集料对混凝土断裂性能影响的研究

研究了粗集料粒径、集料体积率和粗集料的种类对混凝土断裂能和断裂韧性的影响;并从细观结构上分析集料对混凝土断裂性能作用机理。     

冶金集料对高性能混凝土力学性能的影响

针对高性能混凝土存在着脆性较大的问题,采用冶金集料置换了部分普通集料进行了增强增韧。试验结果表明：混凝土的强度和断裂韧性随冶金集料的置换率的增加而提高;断裂能随冶金集料置换率的的增加而提高特别显著,采用延性指数描述了冶金集料对混凝土脆性的影响,混凝土的脆性随冶金集料置换率的增加而降低,特别对于水胶比较高的系列;从断裂面信息的分析表明,断裂面的分数维和粗糙度的增加与混凝土断裂能或延性指数增加的趋势相一致。     

混凝土断裂能Gc的研究分析

本文简要介绍了混凝土断裂能的概念,并对研究混凝土断裂能 G_c 所采用的试验方法和计算方法进行了综合分析和评价;并提出了一种新的计算 G_c 的方法。另外,为进一步研究混凝土断裂区的裂缝开展,本文定义了两个临界单位能量点,即裂缝开裂临界点 uc 和裂缝发展临界点 u_(in)。     

高强混凝土的断裂能(G_F)

本文提供了由大范围高强混凝土获得的混凝土断裂能G_F的结果。所研究的混凝土的强度级(高达100MPa),骨料的类型及其表面纹理作为变量纳入研究之中。     

聚丙烯纤维网混凝土负温断裂能研究

为了改善混凝土低温抗裂抗冲击性能,在混凝土中加入聚丙烯纤维网.本文通过对聚丙烯纤维网混凝土低温断裂能试验分析,纤维混凝土的断裂能高于基准混凝土,并且随着纤维掺入量的增加,断裂能有所增加.但是在纤维掺入量为0、0.9和1.8kg/m3三种情况之间并非直线关系,可以认为纤维掺入量为0.9kg/m3的混凝土性价比最高的结论.     

陶粒混凝土Ⅰ—Ⅱ复合型断裂能研究

本文根据混凝土I型裂缝断裂能GF的测试原理和方法，采用偏直裂纹三点弯曲梁陶粒混凝土I－Ⅱ复合型断裂能GF^Ⅰ－Ⅱ进行了实验测定，并与普通混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型断裂能进行了对比。通过实验还研究了混凝土强度及KⅠ／KⅡ比值对陶粒混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型断裂能GFⅠ－Ⅱ的影响。     

混凝土断裂能G_F的尺寸效应

断裂能ＧＦ是基于虚拟裂缝模型并考虑了混凝土软化特性的断裂参数，这个参数在混凝土的非线性开裂计算中是必不可少的．本文采用楔入劈拉法研究了试件高度对混凝土断裂能的影响．研究结果表明，ＧＦ在一定范围内存在尺寸效应．然而当试件高度ｈ＞５００ｃｍ时，基本上无尺寸效应．这一结论对大体积混凝土结构的非线性开裂计算有着重要的意义．     

寒区纤维混凝土断裂能试验研究

在实验室内,利用液压伺服疲劳试验机,对带有中心裂纹水泥混凝土试件,采取三点加载法,研究在常温、冻融循环后和负40度冰冻状态下,两种纤维掺入量（0.9kg,m^3、1．81kg/m^3）的聚丙烯纤维网混凝土和零掺入量的基准混凝土断裂能,并尝试将Weibull分布引入断裂能分析。试验表明纤维掺入量为0.9kg/m^3的混凝土性价比较高。     

玄武岩纤维增强混凝土断裂能研究

通过带切口梁的三点弯曲试验,对玄武岩纤维掺量为0、1、3和6kg/m3的混凝土试件进行了荷载-变形测试,根据荷载-位移曲线拟合计算得到混凝土的断裂能。研究表明,随着玄武岩纤维掺量的增加,玄武岩纤维混凝土的断裂能及其增益比均呈现增长趋势,且增长速度是非线性的。     

高强混凝土断裂能加载速率效应研究

应用液压伺服试验机及自制落锤冲击设备进行了三点弯曲试验,在8个数量级的加载速率下,测定了高强混凝土的断裂能.结果表明:高强混凝土断裂能随着加载速率的提高而增大,且在低加载速率范围该趋势温和,在高加载速率范围该趋势显著.     

纤维增强活性粉末混凝土(RPC)断裂能的研究

通过三点弯曲梁法测试了钢纤维、混杂纤维（钢纤维、聚丙烯纤维）增强RPC试件的断裂能．试验结果表明,钢纤维对RPC的增强增韧效果显著,而混杂纤维的效果更佳,给出了断裂能、特征长度等参数随纤维掺量的变化趋势,得出较优的纤维掺量,并分析了纤维增强RPC的整个破坏过程,对其破坏机理进行了初步探讨．     

混凝土材料断裂表面的多重分形特征研究

采用投影覆盖法结合激光三角测试技术，直接测定了混凝土断裂表面分维值。根据多重分形理论，分析了断裂表面的多重分形性质与材料组成的关系，同时给出了混凝土断裂表面多重分形的特点。结果表明，不同材料组成的混凝土断面分形谱形态基本,相同它们的分维值域随水胶比，集料粒径和集料品种的变化而变化。     

配合比及蒸压制度对硅酸盐混凝土断裂能的影响

采用三点缓慢弯曲梁法研究了硅酸盐混凝土的断裂能，并探讨了水固比、钙硅比、蒸压制度对其的影响．通过实验得出，当水固比(质量比)为0、17，钙硅比(摩尔比)为0，5或1、0时，采用蒸汽压力1．0MPa、升温2h、恒温6h、降温2h的蒸压制度，可以获得较高的断裂能。另外，为了预测硅酸盐混凝土的断裂能，还回归了其与抗压强度的关系式。     

聚丙烯纤维对超高强混凝土断裂特性的影响

通过三点弯曲梁试验研究了聚丙烯纤维掺量和种类对抗压强度100MPa的超高强混凝土断裂性能的影响.结果表明:超高强混凝土裂缝破坏过程分为3个阶段.聚丙烯纤维对延缓超高强混凝土第1阶段和第2阶段裂缝破坏发展有一定的效果,但效果不明显.聚丙烯纤维对延缓超高强混凝土第3阶段裂缝破坏发展效果明显.与未掺聚丙烯纤维超高强混凝土相比,掺2kg·m-3长度19mm聚丙烯纤维的超高强混凝土断裂能增加50.8%,韧性提高54.5%,各龄期抗压强度增大,而掺2kg·m-3长度9mm聚丙烯纤维的超高强混凝土断裂能增加45.5%,韧性提高29.4%,各龄期抗压强度降低.     

Fracture resistance on aggregate bridging crack in concrete

Fracture toughening exhibited in quasi-brittle materials such as concrete is often mainly related to the action of aggregate bridging, which leads to the presence of a fracture process zone ahead of stress-free cracks in such materials. In this investigation, the fracture resistance induced by aggregate bridging, denoted by G _I-bridging, in the primary focus. In order to quantitatively determine it, a general analytical formula is firstly developed, based on the definition of fracture energy by Hillerborg. After this, we further present the calculated procedures of determining this fracture resistance from the recorded load vs. crack opening displacement curve. Then, both numerical simulations and fracture experiments are performed on concrete three-point bending beams. Utilizing the obtained load against crack opening displacement curve, the value of G _I-bridging at any crack extension as well as the change of G _I-bridging with the crack extension is examined. It is found that G _I-bridging will firstly increase with the development of crack and then stay constant once the initial crack tip opening displacement reaches the characteristic crack opening displacement w ₀. The effects of material strength and specimen depth on this fracture resistance are also investigated. The results reveal that the values of G _I-bridging of different specimens at any crack propagation are strongly associated with the values of fracture energy of specimens. If the values of fracture energy between different specimens are comparable, the differences between G _I-bridging are ignored. Instead, if values of fracture energy are different, the G _I-bridging will be different. This shows that for specimens with different strengths, G _I-bridging will change greatly whereas for specimens that are different in depth, whether G _I-bridging exhibits size effect depends on whether the fracture energy of specimens considered in the calculation of G _I-bridging is assumed to be a size-dependent material parameter.     

混凝土断裂面三维重构

基于激光三角测距原理,提出了一种新的分析混凝土断裂面的测量方法。与传统断裂面分析方法相比,该测量方法能够对混凝土断裂面进行快速三维重构并具有无损、快速和准确的特点,还可以根据重构的断裂面对断裂面进行多种分析。计算了混凝土断裂面的分形维数和粗糙度指数。     

相转变材料用于混凝土温度自控的探讨

介绍了相转变材料PCM的类型及其热能贮存和温度控制的特点；说明了混凝土温度自动控制的必要性和可行性；分析了PCM应用于混凝土温度自动控制的可行性及PCM的选择，并展望了其发展前景。     

关于三点弯曲法确定混凝土断裂能的分析

在分析三点弯曲法测量混凝土断裂能误差来源的基础上,对试验机系统进行特殊设计,可以排除绝大多数误差来源。荷载－挠度曲线下降段被截断的尾部曲线对断裂能测量结果的影响较大,采用荷载－挠度曲线下降段尾部曲线的形式估算被截断的尾部曲线对断裂能测量结果的影响,基本上解释了断裂能测量结果的尺寸效应现象。     

混杂纤维活性粉末混凝土的断裂性能

通过三点弯曲断裂试验,研究了钢纤维、钢纤维-粗聚烯烃纤维、钢纤维-聚乙烯醇纤维以及钢纤维-粗聚烯烃纤维-聚乙烯醇纤维对活性粉末混凝土(RPC)断裂韧性的改善效果.结果表明:与单掺钢纤维的RPC试件相比,钢纤维与粗聚烯烃或聚乙烯醇纤维混掺增强RPC试件的预制裂缝尖端出现数条细小的微裂缝,其荷载-挠度曲线和荷载-裂缝口张开位移(CMOD)曲线均表现出明显的"二次硬化"现象;当钢纤维体积分数为1.5%,聚乙烯醇或粗聚烯烃纤维掺量为9kg/m3时的混杂纤维RPC试件与单掺钢纤维RPC试件相比,其峰值荷载分别提高了54.4%和85.4%,断裂能分别提高了138.4%和88.5%,断裂韧度分别提高了111.9%和50.8%;当钢纤维体积分数为1.0%,粗聚烯烃纤维和聚乙烯醇纤维掺量均为3.0kg/m3或4.5kg/m3时,钢纤维、粗聚烯烃和聚乙烯醇纤维混掺表现出良好的混杂效应;钢纤维体积分数为1.0%~1.5%,合成纤维总掺量为9kg/m3时,对RPC断裂性能的改善效果最理想.