定侧压下大坝原级配混凝土强度和变形试验研究

利用大连理工大学自行研制改造的液压伺服静动态三轴试验系统进行了不同骨料级配和尺寸的混凝土试件定侧压下的双轴压强度和变形性能试验.试验所用试件有3种:采用大坝原级配最大骨料粒径为80mm的立方体试件以及相应的湿筛混凝土试件,尺寸分别为250mm×250mm×250mm、150mm×150mm×150mm、100mm×100mm×100mm.试验过程中,测得了所有试件两个加载方向的应力和应变,并根据试验结果,系统地探讨了不同级配混凝土在定侧压下的极限强度和变形、应力-应变曲线以及破坏形态的变化规律,发现大骨料混凝土在定侧压下的极限强度和变形能力要比相应的湿筛小骨料混凝土提高更多;最后分别在主应力空间、主应变空间和八面体应力空间建立了不同级配混凝土的破坏准则,为水工大体积混凝土按多轴强度理论进行设计提供了试验依据.     

大掺量粉煤灰HPC高温下抗爆裂性及改善措施

针对工程中高性能混凝土(HPC)易爆裂问题,对100 mm×100 mm×100 mm和100 mm×100 mm×300 mm不同尺寸的HPC试件在20～650℃范围内进行抗爆裂性能对比研究.以普通混凝土为基准混凝土,考虑粉煤灰掺量和纤维、硅灰掺加对抗爆裂的影响,粉煤灰掺量分别为30%,40%和50%,胶凝材料中分别考虑不掺、单掺和复合掺加聚丙烯纤维和硅灰.试验结果表明,掺加聚丙烯纤维能够有效防止大掺量粉煤灰混凝土爆裂问题,但加入硅灰对其抗爆性能影响不大.借助SEM微观测试技术分析高温前后试件内部微观形貌结构,从本质上揭示高掺量粉煤灰混凝土易爆裂以及聚丙烯纤维改善大掺量粉煤灰HPC抗爆裂性能的机理.     

硫酸盐溶液中混凝土抗冻融干湿循环性能

研究了冻融干湿循环交替作用下,不同强度等级、不同含气量的混凝土在水中和7%硫酸钠溶液中的耐久性能.采用40mm×40mm×160mm试件直立半浸入介质进行干湿循环试验.结果表明:在冻融干湿交替作用下,混凝土在硫酸盐溶液中表面剥落较水中严重;引气后混凝土的质量损失和相对动弹模下降均减小;混凝土的抗压强度在几次循环后下降,且在硫酸盐溶液中的损失大于水中;非引气混凝土的抗压强度损失大于引气混凝土;试件上半部的抗压强度损失明显大于下半部.适量的引气可以极大地改善混凝土的抗冻融干湿循环性.     

三级配混凝土及湿筛混凝土单轴动态拉伸性能试验研究

考虑大骨料特性的混凝土动态拉伸性能研究是混凝土坝抗震特性研究的一个突出问题.进行了大坝迎水面常用的三级配混凝土及湿筛混凝土在10-5、10-4、10-3、10-2 s-1四种应变速率下的单轴动态直接拉伸强度试验.试验采用尺寸为250mm×250mm×400mm和150mm×150mm×300mm的棱柱体试件.试验测得不同应变速率下试件的单轴动态拉伸应力和应变.基于试验数据探讨了三级配混凝土及湿筛混凝土的破坏形态、单轴抗拉强度、峰值应力点的应变随应变速率的变化规律.此外,还建立了三级配混凝土与相应湿筛二级配混凝土的动态强度关系.试验结果可为混凝土大坝、海洋平台等的抗震设计提供理论依据.     

钢渣混合料强度的尺寸效应试验研究

对尺寸为50 mm×50 mm、100 mm×100 mm和150 mm×150 mm钢渣混合料试件的抗压强度进行了对比试验,在对结果回归分析的基础上,得出不同尺寸试件强度之间的关系及龄期与变异系数的关系.结果表明,试件的尺寸大小与无侧限抗压强度没有明显的相关性,且变异系数随龄期的增加呈减小趋势.50 mm×50 mm试件的无侧限抗压强度值变异系数较大,而150 mm×150 mm试件所需土样较多,且强度试验结果离散性较大,而100 mm×100 mm试件的综合性能较好,故建议采用100 mm×100 mm试件作为无侧限抗压强度的试件尺寸.     

GHPC抗硫酸盐腐蚀性的评价参数设计

对混凝土抗硫酸盐腐蚀性的评价指标进行优化设计,设计出评价参数后,采用评价参数来表征绿色高性能混凝土(GHPC)在硫酸盐环境中的性能劣化过程.结果表明:评价参数能在同一坐标系上显示混凝土各项性能的劣化程度;评价参数适用相同判定标准,判定法则简单、方便,更易于比较混凝土劣化过程中各项性能的变化过程和敏感程度;采用设计的评价参数对GHPC的抗硫酸盐腐蚀性进行评价,能更好地判断混凝土所处的性能状态.     

高性能混凝土高温后残余抗折强度研究

完成了127块100 mm×100 mm×515 mm混凝土棱柱体试块在20~900℃条件下的高温试验和高温后的弯折试验.以C40普通混凝土作为参照,考察了C50,C80和C100高性能混凝土棱柱体试块在火灾中的特点;通过对强度等级、外掺聚丙烯纤维和外掺矿渣与硅灰等因素的对比,分析了高性能混凝土高温后残余抗折强度与经历温度之间的相互关系;提出了高性能混凝土高温后残余抗折强度与经历温度间统计公式.     

超高性能混凝土形状与尺寸效应分析

为研究试件形状和尺寸对超高性能混凝土抗压强度的影响,分别开展立方体和圆柱体共6种规格试件、12批次的试验,对试验结果进行尺寸、形状效应的分析. 结果表明,试件尺寸越大,强度越低;立方体的尺寸效应比圆柱体明显;圆柱体试件对立方体试件的换算系数,随着试件尺寸的增加不断减小. 试件边长（直径）为150mm时,圆柱体试件的强度大于立方体的;试件边长（直径）为70和100mm附近时,圆柱体试件的强度小于立方体. 在此基础上,结合收集到的文献数据,给出了以100mm立方体为基准的形状尺寸统一换算关系,并对各标准最低抗压强度值进行换算后的比较. 建议我国将UHPC最低标准强度从现有的100MPa提高到120~130MPa,对于测试试件,可继续沿用现有的100mm立方体,建议补充70.7mm立方体作为非标准试件.     

SO2-4存在下水泥基复合材料力学性能研究

以内掺复合掺合料、中砂、细石、普通硅酸盐水泥以及抗硫水泥制成的细石高性能混凝土作为研究对象,在硫酸盐溶液中进行一百次干湿循环后,以抗折强度和抗压强度的变化来说明硫酸盐侵蚀对混凝土耐久性的影响.结果说明混凝土试件的抗折强度比抗压强度更敏感,能够更好地反映混凝土试件的破坏程度;在干湿交替的水侵蚀环境中,不宜采用普通水泥混凝土和抗硫酸盐水泥混凝土;在干湿交替的硫酸盐侵蚀环境中,不宜采用普通水泥混凝土.在硫酸跟浓度小于5000mg/L的硫酸盐侵蚀环境中,可以选择使用抗硫酸盐水泥混凝土;在干湿交替的水侵蚀和硫酸盐侵蚀环境中,加入复合掺和料的混凝土能够更好地发挥抵制恶劣环境的作用.通过硫酸盐侵蚀机理分析说明加入辅助胶凝材料能够有效的提高盐渍土地区混凝土抵抗硫酸盐侵蚀的能力.     

SO_4~(2-)存在下水泥基复合材料力学性能研究

以内掺复合掺合料、中砂、细石、普通硅酸盐水泥以及抗硫水泥制成的细石高性能混凝土作为研究对象,在硫酸盐溶液中进行一百次干湿循环后,以抗折强度和抗压强度的变化来说明硫酸盐侵蚀对混凝土耐久性的影响.结果说明:混凝土试件的抗折强度比抗压强度更敏感,能够更好地反映混凝土试件的破坏程度;在干湿交替的水侵蚀环境中,不宜采用普通水泥混凝土和抗硫酸盐水泥混凝土;在干湿交替的硫酸盐侵蚀环境中,不宜采用普通水泥混凝土.在硫酸跟浓度小于5000mg/L的硫酸盐侵蚀环境中,可以选择使用抗硫酸盐水泥混凝土;在干湿交替的水侵蚀和硫酸盐侵蚀环境中,加入复合掺和料的混凝土能够更好地发挥抵制恶劣环境的作用.通过硫酸盐侵蚀机理分析说明:加入辅助胶凝材料能够有效的提高盐渍土地区混凝土抵抗硫酸盐侵蚀的能力.