高钛重矿渣钢筋混凝土柱轴压力学性能试验研究

采用试验方法对三种高钛重矿渣混凝土类型的钢筋混凝土轴压短柱的力学性能进行了研究。从破坏形态、极限承载力、荷载-应变关系、压缩量等方面与普通钢筋混凝土轴压短柱进行对比分析。研究结果表明,同条件下三种高钛重矿渣类型的钢筋混凝土轴压短柱的破坏形态与力学性能与普通钢筋混凝土轴压短柱基本相同;三种高钛重矿渣类型的钢筋混凝土轴压短柱塑性性能和极限承载力均优于普通钢筋混凝土。采用现行混凝土结构设计规范计算了本研究所有试件的轴压极限承载力,并与试验结果进行了对比,结果表明可采用现行普通混凝土结构设计规范对高钛重矿渣钢筋混凝土柱的轴压极限承载力进行计算。最后,采用有限元法对所有试件的荷载-变形过程进行了计算,有限元计算曲线与试验结果吻合良好。     

钢筋和高钛重矿渣混凝土界面粘结性能的研究

为研究高钛重矿渣混凝土与钢筋的粘结性能,采用中心拉拔的试验方法分析研究了钢筋直径和相对粘结长度对C50高钛重矿渣混凝土与钢筋粘结性能的影响,并与C50普通混凝土进行对比。研究结果表明:高钛重矿渣混凝土整体上与普通混凝土的粘结-滑移曲线趋势相似;相同条件下,高钛重矿渣混凝土比普通混凝土的极限粘结应力提高了3%~71%;高钛重矿渣混凝土与钢筋的初始粘结刚度高于普通混凝土。     

高钛重矿渣混凝土梁受弯性能研究

为研究高钛重矿渣混凝土的结构性能,制备C50高钛重矿渣混凝土和C50普通混凝土梁,探讨两种混凝土梁截面的受弯性能。实验结果表明:高钛重矿渣混凝土梁截面平均应变符合平截面假定;其受力过程经历了弹性阶段、带裂缝工作阶段及破坏阶段,和普通混凝土梁相似;其截面受弯承载力及延性均优于普通混凝土梁,延性系数提高15.5%;在极限承载力状态下裂缝宽度为普通混凝土的2.7倍。     

高钛重矿渣骨料钢筋混凝土柱大偏压试验研究

与普通钢筋混凝土对比研究了渣砂渣石、渣砂普石和普砂渣石三种高钛重矿渣钢筋混凝土试件在三种大偏心率(e0/h=0.32、0.40和0.48)荷载作用下的力学性能,对试件的破坏形态、开裂荷载、极限承载力和最大挠度进行了分析,发现三种高钛重矿渣钢筋混凝土柱的大偏压破坏形态与普通钢筋混凝土柱相似,普砂渣石高钛重矿渣钢筋混凝土试件的强度、刚度优于普通骨料钢筋混凝土,渣砂渣石和渣砂普石这两种高钛重矿渣钢筋混凝土试件的开裂荷载、极限承载力以及刚度与普通钢筋混凝土试件接近。此外,在试验的基础上采用有限元法对所有试件的极限荷载-挠度曲线进行计算,并将计算与试验进行对比分析。结果表明,采用有限元法能够较好地预测三种高钛重矿渣钢筋混凝土试件在大偏压作用下的极限承载能力。     

高钛重矿渣混凝土抗冻试验研究

本试验对高钛重矿渣混凝土抗冻性能进行研究,采用标准慢冻法对高钛重矿渣混凝土试块进行50次冻融循环。研究了不同粉煤灰取代水泥掺量,硅粉取代10%水泥,钢渣取代全部粉煤灰三种情况对高钛重矿渣混凝土抗冻性能的影响,并与普通高钛重矿渣混凝土抗冻性能进行比较。试验研究表明:不同的配合比对高钛重矿渣混凝土的抗冻性能、质量损失和强度损失具有一定的影响,高钛重矿渣混凝土的抗冻性能符合GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》的要求。     

HRB500E高强抗震钢筋高钛重矿渣混凝土梁裂缝试验研究

通过对6根HRB500E高强抗震钢筋高钛重矿渣混凝土梁和3根HRB335普通钢筋高钛重矿渣混凝土梁进行正截面抗弯性能试验,以钢筋、混凝土强度等级为变量,研究最受关注的高强抗震钢筋高钛重矿渣梁荷载作用下的开裂变形问题。结果表明:在混凝土强度、配筋都相同的情况下,HRB500E高强抗震钢筋高钛重矿渣混凝土梁的开裂弯矩、极限弯矩比普通梁高,屈服弯矩接近于普通梁;随着混凝土强度提高,最大裂缝宽度受钢筋强度的影响不甚明显;随着纵筋率的增加,裂缝宽度得到明显约束。较之普通梁,HRB500E高强抗震钢筋高钛重矿渣混凝土梁的裂缝开展分布较均匀,裂缝条数相对较多,平均裂缝和最大裂缝宽度更大。在试验数据基础上,提出更适合于该种钢筋混凝土梁最大裂缝宽度修正公式,弥补了现有公式的不足。本项目研究为高强抗震钢筋在高钛重矿渣混凝土工程结构中的推广应用提供了有益参考。     

C30高钛重矿渣自密实混凝土研究与应用

利用攀钢高钛重矿渣全部取代普通混凝土用碎石和河砂,在松散体积法初步设计混凝土配合比的基础上,研究了高钛重矿渣集料性能及外加剂对混凝土性能的影响。试验确定高钛重矿渣砂碎石预湿时间12h,高钛重矿渣砂渣粉含量10%,开发了一种减水率高、保坍性能好的高钛重矿渣集料混凝土专用外加剂,成功制备了C30高钛重矿渣自密实混凝土,并在丽攀高速公路跨金沙江特大桥实际工程中得到了应用。     

高钛重矿渣不同掺量对混凝土强度与保温性能的影响研究

攀钢高钛重矿渣是一种强度高、化学稳定性好和多孔形貌的石质材料。为了研究其作为混凝土粗骨料对混凝土强度与保温性能的影响,分别配置了高钛重矿渣替代率为50％、60％、70％、80％、90％、100％的强度等级为C30的混凝土,以此对矿渣混凝土力学性能、保温性能进行试验,并跟同条件普通碎石混凝土进行对比分析。研究结果表明,矿渣混凝土立方体抗压强度、劈拉强度、轴心抗压强度都略高于普通混凝土,并随着粗骨料替代率提高而增强,向导热系数则低于普通混凝土。     

复高钛重矿渣混凝土与钢筋粘结性能试验研究

通过36个复高钛重矿渣混凝土和普通混凝土试件拉拔试验,以强度等级、钢筋直径及锚固长度为变量,对复高钛重矿渣混凝土与钢筋的粘结性能进行了对比研究.研究表明,同条件下,复高钛重矿渣混凝土与钢筋的粘结锚固性能优于普通混凝土,具有良好的共同工作性能.并基于受均匀内压作用的厚壁圆筒力学模型,提出了复高钛重矿渣混凝土与钢筋粘结强度的建议计算公式.     

高钛重矿渣混凝土的抗氯离子渗透性试验研究

应用高钛重矿渣替代普通砂石作为粗细骨料配制C30高钛重矿渣混凝土,采用快速氯离子迁移系数法对其进行抗氯离子渗透试验,得出DRCM值为3. 3×10~(-12)m~2/s,根据《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》及《混凝土耐久性检验评定标准》判定此高钛重矿渣混凝土抗氯离子渗透性能的等级为RCM-Ⅲ、耐久性水平推荐意见为较好。     

Effizienzsteigerung von Textilbeton durch Einsatz textiler Bewehrungen nach dem erweiterten Nähwirkverfahren

Textilbeton ist ein neuer, effektiver und sehr innovativer Baustoff zur Verstärkung von Tragwerken. Im Rahmen der laufenden Forschung stehen die weitere Verbesserung des Verstärkungsverfahrens und die stetige Weiterentwicklung der Faser‐Matrix Kombination im Mittelpunkt der Untersuchungen. Aufgrund der hohen Garnzugfestigkeiten sind bei Verwendung textiler Bewehrungen aus Carbon sehr effektive Verstärkungen herstellbar. Bei ungünstiger Konfiguration der textilen Bewehrungen können jedoch verbund‐ und festigkeitsschädigende Rissbildungen innerhalb zugbeanspruchter Textilbetonbauteile auftreten. Diese Rissbildungseffekte werden in Abhängigkeit von der Belastung maßgeblich durch die wirkenden Verbundkräfte und die verarbeitungsbedingte Garnwelligkeit beeinflusst. Dabei ist die Gefahr eines Verbundversagens durch Delamination besonders in den Bereichen der Lasteinleitung in die textile Bewehrung, wie z. B. Endverankerungen und Übergreifungsstößen, kritisch. Dies führt zu einer Reduzierung der nutzbaren Zugtragfähigkeit der textilen Bewehrung im Gesamtbauteil. Um die Effizienz der textilen Bewehrung zu erhöhen, wurde daher ein verbessertes Textilherstellungsverfahren auf Basis der Nähwirktechnik entwickelt. Dadurch wird die ungünstig wirkende Garnwelligkeit deutlich reduziert. Der vorliegende Aufsatz beschreibt vergleichende Untersuchungen der Verbund‐ und Festigkeitseigenschaften zugbeanspruchter Textilbetonbauteile. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der Entwicklung des erweiterten Nähwirkprozesses ein maßgeblicher Schritt im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Eigenschaften des Textilbetons erreicht werden konnte. Efficiency Increase of Textile Reinforced Concrete by Use of Textile Reinforcements from the Extended Warp Knitting Process The composite material textile reinforced concrete (TRC) is a new, effective and very innovative method for the strengthening of load bearing structures. Apart from further improvements to the strengthening methods, a continual further development of the fibre‐matrix combination is at the centre of ongoing research. Due to the high tensile strengths of textile reinforcements made of carbon, it enables very effective strengthening of concrete constructions. However, if the textile fabrics are unfavourably configured, bond and strength damaging crack formations within TRC members can occur. Depending on the load, these crack formation effects are substantially influenced by the bond and the size of yarn undulation, which depends on the processing of the fabric. The danger of bond failure by delamination, which particularly occurs in areas of concentrated load introduction into the textile reinforcement, such as final anchorages and overlaps, is especially critical. It results in a reduction of the usable tensile load bearing capacity in the entire member. For this reason, an improved textile manufacturing method based on warp knitting technology was developed. By means of this method, yarn undulation can be reduced considerably. The article on hand describes comparative examinations of the bond and strength properties of tensile loaded TRC elements. The results show that the development of the extended warp knitting process was a substantial step toward a further improvement of the properties of TRC.     

Feuchtesensoren in der Bauwerksüberwachung

Die Bestimmung des Wassergehalts und insbesondere der orts‐ und zeitabhängigen Feuchteverteilung in Baustoffen hat in der Forschung, Baustoffentwicklung, Bauwerksdiagnose und Bauwerksüberwachung einen besonderen Stellenwert. Bei der Untersuchung von Schadensursachen muss an Bauwerken in der Regel die Baustofffeuchte mit bewertet werden, da sowohl wesentliche Baustoffeigenschaften als auch die Dauerhaftigkeit von Bauwerken in entscheidendem Maße von deren Wassergehalt abhängig sind. In jüngster Zeit werden Feuchtesensoren eingesetzt, um die Funktionsfähigkeit und Dauerhaftigkeit von Instandsetzungs‐ bzw. Schutzmaßnahmen zu kontrollieren. Dies soll es dem Bauherrn ermöglichen, rechtzeitig Maßnahmen einleiten zu können, bevor Schäden infolge von Wasser‐ bzw. Chloridzutritt auftreten können. Condition Assessment with Moisture Sensors The determination of the water content in construction materials and in particular with regard to its depth and time dependent distribution is of high interest in the area of research, material development and condition assessment of structures. The assessment of the reason of damages mostly require to regard the moisture content of structures, because the moisture content basically affects material properties and the durability of structures. Recently moisture sensors have been used to control the functionality and durability of repair and protection measures. This enables the owner to carry out accurately timed measures to prevent damages due to the ingress of water and chlorides.     

Umlagerungsverhalten von Plattentragwerken aus Stahlfaserbeton

Das Tragverhalten von Platten aus Stahlfaserbeton ist von starker Nichtlinearität durch Rissbildung und großen traglaststeigernden Umlagerungen geprägt. Für ihre Berechnung und Bemessung wird ein nichtlineares Verfahren vorgestellt. Es basiert auf einer elasto‐plastischen Schädigungsbeschreibung des Faserbetons mit eingebetteter Betonstahlbewehrung und einer Finite Elemente Diskretisierung des Stabstahls und der Platte mit regularisierter Verschmierung der Rissbildung im Elementnetz. Das Verfahren wird an einer punktgestützen Stahlfaserbetonplatte eines Großversuchs angewendet und verglichen mit anderen gängigen Methoden, nämlich einer linear‐elastischen Schnittgrößenermittlung bzw. der Bruchlinientheorie. Zur Bemessung erweist es sich als sehr geeignet, allerdings – ähnlich den beiden anderen Verfahren – abhängig von der angenommen Rissbildung, der Nachrisszugfestigkeit und geometrischen Größen. Redistribution Effects of Steel Fibre Reinforced Concrete Slabs Numerical Computation and Design The bearing behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) slabs is mainly affected by nonlinearity due to cracking and redistribution effects leading to an increased bearing capacity. A nonlinear approach for structural analysis and design of such structures is presented. It is based on an elasto‐plastic damage theory to model material behaviour of SFRC and allows for additional embedded rebars. By adopting a finite element discretisation of the slab structure a regulated smeared modelling of cracking is achieved. Further the nonlinear model is applied to a full scale test of a SFRC flat slab structure and results are compared to alternative already well established methods, namely a linear elastic analysis and the yield line theory. The proposed method is proven to be very suitable for design but – alike the alternatives – depends on assumed crack patterns, residual tensile strength of the SFRC and geometrical parameters.