明:养护方式和浇筑方式对钢管轻集料混凝土组合界面的黏结强度有一定的影响;钢管内壁越粗糙,黏结强度也越大;轻集料混凝土强度对黏结强度影响不大;在试件的参数范围内,黏结强度随长细比和径厚比增长而降低.反复推出试验的结果表明:初次推出的承载力最大;同一方向推出次数增加,钢管轻集料混凝土的黏结破坏荷载和黏结强度均会降低.     

偏心率对钢管轻集料混凝土受压性能的影响

为了研究钢管轻集料混凝土构件偏心受压状态下的受力性能特征,对长细比为12,28,56等共54根不同偏心率的钢管轻集料混凝土偏心受压柱的试验结果进行了分析.通过构件的荷载、挠度、应力和应变等特征曲线,研究了构件破坏的过程特征,分析了偏心率对受压性能的影响机理.试验结果表明:偏心率越大,钢管轻集料混凝土构件的纵向应变发展越快;在破坏时,截面受压区高度随着偏心率的增大而减小,中和轴逐渐向偏心一侧移动;钢管轻集料混凝土的承载力随着偏心率的增大而减小,延性随着偏心率的增大而增大;偏心与稳定对钢管轻集料混凝土的承载力影响相互独立,其承载力折减系数可以由偏心折减系数乘以稳定系数得到.基于以上分析,给出了钢管轻集料混凝土的偏心折减系数计算公式,计算结果与试验结果吻合良好.     

陶粒的预处理工艺对轻质混凝土性能影响的试验研究

在轻集料混凝土中,骨料的性能对混凝土的性能影响很大。为了探究陶粒混凝土的生产工艺并将其应用于实际工程中,文中研究了陶粒经过不同方法处理后配制的陶粒混凝土的和易性、基本物理性能和力学性能的变化规律,得出对陶粒处理的有效方法。结果表明:预湿处理能够明显改善拌合物的和易性,但其早期强度较低,而28 d龄期后与未预湿处理的陶粒配制的混凝土的强度大小相当;经造壳处理后的陶粒配制的陶粒混凝土强度明显提高,比未造壳处理的陶粒配制的陶粒混凝土强度大约增长8 MPa。因此,陶粒颗粒经过造壳处理和预湿处理两道工艺后,配制出的混凝土的性能最佳。     

钢管轻集料混凝土界面黏结滑移过程分析

为探究钢管轻集料混凝土黏结滑移受力过程和机理,通过4个钢管轻集料混凝土柱推出试验,分析钢管轻集料混凝土界面黏结滑移受力过程.从钢管外壁应变变化、位移-荷载曲线、黏结破坏强度以及相应位移角度分析长细比和紧箍系数对钢管轻集料混凝土黏结滑移的影响;通过详细分析加载过程中钢管外壁应变变化研究构件黏结滑移受力过程.试验结果表明:核心混凝土全界面发生相对滑移时,滑移荷载主要受紧箍系数直接影响,紧箍系数越大相应荷载越大;滑移过程中,钢管外壁纵向应变变化反映其位移-荷载曲线趋势;钢管内壁混凝土接触界面始终对轻集料混凝土有较大的环向约束作用,长细比越大在钢管端部环向作用越明显;紧箍系数不变,黏结破坏荷载对应位移随长细比增大逐渐递增.     

轻集料混凝土的断裂能

测定了具有不同强度的轻集料混凝土和普通混凝土的断裂能。比较了轻集料混凝土和普通混凝土的断裂能与抗压强度之间的关系。结果表明，对于给定的强度，轻集料混凝土的断裂能大大低于普通混凝土的断裂能。可以认为混凝土的断裂能可能与抗压强度和容重或与其动弹性模量有关。     

碳纤维增强轻骨料混凝土实验研究

通过在轻骨料混凝土中掺入轻质、高强、高弹模的碳纤维实验,获得了碳纤维掺量为0.5%,0.7%,1.0%时轻骨料混凝土强度变化特征及其强度与龄期的变化关系,为在轻骨料混凝土中利用碳纤维改善力学性能研究奠定了基础。     

变形钢筋与高强轻骨料混凝土的黏结-滑移性能

研究变形钢筋与轻骨料混凝土间的黏结-滑移性能,完成了9组中心拉拔试验,分析了轻骨料混凝土强度、锚固长度、粗骨料类型及钢筋的直径对黏结应力的影响.结合试验结果,采用厚壁模型,给出了轻骨料混凝土黏结强度的解析解,并建立了钢筋与轻骨料混凝土间的黏结应力-滑移曲线本构模型.结果表明:轻骨料混凝土的黏结-滑移性能主要受砂浆强度影响,使得该类混凝土与变形钢筋间的黏结应力优于普通混凝土;黏结强度随着轻骨料混凝土的强度提高而增加,随着黏结长度的降低而增加;本文提出的本构模型能够较为准确地预测试验曲线.     

混合型细集料轻混凝土的微观结构

论述了混合型细集料轻混凝土的微观结构及其转化特点，着重对矿渣和粉煤灰掺合料对混凝土微观结构的影响、混合型细集料水泥砂浆在不同龄期水化产物的种类、形态、结构特征进行了探讨，并对微观结构转化所导致的制品性能的改变进行了分析和论证。     

钢纤维陶粒轻骨料混凝土受拉性能试验

采用工程中常用的陶粒作为轻骨料,制成界面粘结强度较高的陶粒轻骨料混凝土,研究不同钢纤维掺量的钢纤维轻骨料混凝土的受拉性能.根据试验数据得出钢纤维轻骨料混凝土立方体劈拉强度随钢纤维体积率变化的规律,拟合出其劈拉强度与立方体抗压强度的关系式.试验结果表明,其抗拉强度提高幅度较大.当钢纤维体积率为2.5%时,试件的劈拉强度和抗折强度值分别提高55.9%和77.31%,钢纤维轻骨料混凝土的拉压比也随着钢纤维体积率的增加而增大.     

含水率与干湿循环对蒸压轻质混凝土抗压强度的影响

为研究水分对蒸压轻质混凝土力学性能的影响规律,开展了不同含水率和干湿循环次数蒸压轻质混凝土砌块的单轴压缩试验、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)试验和微观分析,得到了不同含水率和干湿循环次数下蒸压轻质混凝土抗压强度和弹性模量,并探讨抗压强度、弹性模量与含水率、干湿循环次数之间的变化规律.结果 表明:抗压强度和弹性模量在含水率从0增加到20％时,先快速降低,后降低速率变得缓慢并趋于稳定;随着干湿循环次数增加,水化反应在不断进行,水化产物不断增多,但干燥收缩作用也在不断加强,故导致抗压强度和弹性模量呈先增加后下降的趋势.     

自密实轻骨料混凝土抗离析性控制与试验方法

轻骨料混凝土容易出现因轻骨料上浮而导致的混凝土离析现象,严重影响混凝土质量.通过对混凝土基体中骨料的受力和运动状态进行分析,研究了影响混凝土骨料上浮和下沉的主要因素.并在此基础上,结合普通自密实混凝土和轻骨料混凝土的配合比设计方法,设计了2种28d抗压强度分别为42.6MPa和50.1MPa的自密实轻骨料混凝土,通过湿筛试验、粗骨料分层试验、试件断面切片试验以及观察的方法验证了所设计的自密实轻骨料混凝土具有良好的抗离析性能.     

棉花秸秆制备绿色超轻粗骨料的试验研究

针对传统混凝土使用大量砂石,不少地区粗骨料已面临资源枯竭的问题,使用棉花秸秆制备超轻粗骨料。通过两个维度的抗压试验,得到棉花秸秆超轻粗骨料力学性能,从而确定棉花秸秆轻粗骨料理想的尺寸;通过对棉花秸秆超轻粗骨料的表面进行改性处理,从而实现棉花秸秆颗粒包覆材料的良好结合,降低超轻粗骨料的吸水率。研究结果表明,用棉花秸秆研制的短柱型轻粗骨料具有较高的强度,单个秸秆颗粒抗压强度可达18Mpa以上;经过改性处理后秸秆颗粒具有较低的吸水率,并能够与胶凝材料牢固结合。     

钢筋轻骨料混凝土框架节点的试验研究

本文论述了四个钢筋轻骨料混凝土框架梁柱节点组合体在低周反复荷载下的试验结果。分析了梁端塑性饺区和节点核心区的强度、变形和粘结锚固性能。提出了设计建议。     

高地温地下工程支护混凝土研究现状及进展

在系统分析高温对混凝土水化硬化的影响机理、以及高温对混凝土结构带来的温度应力、强度和耐久性问题的基础上,针对高地温地下支护混凝土的研究和应用,总结了高温对围岩与喷射混凝土粘结强度、力学性能的作用机制,随后分别对矿物掺合料、轻质骨料、纤维等外掺料在提高混凝土的隔热性以及增强、阻裂等方面进行了综述,结果表明：矿物掺合料可降低体系早期的水化热,从而降低内外温差所产生的较大收缩以及温度附加应力诱导的微裂缝产生和扩展,以此改善混凝土后期强度和耐久性,并提高产生温度负效应的温度阈值;轻质多孔隔热材料引入混凝土可达到较好隔热效果,但往往导致力学性能降低;在掌握高地温对复合支护材料性能作用机理的基础上,通过添加轻质多孔材料、掺合料和纤维材料,充分发挥各组分的协同作用,以此达到高温环境中隔热与支护性能的均衡发展。介绍了目前在实验室模拟高地温环境及测试相关性能的实施方法,探讨了深入研究所需要关注和解决的问题,并对适用于高地温地下工程的支护材料进行了展望。