蒸压钢纤维粉煤灰砌块砌体应力-应变试验与分析

具有大孔洞率和高粉煤灰掺量的蒸压钢纤维粉煤灰砌块是一种新型墙体材料。对于墙体材料,高粉煤灰掺量能够更多地利用粉煤灰固体废料。制作成大孔洞率的砌块,则具有更好的保温性能。对孔洞率为35%和粉煤灰掺量为50%的砌块砌体,采用在砌体表面粘贴应变片的试验方法,研究了砌体短柱受压过程中的应力-应变关系。试验结果表明,利用对数型关系对大孔洞率和高粉煤灰掺量的蒸压钢纤维粉煤灰砌体的应力-应变关系进行拟合,经过最小二乘法统计分析,其弹性特征值范围为624到804之间。大孔洞率蒸压钢纤维粉煤灰砌块的本构关系研究为该种材料的应用提供试验数据。     

蒸压粉煤灰砖砌体抗裂强度计算

砌体在受到竖向荷载作用时,裂缝沿竖向灰缝位置展开并贯通,直至破坏﹒基于此种破坏形态,并结合实际工程中竖向灰缝质量无法得到保证这一特点,本文认为砌体在受到竖向荷载作用时,与竖向灰缝相连的上部砌块实际上是受到弯矩作用,因此砌体的抗压强度远低于砌块﹒目前学者们对砌体的抗压强度研究较多,但关于砌体抗裂强度的研究尚未得见﹒为此,本文建立了砌块竖向灰缝处悬空,两端弹性支承的受力模型,由公式推导确定了蒸压粉煤灰砖砌体抗裂强度计算公式,并与其它相关文献试验结果进行对比,吻合较好﹒     

新型混凝土横孔空心砌块砌体受压性能研究

对砌块混凝土设计强度等级为C25~C45的新型混凝土横孔空心砌块及砌体进行受压试验,研究砌块混凝土抗压强度、砌块抗压强度和砌体抗压强度之间的关系.试验结果表明:砌块初裂荷载约为破坏荷载的84%~90%,砌体初裂荷载约为破坏荷载的80%~94%;砌块混凝土每提高一个强度等级,砌块强度提高13%~23%,砌体强度提高13%~30%,且提高幅度逐渐减小.推导了砌块抗压强度平均值计算公式;《砌体结构设计规范》(GB 50003—2011)建议采用的砌体轴心抗压强度平均值计算公式对新型横孔空心砌块砌体并不适用;提出了新型横孔空心砌块砌体轴心抗压强度平均值建议计算公式.     

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。     

钢纤维轻骨料粉煤灰砼抗压性能试验研究

为了研发具有绿色特质的现代高性能钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土,试验研究了水灰比、钢纤维体积率、粉煤灰取代水泥量对混凝土拌合物工作性能和混凝土干表观密度、立方体抗压强度、轴心抗压强度和弹性模量的影响规律。结果表明:配制强度等级LC35的钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土,可采用水灰比0.30、钢纤维体积率0.4%~1.2%和粉煤灰替代水泥量0%~20%。在该参数范围内,所配制的混凝土拌合物具有大流动性和良好的粘聚性与保水性,混凝土干表观密度符合结构轻骨料混凝土密度等级1700要求;随钢纤维体积率增加,混凝土受压破坏形态转变为塑性破坏,立方体和轴心抗压强度以及弹性模量均有所提高;粉煤灰替代水泥量对各受压性能指标影响较小;钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土的轴心抗压强度、弹性模量的取值满足现行轻骨料混凝土技术规程的要求。     

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.     

配筋UHPC板抗弯性能实验研究

开展8组共16个配筋UHPC板的四点弯曲实验,讨论配筋率、钢纤维掺量和板厚等对其破坏模式、开裂、极限荷载、荷载位移曲线等的影响,初步优化钢筋的配置方式、配筋率、钢纤维掺量等.结果表明,配筋UHPC表现出优越的抗裂性能;破坏过程为下层先弯拉开裂、钢筋屈服,随之钢纤维部分拔出,直至UHPC压碎,最终达到极限荷载;裂缝分布主要集中在纯弯段,板底部有1～3条明显主裂纹,最大主裂缝宽度均超过2 mm,呈现出适筋破坏现象;相比开裂荷载,配筋对极限荷载影响更大;受拉区钢筋单层和双层的设置形式对其抗弯承载力影响很小,而延性呈现不同的变化规律;钢纤维掺量在一定范围内增大有助于提高开裂荷载,能够缓解开裂后刚度的退化,但当钢纤维掺量超过4.5%后,出现半脆性破坏.     

N式砌块砌体受压性能研究

对6个未灌孔及12个灌孔的N式砌块砌体进行了受压性能试验研究,了解了N式砌块的破坏形态及破坏机理.试验结果表明,未灌孔的N式砌块砌体的抗压强度平均值较普通混凝土小砌块抗压强度平均值提高了30%～52%,灌孔的N式砌块砌体的抗压强度平均值较普通混凝土小砌块抗压强度平均值提高了8%～45%.分析表明,其强度提高的主要原因是N式砌块砌体实现了孔、肋对齐.     

聚丙烯纤维轻骨料混凝土抗压强度试验研究

为了研究聚丙烯短纤维长度和掺量以及陶粒的掺量对混凝土砌块抗压强度的影响,制备了不同材料的57个立方体试件进行抗压强度试验,实验数据及试件破坏形态表明,聚丙烯纤维轻骨料混凝土能有效提高混凝土的抗压、抗裂强度,控制裂缝的发展。     

钢纤维混凝土复合层路面材料的力学性能

研究了钢纤维掺量为0～2.0%时对C40混凝土的力学性能的影响,并研究了最优配合比条件下不同组合尺寸的复合式混凝土的力学性能及经济性.结果表明:钢纤维混凝土的抗压强度随钢纤维掺量增加而增大,在钢纤维掺量为1.5%时,抗压强度提高27%,弯拉强度提高50%;钢纤维的掺入使混凝土的荷载位移关系由弹性变形破坏为主转变为弹塑性变形破坏形式,混凝土路面易脆性断裂的不良性能得到改善;钢纤维掺量为1.5%的钢纤维混凝土与普通混凝土按照1∶3的厚度比例组合成的两层式复合钢纤维混凝土具有良好的强度、抗变形性能和经济效益.     

蒸压加气混凝土砌体的力学性能分析

实验测定加气混凝土砌块的力学性能和加气混凝土砌体的轴心抗压,抗弯强度和沿通缝截面的抗剪强度,讨论加气混凝土砌体在不同荷载条件下的裂缝发展特点和破坏特征,分析其荷载一住移曲线的发展规律．研究表明：轴心受压条件下砌体开裂后,砌体还能承受一定的压力,开裂荷载与极限荷栽之比在50％-60％左右,加气混凝土砌体延性较好,有一定的安全储备,在弯曲和沿通缝剪切条件下,加气混凝土砌体表现脆性破坏。     

冻融循环作用下混杂纤维粉煤灰混凝土力学性能试验

为了研究混杂纤维和粉煤灰增强混凝土在冻融循环作用下的损伤程度,通过对基准混凝土、混杂纤维混凝土和混杂纤维粉煤灰混凝土试样在冻融循环条件下进行抗压强度试验及超声波检测试验,得到冻融破坏后混凝土的抗压强度和相对动弹性模量,分析抗压强度损伤量、相对动弹性模量损伤量和内部结构破坏机制,建立了基于相对动弹性模量的强度衰减方程。试验结果表明：基准混凝土、混杂纤维混凝土和混杂纤维粉煤灰混凝土的抗压强度和相对动弹性模量均随着冻融循环次数的增加而减小;经历60次冻融循环时,其抗压强度和相对动弹性模量都有不同程度的下降;混杂纤维粉煤灰混凝土抗压强度和动弹性模量的损伤量在粉煤灰掺量小于10%时整体小于基准混凝土,而在粉煤灰掺量为20%和30%时大于基准混凝土;通过对冻融循环作用下混凝土相对抗压强度与相对动弹性模量的关系拟合,得到相关系数良好的相对抗压强度与相对动弹性模量的指数函数关系表达式;分析了混凝土冻融损伤、纤维和粉煤灰增强混凝土抗冻融机理。掺入适量纤维和粉煤灰能增强混凝土的抗冻融破坏能力。     

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.     

钢纤维聚合物水泥砂浆力学性能试验研究

为了改善水泥砂浆的力学性能,在普通水泥砂浆中掺入工业废弃料粉煤灰、钢纤维和适量聚合物乳液等,拌合成高复合的水泥砂浆。研究结果表明,掺入不同的废弃掺合料,可以提高水泥砂浆的密实性,内部结构更加优化;当聚灰比为10%、粉煤灰掺量为20%、钢纤维体积掺量在0.9%时,试块的抗折、抗压强度都有一定程度的提高;双因素方差分析表明,提高钢纤维体积率可以增强试块的强度性能,并改善其延性;制作的混凝土瓦砖符合行业要求标准。     

橡胶粉改性蒸压粉煤灰试块力学及抗冲击性能实验研究

通过蒸压橡胶粉-粉煤灰试块力学和抗冲击性能实验,探究试块的橡胶粉掺量、吸水率与其力学性能及抗冲击性能的变化关系。实验结果表明:随着橡胶粉掺量的增加,试块的抗折强度和抗冲击性均呈现先增后减的趋势;抗压强度呈现递减趋势;冲击性能随着吸水率的增加,呈现出先增后减的趋势。     

粉煤灰砌筑干粉砌体轴心受压性能试验研究

进行了粉煤灰砌筑干粉砌体的抗压性能试验研究,分析了砌体的开裂荷载、极限荷载及其破坏过程,并与普通水泥砂浆砌体进行了对比.结果表明,粉煤灰砌筑干粉砌体的受压性能与普通水泥砂浆砌体基本相同,在砌体结构中可用粉煤灰砌筑干粉砂浆代替水泥砂浆.     

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。