材料非均质性对混凝土断裂的影响

用边界元方法定量地计算出骨料离主裂纹尖端的位置、弹模比、骨料与基质交界面微裂纹的长度等对混凝土断裂性能的影响，从而把骨料增强（通常骨料弹模＞基质弹模）与微裂纹削弱两种相互制约的因素分离开来。计算实例表明，考虑材料非均质性影响，混凝土的断裂指标可能有较大的波动。     

模型尺寸和骨料级配对混凝土细观非均质影响

针对现有细观力学模型无法反映模型尺寸和骨料级配对混凝土材料细观非均质影响的局限性,假定混凝土由骨料颗粒、砂浆基质及界面过渡区组成,基于Voigt并联模型对细观单元材料力学性能进行等效,建立反映混凝土细观非均质的等效模型.以Weibull分布为假设分布,探讨四种骨料级配边长150-750mm细观等效模型的网格单元尺寸,以单元弹性模量的非均质分布表征材料的细观非均质性,探讨混凝土材料细观非均质性与模型尺寸和骨料级配的相关关系,研究材料细观非均质对混凝土强度及破坏模式的影响机理.研究结果表明:相同骨料级配下,随着模型尺寸的增加,网格单元尺寸增大,混凝土材料非均质性减弱;相同模型尺寸下,随着骨料级配的增大,网格单元尺寸略有增加,混凝土材料的细观非均质性增强;材料细观非均质性增强时,混凝土强度略有降低,损伤破坏区域分布广泛.     

用统计连续理论研究混凝土的力学性能

混凝土材料可看成由骨料，水泥水化物和砂浆组成的三相非均质材料，或看成由骨料和细砂组成的二相非均质材料，本文提出了等效常数的概念，把混凝土看成随机非均匀连续介质，用统计连续理论研究其力学性能，并给出了计算等效弹性模量的公式。     

粗骨料/浆体界面性能对混凝土力学性能影响的数值模拟

为了研究粗骨料/浆体界面过渡区对混凝土力学性能的影响,利用随机骨料模型生成二维混凝土数值试件,采用基于内聚力损伤的界面本构关系对混凝土数值试件进行了单轴受压和三点弯曲断裂细观数值模拟,分析了粗骨料与硬化水泥浆体界面粘结强度对混凝土力学性能的影响。研究结果表明:当非均质因子小于0.7时,界面粘结强度对混凝土的抗压强度和弹性模量影响很小,而当非均质因子大于0.7时,抗压强度和弹性模量快速增长;非均质因子与混凝土的断裂能呈线性增长关系;混凝土断裂破坏过程中断裂裂纹绕过骨料沿着界面曲折性扩展。     

具有初始损伤的混凝土动态轴拉力学性能仿真研究

基于瓦拉文公式与蒙特卡罗方法并采用Matlab语言构建了随机骨料数值模型,在损伤断裂理论基础上通过Python编程语言于砂浆界面、骨料与砂浆界面和骨料界面嵌入黏聚力单元,建立了二级配混凝土黏聚力模型用于描述混凝土中裂纹萌生、扩展、演化和贯通全过程.以建立的细观模型为基础,对不同孔隙率以及不同微裂纹密度混凝土试件进行了不同应变速率下的动态拉伸加载,研究了混凝土动态轴拉力学性能.结果表明：混凝土轴拉峰值应力与孔隙率呈明显非线性关系,下降曲线为对数函数趋势,孔隙率增加后其对混凝土轴拉峰值应力削弱程度降低,具有初始孔隙的混凝土动态抗拉强度随应变速率的增加而提高.具有初始微裂纹混凝土随着微裂纹密度的增加其峰值应力下降,且动态轴拉强度同样具有速率效应.     

浅谈混凝土裂缝的成因与防治

1 前言 混凝土是非均质脆性材料，由骨料、水泥、石子以及存留其中的气体和水组成，作温度和湿度变化的条件下硬化并产生体积变肜。由于各种材料变形不一致，互相约束而产生应力，造成在骨料与水泥石黏结面或水泥石本身之间出现裂缝。混凝土裂缝对建筑工程具有潜在的危害性，严重者后果不堪设想。如何预防和杜绝混凝土裂缝是建筑工程施工质量管理的一项重要内容，因此，加强混凝土裂缝的防治是很有必要的。     

混凝土裂缝成因及防治

引言混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝,     

均质度对脆岩压缩破坏及裂纹扩展的影响规律

为研究均质度对脆性岩石单轴压缩力学特性、破裂特征及裂纹扩展的影响规律,应用离散元UDEC软件建立了Voronoi块体集数值试件,借助FISH语言及Weibull分布函数实现了块体弹性模量及块体接触面抗拉强度的非均匀分布,开展了不同均质度系数下脆性花岗岩的单轴压缩模拟试验.结果表明:试件的抗压强度、弹性模量均随均质度系数增大而增大,而破坏前变形量则随均质度系数增大而减小,并都趋于稳定;试件宏观破裂形态呈X形共轭斜面剪破坏,细观破坏类型包括晶粒间及晶粒内部的拉、剪破坏;应力峰值前试件以拉破坏裂纹扩展为主,峰值后以剪破坏裂纹扩展为主;均质度系数越小,裂纹扩展及分布越分散,裂纹累计长度也越小,但在轴向应变小于0.2%时,拉破坏裂纹长度与均质度系数变化成反比,说明非均质程度较高的试件在压缩初期已开始出现拉破坏裂纹的扩展;此外,均质度系数为6.0的试件与均质试件的力学特性及裂纹扩展已较为接近,故在采用Weibull分布来描述岩石的非均质性时,均质度系数的取值不应过大.     

普通混凝土裂缝分析与控制

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,使混凝土呈现出一些非均质的特性。这些微裂缝在混凝土受到荷载、温差等作用之后。会不断扩展、连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝。     

三级配混凝土单轴破坏的细观数值模拟

将混凝土看成是由骨料、界面和砂浆组成的非均质复合材料,采用非线性有限元软件Marc对东江拱坝三级配混凝土试件单轴受拉、单轴受压破坏的全过程进行数值模拟．按照试件的实际配比计算出各种粒径骨料的数目,采用蒙特卡罗法对混凝土骨料进行随机投放,生成试件的随机骨料模型．研究中,单轴受拉时采用最大拉应力准则,并考虑了材料的软化;单轴受压时采用线性莫尔-库伦准则．结果表明,混凝土的力学性能与其内部的细观结构组成密切相关,材料的宏观破坏是细观结构破坏累积的结果,无论是受拉时的开裂还是受压时的屈服,几乎都首先发生在界面上．     

平面微裂纹扩展过程的计算机模拟

运用二维Voronoi网络划分技术模拟了金属材料的多晶体结构,在此基础上,对二维微裂纹在多晶体结构中的扩展过程进行了计算机可视化模拟,并开发出相应的计算机模拟软件.模拟结果再现了微裂纹在各个扩展阶段的形状变化特征及扩展路径,为预测在一定载荷条件下、特定材料中微裂纹的扩展行为提供了一个有效的可视化的手段,同时还为三维微裂纹扩展过程及其行为的模拟奠定了基础.     

再生混凝土抗渗性试验研究

文章通过混凝土抗渗性试验,对比不同强度、水灰比、砂率下的天然混凝土和再生混凝土抗渗性能的差异,从而分析影响再生混凝土抗渗性能的因素.研究表明,相同设计强度等级下的再生混凝土的抗渗性比天然混凝土差,水灰比对再生混凝土抗渗性的影响较砂率大.为了提高再生混凝土的抗渗性,可在适当的范围内降低水灰比,添加粉煤灰减小孔隙率增加密实度,或者限制裂缝开展.     

自密实再生骨料混凝土的抗冻性试验研究

为了研究将废弃混凝土作为再生骨料制备自密实混凝土的抗冻性能是否满足要求,通过制备自密实再生骨料混凝土并进行室内300次冻融循环试验,分析了自密实再生骨料混凝土抗冻性能指标的影响因素。研究结果表明,在常用的水灰比下,自密实再生骨料混凝土的耐久性指数、质量损失率等抗冻性指标均满足施工规范技术要求,说明以废弃混凝土作为再生骨料制备自密实混凝土是可行的,其抗冻性能满足要求。     

壳层增强人造硅酸盐骨料性能

 壳层人造硅酸盐骨料是具有结构梯度和成分梯度的复合结构,内核为基体,壳层为增强相。壳层和内核通过水化产物的相互渗透、相互搭接在界面处融为一个整体,界面结合牢固。对不同掺量的砂加气混凝土（SAAC）粉末和粉煤灰加气混凝土（FAAC）粉末制备的硅酸盐骨料进行对比,发现壳层结构可提高人造硅酸盐骨料的筒压强度,壳层结构对SAAC系列骨料的筒压强度提高幅度达49.72%~80.50%;对FAAC系列骨料的筒压强度提高幅度为15.30%~25.74%。壳层与内核的最佳质量比为1：25,此时壳层厚度为68.09 μm,制备的壳层人造硅酸盐骨料的筒压强度比无壳时提高约25%。在砂浆基体相同,粗骨料体积份数相等的情况下,人造硅酸盐骨料混凝土比普通混凝土的抗压强度低6.38%,表观密度低20.74%,具有轻质高强的性能。     

不同冻融介质作用下再生骨料透水混凝土力学性能试验研究

为进一步研究不同冻融介质下再生骨料透水混凝土冻融循环后的性能变化,分别以清水和3. 5wt%Na Cl溶液为冻融介质,分析比较了不同冻融环境下再生骨料透水混凝土透水系数、连续孔隙率、剩余抗压强度、CT扫描断面平均孔隙率随冻融循环次数的变化规律。试验结果表明,不同冻融介质作用下,再生骨料透水混凝土的透水系数、连续孔隙率、平均抗压强度与CT扫描断面平均孔隙率的劣化程度均随冻融循环次数增加而逐渐增大,氯盐环境下更易引起再生骨料透水混凝土的冻融破坏;冻融循环作用下,再生骨料透水混凝土单轴抗压强度与CT扫描断面平均孔隙率呈负相关,可通过测量冻融后再生骨料透水混凝土孔隙率来评估其剩余抗压强度,试验成果可为进一步研究冻融环境下再生骨料透水混凝土内部孔隙结构损伤特征及破损机理提供参考依据。     

再生混凝土的抗压强度研究

设计并完成了 2 6 4块再生混凝土立方体试块抗压强度试验 ,系统地研究了再生混凝土的抗压强度与再生粗骨料取代率、水灰比、龄期以及表观密度之间的关系 .通过对比分析 ,得到如下结论 :再生粗骨料的取代率对再生混凝土各龄期抗压强度影响很大 ;再生粗骨料取代率不同 ,再生混凝土抗压强度与水灰比的关系不尽相同 ;再生混凝土的抗压强度的发展规律不同于天然混凝土 ;再生混凝土的抗压强度与其密度之间基本上为线性关系 ;通过调整水灰比可以使再生混凝土获得满足设计要求的抗压强度 .最后结合试验结果给出了各种再生粗骨料取代率时能够达到设计强度为 30MPa的水灰比 .     

城市垃圾熔渣再生混凝土耐久性能的试验研究

为了研究城市垃圾熔渣细骨料以及废弃混凝士粗骨料再生利用的可能性,着眼于城市垃圾熔渣再生混凝土的耐久性能,试验以100%再生粗骨料以及垃圾熔渣细骨料替代天然碎石和砂子制备再生混凝土,探讨了城市垃圾熔渣再生混凝土的耐久性能之一抵抗冻融循环的能力.冻融循环试验用混凝土以水灰比O.45、0.65为变动因素.试验结果表明,城市垃圾熔渣再生混凝土(简称RS混凝土)试件的冻融循环抵抗性与粗、细骨料置换率为0%的普通混凝土(简称NN混凝土)试件相比,水灰比0.45、0.65时的耐久性指数分别降低5.3%和7.9%,但都能满足评价冻融循环抵抗性的最低指标.     

基于稳定浆骨比的粉煤灰混凝土配合比设计

为了解决当前粉煤灰混凝土配合比设计方法会明显增大浆骨比以及对粉煤灰的胶凝材料作用重视不够的问题,直接以稳定的浆骨比为出发点,利用水胶比与混凝土强度的关系,采用绝对体积法推导了粉煤灰混凝土配合比计算公式.结果表明:浆骨比对混凝土拌合物硬化前后性能有重要影响,按基于稳定浆骨比方法设计的配合比所拌制的粉煤灰混凝土,可使构件成型后具有良好的最终质量,在获得较高强度的同时,还有较好的耐久性能.该成果对有效提高粉煤灰混凝土的性能质量具有一定的参考价值和指导意义.     

Influence of Coal Gangue Aggregate Grading on Strength Properties of Concrete

This paper investigates the feasibility of using coal gangue as coarse and fine aggregates in concrete as well as how the coal gangue aggregate grading affects concrete properties. Nine mixed concrete samples were prepared with the value n in Fuller's curve ranged from 0.44 to 0.68. The coal gangue aggregate with n = 0.62 shows the highest density, water absorption, cylinder strength and the lowest voids. The results indicate that using coal gangue as coarse and fine aggregate in concrete is technically feasible and useful. When n is 0.62, the values of the slump, 28-day compressive, splitting tensile strength, flexural strength and elasticity modulus of coal gangue concrete reach the highest. The highest 7-day and 28-day compressive strength were 24 MPa and 37 MPa in mix CG7, respectively. It is possible to produce grade 30 coal gangue concrete with coal gangue coarse and fine aggregate.     

混凝土材料的动态力学性能研究

为研究混凝土材料的动态力学性能,通过自行编制的粗集料颗粒在混凝土材料中随机分布的二维生成程序,将混凝土作为水泥砂浆和粗集料组成的两相复合材料建立二维有限元模型,对混凝土复合材料在静动态压缩载荷作用下的力学性能和破坏形态进行了模拟. 在与实验结果比较的基础上,验证了有限元模型的有效性,进而分析了粗集料粒径级配和粗集料体积分数对混凝土材料动态力学性能和破坏形态的影响,为混凝土材料的优化和设计提供依据.