蒸压钢纤维粉煤灰空心砌块砌体抗压性能试验与分析

大孔洞率、高粉煤灰掺量的蒸压钢纤维砌块的保温隔声性能良好、废物利用率高。试验研究了孔洞率为35%、粉煤灰掺量为50%和钢纤维体积率为0.6%的蒸压砌块和砌体的抗压强度和破坏形态。试验结果表明,在蒸压粉煤灰砌块中掺加钢纤维后,能够限制裂缝的开展和延伸,砌块的破坏形态呈现出裂而不散的特征;砌体的破坏呈现出压酥剥落破坏形态,抗压强度值提高了10.7%,初裂荷载能够达到破坏荷载的56.8%~70.5%。     

掺纳米SiO2粉煤灰夹芯砌块的抗折强度

 利用纳米SiO2、水泥、粉煤灰等主要原材料,加入适量外加剂,制作空心砌块,中间填入废弃聚苯乙烯塑料泡沫,通过自然养护方法研制出一种符合节能要求的自保温墙体材料——掺纳米SiO2粉煤灰夹芯砌块。以普通粉煤灰混凝土空心砌块规格和块型的设计要求和标准作为本研究砌块设计方案的基础,设计出尺寸、孔洞大小及孔洞分布符合要求的砌块。研究了粉煤灰、纳米SiO2、水泥及水等影响砌块强度的主要因素,以砌块抗折强度为主要指标,取4因素、3水平进行正交试验,优化砌块配合比参数,最终得出最佳配比为粉煤灰40%,水泥14%,纳米SiO2 0.5%,水掺量为22%,该砌块具有较高的抗折强度及较低的成本。该配合比的因素水平组合与前期研究中取得较高抗压强度的因素水平一致,并且其抗折强度与抗压强度比值较高;该配合比砌块不仅抗压强度高,而且抗折强度大,应用该砌块砌筑的砌体具有较高承受复杂应力的能力。     

吸水率对蒸压橡胶粉-粉煤灰砌块力学性能影响

通过对蒸压橡胶粉-粉煤灰砌块进行不同浸水时间的处理,探究吸水率对不同掺量橡胶粉砌块的力学性能影响。试验结果表明:对于不掺橡胶粉和20%掺量的砌块,强度随吸水率的上升呈现先增后减的趋势;掺量在40%与60%时,强度随吸水率的变化基本呈稳步下降趋势,但幅度不大;通过SEM和XRD分析,强度的变化趋势与材料的内部组分的水化程度及水分的渗透有关。     

夹芯高性能混凝土板热工性能研究

通过研究不同钢纤维掺量高性能混凝土的热工性能,探讨其作为墙体材料的可行性。首先通过试验测得不同钢纤维掺量高性能混凝土的导热系数;然后以不同钢纤维掺量高性能混凝土作为结构层,硬泡聚氨酯作为保温层,设计新型保温复合墙板,建立有限元模型,分析该复合墙板在夏季和冬季的极端温度下,由热传导引起的温度场分布和墙体的应力应变情况。研究结果表明：复合墙板具有较好的保温性能;不同温度情况下,最大应力都出现在墙体四周位置,结构层采用高性能混凝土的复合墙板适用于温度变化无常等恶劣环境。     

蒸压粉煤灰加气混凝土墙体收缩性能试验研究

新型墙体材料蒸压粉煤灰加气混凝土的干燥收缩开裂问题限制了其推广应用,为了解其收缩原理,本文通过5片蒸压粉煤灰加气混凝土砌体墙试验,研究了加气混凝土砌体墙在自然养护和标准养护环境下的收缩性能,获得了龄期、砂浆强度、砂浆种类、相对湿度、温度、离地高度等因素对蒸压粉煤灰加气混凝土砌体墙收缩变形的影响规律.基于试验研究结果提出了防止墙体开裂的措施,对工程实践具有指导意义.     

三维编织钢纤维增强渍浆混凝土准静态力学性能

为了优化钢纤维混凝土的各项力学性能,设计优选了大流动性细粒混凝土与长度为70mm、长细比达93.3的长钢纤维,采用三维钢纤维编织技术与渍浆纤维混凝土施工工艺,成功制备出钢纤维体积率Vf为5%和10%的三维编织钢纤维增强渍浆混凝土试件(3D-BSFC).采用微机控制电液伺服万能试验机对基体强度为C50的试件进行了准静态3种低应变率(10-6/s,10-4/s及10-2/s)下的单轴压缩试验,测出了应力-应变全曲线、强度、压缩韧性以及弹性模量,研究了其受压力学特性及钢纤维掺量和应变率对基本力学性能的影响规律.结果表明,高掺量三维正交钢纤维对基体混凝土的强度提高最高达3倍以上,同时改善其变形能力,使韧性增强最高达3.87倍;在较低应变率状态下,强度和弹性模量随着应变率的增大而增大,但增长幅度不大.     

基于试验的承重保温砌块本构关系

通过1：1尺寸蒸压加气混凝土砌块（砖）,模拟砌块在砌体中的实际受力状态,获得约束保温砌块的本构模型,为保温砌体分离式有限元分析提供基本力学参数．利用加载板与砌块之间的摩擦力,模拟砌块在砌体中的约束受压状态,通过5个保温混凝土砌块在伺服压力机受压试验中得到的应力-应变全曲线和数据处理,研究保温砌块受压的基本力学参数和两段...     

钢纤维增强SCLC单轴受压本构关系研究

基于复合材料力学性能的复合定律，将钢纤维增强SCLC的本构模型定义为基准SCLC的应力-应变关系与钢纤维增强效应的加权，建立了一种以应变和钢纤维掺量为自变量的钢纤维增强SCLC本构方程，其中SCLC应力-应变关系曲线上升段和下降段分别采用Weibull分布模型和有理分式拟合试验结果得出，以钢纤维增强系数考虑钢纤维的增强效应.利用有限元软件ABAQUS模拟钢纤维增强SCLC棱柱体单轴受压试验，采用上述本构方程，计算钢纤维增强SCLC损伤模型的损伤因子，分析对比得出有限元模拟结果与试验结果吻合，说明上述本构方程可以较好地描述钢纤维增强SCLC应力-应变关系，为钢纤维增强SCLC结构非线性分析提供理论依据.     

超高性能混凝土轴心受拉力学性能试验研究

为了研究钢纤维掺量对超高性能混凝土(UHPC)轴心受拉力学性能的影响,设计、制作了纤维掺量为0%~5%的6组8字型单轴受拉试件,标准养护28d后进行单轴拉伸试验,得到了不同纤维掺量UHPC单轴受拉应力-应变全曲线;分析了钢纤维掺量对UHPC抗拉强度、峰值应变以及受拉韧性的影响.试验结果表明:在不影响UHPC工作性能的前提下,纤维掺量可达到5%,其抗拉强度为8.50MPa,对应的应变为1 619με;随着钢纤维掺量的增加,UHPC的抗拉强度、峰值应变、抗压强度以及受拉韧性均逐渐提高.最后依据试验数据建立了UHPC单轴受拉本构方程.试验结果可为UHPC材料的工程应用提供参考.     

再生混凝土空心砌块砌体受压变形性能试验

为考察再生混凝土空心砌块砌体的受压性能,制作了再生混凝土骨料替代率为75%、抗压强度平均值达到8.60 MPa的再生混凝土小型空心砌块,进行了再生混凝土空心砌块砌体受压变形性能试验,研究该种砌体在竖向荷载作用下的受力全过程和破坏形态,分析了砌体的受压应力-应变曲线和弹性模量.结果表明:该种砌体的受压性能和破坏特征和普通混凝土砌块砌体基本一样;该种砌体的抗压强度和弹性模量随砂浆强度的增大而提高.通过对试验数据的回归分析,再生混凝土空心砌块砌体的弹性模量及轴心抗压强度可采用GB 50003—2010《砌体结构设计规范》中的相关公式进行计算,提出了再生混凝土砌块砌体受压应力-应变关系上升段计算公式,计算与试验结果吻合较好.     

粉煤灰的力学特性及其弹塑性模拟

粉煤灰是一种不同于粘土的散粒状材料, 其应力比应变关系与平均应力和初始孔隙比有关. 对不同初始孔隙比的粉煤灰试样在不同围压下实施三轴固结排水剪切试验, 测得其应力应变关系, 并对考虑平均应力和初始孔隙比影响的临界状态模型进行部分修正, 模拟不同初始孔隙比粉煤灰试样的三轴固结排水剪切试验结果. 结果表明, 修正模型对粉煤灰临界状态线进行了简单的修正, 并且模型中状态参数和硬化/软化参数的应用较好地描述了粉煤灰的剪胀/剪缩和应变硬化/软化等特性.     

粉煤灰水泥土力学特性试验研究

针对上海苏州河区域的软土特点,将粉煤灰和水泥作为固化材料加固饱和软黏土,研究粉煤灰对水泥土力学特性的影响.通过无侧限抗压强度试验,研究了不同粉煤灰掺量、水泥掺量以及不同龄期对水泥土强度和变形特性的影响;通过Matlab数据拟合,提出了水泥粉煤灰固化土的强度预测方法.随着龄期的增长和粉煤灰掺量的增加,固化土的应力应变关系由塑性破坏转变成脆性破坏.当粉煤灰掺量过高时,水泥土中易发生耦合反应,影响固化效果.因此,水泥掺量与粉煤灰掺量比例为1∶1,且粉煤灰最佳掺量为14%~18%.     

穿越粉煤灰沉淀池场区高速公路路基处理方法

为研究穿越粉煤灰沉淀池场区的某高速公路路基处理效果,通过室内试验和现场试验研究了粉煤灰场区的工程性状和承载特性,并对粉煤灰用于路床填筑材料时的施工配合比进行了研究。结果表明,粉煤灰孔隙比大,黏聚力低,渗水性较好,适宜采用强夯法加固处理。强夯法加固处理后粉煤灰沉淀池场区最大压实度可达93%,其承载力特征值约为加固前场区承载力特征值的1. 9倍。粉煤灰填筑路床区时,采用粉煤灰∶黏性土为7∶3,外掺水泥为5%的配合比作为施工配合比,可满足粉煤灰路堤压实度96%以上的要求。     

粉煤灰掺量对含黏粒粉砂土力学性能影响

为提高粉砂土地基抵抗循环荷载的能力,采用工业废料粉煤灰对粉砂土进行改良实验。选用五种不同配合比的粉煤灰改良饱和粉砂土,对其进行直剪试验、动三轴试验和扫描电子显微镜（SEM ）试验,分析了粉煤灰掺入量对饱和改良粉砂土抗剪强度的影响,并将不同粉煤灰掺入量的饱和改良粉砂土的应力应变曲线用Hardin-DrnevichD-H 双曲线模型进行拟合,讨论粉煤灰掺入量对拟合参数的影响,随后提出了仅考虑粉煤灰掺入量影响的动弹性模量经验公式和阻尼比经验公式,最后通过SEM试验照片对素土和15%粉煤灰掺入量的改良土的微观结构进行对比。结果表明：在一定限度内,增加粉煤灰的掺入量可以有效提高土体抗剪强度、初始弹性模量,降低阻尼比的增长速度。     

高速公路粉煤灰沉淀池场区地基加固技术研究

针对粉煤灰的工程特性,粉煤灰沉淀池场区用于路堤的加固措施进行了研究。研究表明,粉煤灰可用作路堤填料,但天然粉煤灰沉淀池场区地基承载力不满足使用要求。鉴于粉煤灰回弹模量及加州承载比(CBR值)与一般路基填土较为接近;且粉煤灰具有孔隙比大,黏聚力低的工程特性,粉煤灰沉淀池场区宜采用强夯法进行压实处理以满足道路路基承载力要求。粉煤灰沉淀池场区经强夯加固处理后,最大压实度可达93%,满足路堤压实度要求,最大承载力为加固前承载力的2.2倍,满足路基承载力要求。     

蒸压粉煤灰砖砌体干燥收缩试验研究及其预测模型

蒸压粉煤灰砖砌体房屋的裂缝很大程度上由砌筑后使用阶段砌体干燥收缩引起.基于复合材料力学,推导了正交各向异性砌体的干燥收缩与砖和砂浆干燥收缩的关系.理论分析表明,砂浆的干燥收缩对砌体干燥收缩的影响可忽略不计,砌体干燥收缩近似等于砌体中砖在使用阶段干燥收缩.为考察试验方法、上墙含水率、环境相对湿度、体积/暴露面积比对蒸压粉煤灰砖的干燥收缩的影响,进行了试验研究.试验结果表明,按快速法得到的蒸压粉煤灰砖的干燥收缩值比慢速试验法小,且蒸压粉煤灰砖的干燥收缩率随着上墙相对含水率的增大而增大,随着环境相对湿度增大而减小,随着体积/暴露面积比的增大而减小,并由试验结果得到了砌体中砖的干燥收缩预测模型.还对不同上墙含水率和不同环境相对湿度的6片砌体墙干燥收缩进行了试验研究,试验值与理论推导的结果符合良好.     

掺粉煤灰混凝土强度劣化试验研究

为研究掺粉煤灰混凝土的抗压强度劣化规律,以碎石、水泥、粉煤灰、中砂与自来水为原材料,制备掺粉煤灰混凝土试件。在碳化与干湿循环等环境作用下,利用万能压力试验机,展开试件强度劣化试验。试验结果表明：粉煤灰掺量未超过30%(包含30%)时,试件抗压强度未出现劣化现象;粉煤灰掺量超过30%时,粉煤灰掺量越多,试件抗压强度劣化程度越大。龄期延长,各试件抗压强度均有所提升;增加粉煤灰掺量,会提升试件劈拉强度的劣化程度;延长龄期,会减缓试件劈拉强度的劣化速度。增加水胶比含量,导致试件劈拉、抗压强度劣化程度提升;碳化作用下,试件抗压及劈拉强度有所提升,碳化时间为13 d时,试件抗压及劈拉强度达到峰值;干湿循环作用下,试件的抗压及劈拉强度均会出现劣化情况,粉煤灰掺量为30%时,试件的抗压及劈拉强度均值相对较高。     

工业废渣用于地下工程止水帷幕的试验

等厚度水泥土搅拌连续墙作为止水帷幕,具有适应地层广、成墙品质好等独特的优点;但在推广过程中的最大障碍是造价过高;若粉煤灰和矿渣等工业废渣替代部分水泥,则其应用范围将大大提高。为测试工业废渣代替水泥的性能,笔者做了大量无侧限抗压强度和渗透性试验。试验结果表明:性能差别不大的情况下,粉煤灰和矿渣可以部分替代水泥;复合水泥土存在最优配合比,对于黏土,最佳掺入比为30%,最佳水固比为0.6;对于砂土,最佳掺入比则为40%,最佳水固比为0.6;总体而言,粉煤灰配合砂土的物理力学性质较优,矿渣则更适合黏土。添加粉煤灰或矿渣的黏土长期强度接近;而添加粉煤灰的砂土强度平均值比添加矿渣大2.4倍,同时更加稳定。添加粉煤灰的黏土和砂土平均渗透系数是添加矿渣的35%左右。