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。     

沙漠砂高强混凝土力学性能研究

通过正交试验,分析了粉煤灰掺量、沙漠砂替代率、砂率和水胶比对沙漠砂高强混凝土7d、28d、56d和100d抗压强度的影响;在正交试验基础上,保持砂率和水胶比不变,进一步揭示沙漠砂替代率和粉煤灰掺量对沙漠砂高强混凝土28d抗压强度和劈裂拉伸强度的影响规律。试验研究表明,随着沙漠砂替代率增加,沙漠砂高强混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度呈现先增大后减小趋势,沙漠砂替代率为20%时,沙漠砂高强混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度均达到最大值;随着粉煤灰掺量增加,沙漠砂高强混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度先增大后减小,粉煤灰掺量为15%时,沙漠砂高强混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度达到最大值,为沙漠砂在工程中的应用提供指导和借鉴。     

低温作用下沙漠砂替代率和粉煤灰掺量对混凝土抗压强度影响

为研究低温作用下沙漠砂替代率和粉煤灰掺量对混凝土抗压强度的影响,进行单掺沙漠砂、单掺粉煤灰、双掺沙漠砂和粉煤灰混凝土在室温,-10,-20,-30℃时的抗压强度试验,分析温度、沙漠砂替代率和粉煤灰掺量对混凝土抗压强度的影响规律,建立混凝土抗压强度与温度、沙漠砂替代率和粉煤灰掺量之间回归关系模型。试验结果表明:随着温度降低,低温下混凝土抗压强度呈增大趋势,低温后混凝土抗压强度随温度降低呈减小趋势;对于单掺沙漠砂混凝土,混凝土抗压强度随沙漠砂替代率增加呈先增大后减小趋势,沙漠砂替代率50%时混凝土抗压强度最大;对于单掺粉煤灰混凝土,混凝土抗压强度随着粉煤灰掺量增加呈减小趋势;对于双掺沙漠砂和粉煤灰混凝土,沙漠砂替代率50%,粉煤灰掺量10%时,混凝土抗压强度最大。     

沙漠砂+机制砂混凝土力学性能及碳排放研究

当前,机制砂是代替天然河砂最普遍的材料,但机制砂存在级配不均匀、石粉含量过高、生产过程消耗能源和污染环境等问题。该文结合我国西部地区沙漠砂资源丰富的情况,开展了沙漠砂+机制砂混凝土(Desert sand + Machine-made sand Concrete, DMC)的力学性能试验,分析了不同沙漠砂替代率对混凝土强度和弹性模量的影响规律：DMC的强度与弹性模量随龄期逐渐增长,养护14d和28d时DMC轴心抗压强度随着沙漠砂替代率的增加呈现出先增大后减小的趋势,当沙漠砂替代率为20%时达到峰值。试验发现,DMC抗压强度受沙漠砂替代率的影响要大于弹性模量的影响。基于混凝土可压缩堆积理论,考虑沙漠砂和机制砂混合后堆积密度的变化及机制砂与沙漠砂在外观几何形状上的差异,并将混凝土二元混合料堆积模型扩展到细骨料堆积物理参数的分析中,建立了DMC抗压强度预测模型,模型精度较高。通过案例分析,在保证车站结构材料具有较好的力学性能前提下,当采用20%DMC时,由于减少了细骨料中机制砂的使用,案例的材料碳排放较低。     

高温后不同沙漠砂替代率砂浆单轴受压力学性能试验研究

为得到高温后不同沙漠砂替代率砂浆单轴受压力学性能,设置目标温度分别为100,200,300,500,700℃,对高温后不同沙漠砂替代率砂浆进行单轴受压试验,得到应力-应变曲线,分析温度和沙漠砂替代率对砂浆峰值应力、峰值应变、弹性模量、泊松比和质量损失率的影响,建立高温后不同沙漠砂替代率砂浆单参数受压本构方程.试验结果表明:随着温度的升高,不同沙漠砂替代率砂浆表面颜色均经历灰色→泛红→发白的变化过程;随着沙漠砂替代率增加,经历不同温度后砂浆的峰值应力和弹性模量均呈现先增大后减小的变化趋势,沙漠砂替代率为40％时峰值应力和弹性模量达到最大值;随着温度的升高,不同沙漠砂替代率砂浆泊松比呈现先降低后增大的变化趋势.通过回归分析,得到砂浆峰值应力、峰值应变、弹性模量、泊松比与温度、沙漠砂替代率之间的关系方程,并建立高温后不同沙漠砂替代率砂浆单参数受压本构方程,为配制沙漠砂混凝土以及沙漠砂混凝土的工程应用提供理论依据.     

高温后沙漠砂混凝土抗压强度超声检测

考虑温度和沙漠砂替代率两个因素,对90个尺寸为100 mm×100 mm×100 mm沙漠砂混凝土立方体进行高温试验,通过对高温后试件进行抗压强度和超声检测试验,探究沙漠砂替代率和温度对抗压强度和超声波速的影响,建立高温后相对抗压强度劣化模型,得到沙漠砂混凝土高温后相对抗压强度与相对超声波速之间的关系,为沙漠砂混凝土高温后抗压强度的无损检测提供技术支撑。     

动荷载下沙漠砂混凝土破坏过程数值模拟北大核心

动荷载作用下沙漠砂混凝土力学特性非常复杂,编写了沙漠砂混凝土二维粗骨料随机分布程序,对沙漠砂混凝土力学特性和破坏形态进行模拟,分析粗骨料粒径大小和体积含量对沙漠砂混凝土动态力学性能影响。数值模拟表明:随着粗骨料颗粒最小粒径增大,沙漠砂混凝土峰值应力逐渐减小;粗骨料颗粒最大粒径小于20 mm时,随着粗骨料颗粒最大粒径增大,沙漠砂混凝土峰值应力呈逐渐增大趋势,粗骨料颗粒最大粒径大于20 mm时,随着粗骨料颗粒最大粒径增大,沙漠砂混凝土峰值应力呈逐渐减小趋势;随着沙漠砂混凝土粗骨料体积含量增加,沙漠砂混凝土峰值应力呈先增大后减小趋势。     

粉煤灰及沙漠砂对混凝土抗氯离子渗透性能影响

通过进行单掺粉煤灰、单掺沙漠砂、双掺粉煤灰和沙漠砂混凝土抗压强度、电通量和RCM试验,揭示沙漠砂替代率和粉煤灰掺量对沙漠砂混凝土抗氯离子渗透性能和抗压强度的影响规律,分析电通量和氯离子扩散系数的相关性。研究表明:单掺粉煤灰混凝土抗氯离子渗透性能随着粉煤灰掺量增加而增强;单掺沙漠砂混凝土抗氯离子渗透性能随着沙漠砂替代率增加呈先增强后减弱趋势,沙漠砂替代率60%时混凝土抗氯离子渗透性能最好;粉煤灰掺量30%、沙漠砂替代率60%时,双掺粉煤灰和沙漠砂混凝土抗氯离子渗透性能最好;电通量和氯离子扩散系数相关性良好。     

沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土动态特性影响数值模拟

沙漠砂混凝土动态特性非常复杂。将沙漠砂混凝土看作水泥砂浆和粗骨料组成二相复合材料,利用ANSYS/LS-DYNA对试件尺寸、沙漠砂替代率和粗骨料体积含量不同沙漠砂混凝土动态破坏过程进行模拟,分析试件尺寸、沙漠砂替代率和粗骨料体积含量对沙漠砂混凝土动态特性影响规律,并对沙漠砂替代率不同沙漠砂混凝土动态破坏模式进行探讨。研究表明:随着沙漠砂替代率增加,沙漠砂混凝土峰值应力呈先增大后减小趋势,沙漠砂替代率20%时,沙漠砂混凝土峰值应力达到最大;随着试件尺寸增大,沙漠砂混凝土峰值应力逐渐减小;保持沙漠砂替代率和试件尺寸不变,随着粗骨料体积含量增加,沙漠砂混凝土峰值应力呈先增大后减小趋势。     

低温对沙漠砂C25混凝土抗压强度影响

通过设计四因素四水平正交试验,在低温条件下恒温4h,分析粉煤灰掺量、沙漠砂替代率、温度和龄期不同对沙漠砂C25混凝土在低温作用下抗压强度的影响。通过重复正交试验的方差分析及极差分析得出:在-10℃^-40℃条件下,温度对沙漠砂C25混凝土抗压强度有高度显著影响,粉煤灰掺量和龄期对沙漠砂C25混凝土低温下抗压强度有显著影响,沙漠砂替代率对沙漠砂C25混凝土低温下抗压强度影响不显著。     

沙漠砂混凝土力学性能研究

通过正交试验,分析了沙漠砂替代率、粉煤灰掺量、砂率和水胶比对沙漠砂混凝土7、28、56 d抗压强度和28 d劈裂抗拉强度影响;在正交试验基础上,进一步揭示沙漠砂替代率和粉煤灰掺量对混凝土28 d抗压强度和劈裂拉伸强度的影响规律。试验研究表明:随着沙漠砂替代率增加,沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度呈现先增大后减小趋势,沙漠砂替代率为20%时,沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度均达到最大值;随着粉煤灰掺量增加,沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度先增大后减小,粉煤灰掺量为10%时,沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度达到最大值,为沙漠砂在工程中的应用提供指导和借鉴。     

粉煤灰掺量对机制砂混凝土力学和耐磨性的影响研究

通过开展抗压强度、抗折强度、肯塔堡试验和表面磨损试验,研究了不同粉煤灰(0～60%)掺量对机制砂混凝土力学性能和和耐磨性的影响,并对混凝土强度与耐磨性参数进行建模分析。结果表明:随着粉煤灰比例的增加,混凝土的抗压、抗折强度逐渐降低,但抗折强度随养护龄期延长的增长速率逐渐提高。机制砂混凝土抗折、抗压强度之间具有幂函数关系。随着粉煤灰掺量的增加,机制砂混凝土所有试验龄期的肯塔堡质量损失率、表面磨损质量损失率以及质量损失率增长率均呈增大趋势发展。粉煤灰取代水泥降低了机制砂混凝土耐磨性。建立了混凝土抗压强度与混凝土耐磨性的对数线性模型,给出了肯塔堡质量损失率与表面磨损质量损失率的经验计算式。     

养护条件对风积砂混凝土强度及孔隙发展规律的影响

养护条件在混凝土强度发展过程中起到了重要作用,为了研究其对风积砂混凝土性能的影响,进行了立方体抗压试验确定最优风积砂替代率,在此基础上通过核磁共振试验,讨论自然养护、标准养护、水养护三种条件下混凝土微观结构发展规律。结果表明：混凝土较优风积砂替代率为20%,此时抗压强度达到最大;不同养护条件下风积砂混凝土抗压强度规律为：水养护>标准养护>自然养护;水养护与标准养护条件下风积砂混凝土T₂图谱随养护龄期的增加逐渐向左移动,无害孔占比较高,但自然养护条件下,有害孔占比较高,不利于提高抗压强度;相较于标准养护,水养护条件下混凝土峰结束位置较早,平均孔径减小,无害孔占比增加。     

不同石粉含量的机制砂混凝土高温后力学性能

以受火温度、石粉含量为变化参数,设计并制作了210个100 mm×100 mm×100 mm的机制砂混凝土立方体试件,对其进行高温后的物理力学性能试验,获取了试件的质量损失率以及抗压强度和劈裂抗拉强度,建立了机制砂混凝土高温后抗压强度和劈裂强度的劣化模型,同时结合X射线衍射和扫描电子显微镜等技术,揭示了高温后机制砂混凝土力学性能劣化的微观机理。基于最高受火温度和质量损失率,分别提出了高温后机制砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度评估计算式。结果表明:随着温度的升高,机制砂混凝土试件的表面颜色从灰色变成红褐色,最后呈白色,高温作用使试件表面出现了温度裂缝及剥落现象; 试件的质量损失率随着石粉含量的增加而增大; 混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度随着温度的升高显著减小; 随着石粉含量的增加,混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度先增大后减小,当石粉含量(质量分数)为10%时,混凝土强度达到最大值; 基于试验结果建立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拟合度较好; 混凝土中掺入适量的石粉能促进体系中钙钒石和氢氧化钙等水化产物数量,当经受700 ℃高温后,水泥水化物脱水分解使混凝土内部裂缝和孔隙增多。     

不同龄期混凝土高温后力学性能研究

为研究不同龄期混凝土高温后的力学性能变化,对不同养护龄期的混凝土设置不同的温度和继续养护时间,对其抗压强度和劈裂抗拉强度进行试验。结果表明：各龄期混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度随经历温度的升高基本呈下降趋势,但当温度不高于100 ℃,龄期不大于14 d 时,其强度反而略有上升。混凝土经历相同温度情况下,高温时龄期越早,强度越低。随着高温后继续养护时间的增加,混凝土的强度逐渐恢复,且高温龄期越早,恢复程度越高,但强度恢复增幅逐渐降低。     

厦门地区机制砂对混凝土抗压强度的影响

收集了厦门地区使用量较大的14种机制砂,并从中选取具有代表性的6种,然后成型了混凝土抗压试件并检测了力学性能,分析了不同性能、不同替代率的机制砂对混凝土抗压强度的影响。结果表明,随着机制砂石粉含量、压碎值指标的增大,各龄期的机制砂混凝土抗压强度先增大,后减小。随着机制砂替代率的增大,机制砂混凝土的抗压强度先增大后减小,并且7d及以后龄期替代率为50%的机制砂混凝土的抗压强度均大于其他替代率的混凝土的强度。     

碳化高温后混凝土力学性能的试验研究

通过对混凝土试件进行碳化高温试验,研究混凝土碳化深度、质量损失及碳化高温后抗压与抗折强度的变化规律,分析碳化高温后混凝土力学性能衰减机理,建立基于碳化高温后混凝土质量损失率的抗压强度及抗折强度计算式。研究表明：随着碳化的不断进行,混凝土碳化深度和质量损失随之增大;碳化龄期为7,14,28 d时,混凝土抗压强度随温度升高先减小后增大然后再减小,碳化龄期为14,28 d的抗压强度峰值出现在400℃;混凝土抗折强度总体趋势是随温度升高而降低,但在碳化龄期14,28 d、温度200℃时,其抗折强度略有升高。利用基于碳化高温后混凝土质量损失率的抗压及抗折强度计算式,可预估不同碳化龄期、不同温度下混凝土的抗压、抗折强度。     

动荷载下沙漠砂混凝土破坏过程数值模拟

动荷载作用下沙漠砂混凝土力学特性非常复杂,编写了沙漠砂混凝土二维粗骨料随机分布程序,对沙漠砂混凝土力学特性和破坏形态进行模拟,分析粗骨料粒径大小和体积含量对沙漠砂混凝土动态力学性能影响。数值模拟表明:随着粗骨料颗粒最小粒径增大,沙漠砂混凝土峰值应力逐渐减小;粗骨料颗粒最大粒径小于20 mm时,随着粗骨料颗粒最大粒径增大,沙漠砂混凝土峰值应力呈逐渐增大趋势,粗骨料颗粒最大粒径大于20 mm时,随着粗骨料颗粒最大粒径增大,沙漠砂混凝土峰值应力呈逐渐减小趋势;随着沙漠砂混凝土粗骨料体积含量增加,沙漠砂混凝土峰值应力呈先增大后减小趋势。     

再生粗骨料沙漠砂混凝土配合比试验研究

为探究将沙漠砂与再生粗骨料结合应用配制混凝土的可行性，设计四因素三水平正交试验，进行再生粗骨料沙漠砂混凝土和易性和抗压强度试验，分析水胶比、砂率、沙漠砂替代率和再生粗骨料替代率对再生粗骨料沙漠砂混凝土和易性、7 d与28 d抗压强度的影响。试验结果表明：采用再生粗骨料部分替代天然粗骨料、沙漠砂部分替代中砂配制混凝土是可行的。从强度与和易性角度出发，得到C30混凝土最优配合比为水胶比0.4、砂率28%、沙漠砂替代率40%和再生粗骨料替代率50%。     

钢渣粉掺量对泡沫混凝土物理力学性能的影响

通过设计掺量为0～50%的钢渣粉替代水泥,制备钢渣泡沫混凝土,分析在标准养护条件下,钢渣泡沫混凝土密度、干燥收缩和热工性能。试验结果表明:随着钢渣粉掺量的增加,泡沫混凝土的净浆流动度、初凝时间和终凝时间呈逐渐增加的趋势,各龄期的抗压强度呈先提高后降低的趋势,各龄期干燥收缩量和干燥收缩率基本呈先增大后减小再增大的趋势,干密度、吸水率和导热系数都呈逐渐增大的趋势。综合分析,泡沫混凝土的最佳钢渣粉掺量为胶凝材料质量的20%。