改性土体材料的抗压强度试验研究

为改善新疆地区传统土坯砌体民居的素土体建筑材料的性能,通过在素土中掺和麦秸秆或粗砂,形成改性土体材料.参照混凝土抗压试验标准,制作了4种尺寸素土体材料的立方体抗压强度试验试块,并制作了边长100mm的改性土体材料立方体试块.通过试块的抗压强度试验对比分析,研究其抗压强度和变形能力,提出了掺和麦秸秆和粗砂的最佳比例范围.试验结果表明,在素土中掺和麦秸秆或粗砂,可提高抗压强度和极限位移.     

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.     

粉煤灰和炉渣改性生土坯抗压性能试验

目的研究粉煤灰和炉渣对改性生土坯抗压强度的影响,确定掺粉煤灰和炉渣改性生土坯的合理配合比,完善生土建筑规范的基础性工作,为改性生土坯砌块建筑建造和加固提供理论数据.方法对不同质量配合比的单掺粉煤灰、单掺炉渣和混掺粉煤灰、炉渣的改性生土坯进行抗压试验.结果随着改性材料掺量增大,单掺粉煤灰、单掺炉渣改性生土坯抗压强度呈增大趋势,其平均抗压强度最大值分别为3.99 MPa和4.57 MPa;混掺改性材料生土坯平均抗压强度大于单掺改性材料的生土坯,其最大值可达5.25 MPa,并随着粉煤灰质量比重增大而减小.改性生土坯的最优配合比为m(黏土)∶m(粉煤灰)∶m(炉渣)=0.47∶0.24∶0.24.结论混掺粉煤灰、炉渣对生土坯抗压强度的改性效果最佳,单掺炉渣次之,单掺粉煤灰最差;按最优配合比制作的改性生土坯,抗压强度满足自承重墙的空心砖MU5强度指标.     

尺寸效应对生土立方体试件抗压强度的影响

试件的抗压强度是生土基建筑材料的重要力学指标.本次研究以生土材料立方体试件尺寸效应为研究目的,探寻不同尺寸试件对材料抗压强度的影响.对采用同样制样方法、养护方式和加载方法的三种尺寸立方体生土试件进行抗压强度试验,研究试件的破坏形态、抗压强度以及试件的不同尺寸对强度的影响规律与作用机理,并采用统计筛选法推算三种尺寸试件的强度关系系数.结果表明,小尺寸试件破坏过程显著.材料抗压强度随试件尺寸的增大而减少,呈现出线性关系.100 mm试件与150 mm试件的强度换算系数为0.67,100 mm试件与200 mm试件的强度换算系数为0.42.生土基材料试件抗压强度受尺寸效应影响显著.     

关中生土材料改性试验研究

以关中地区的原状黄土作为基材,分别掺加不同比例的粉煤灰、水泥、石灰、小麦秸秆以及粘结剂、防水剂等,形成了不同的改性生土材料。同时,通过试验分别研究了不同配比对改性生土材料的力学性能及耐水性影响,研究结果表明最优配比下材料28d抗压强度可达19.4Mpa,抗弯强度达到3.1Mpa,抗压弯效果较好。可知粉煤灰、水泥、石灰、小麦秸秆等能够用于生土材料的改性,为关中地区生土材料改性研究提供理论支持及数据参考。     

关中农村地区生土墙体材料改性的试验研究

以关中地区的原状黄土作为基材,分别掺加不同比例的粉煤灰、水泥、石灰、小麦秸秆以及黏结剂、防水剂等,形成了不同的改性生土材料。同时,通过试验分别研究了不同配比对改性生土材料的力学性能及耐水性影响。研究结果表明最优配比下材料28 d抗压强度可达19.4 MPa,抗弯强度达到3.1 MPa,抗压、弯效果较好。可知粉煤灰、水泥、石灰、小麦秸秆等能够用于生土材料的改性,为关中地区生土材料改性研究提供理论支持及数据参考。     

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.     

水泥稳定炉渣碎石基层路用性能

为研究生活垃圾焚烧炉渣集料对水泥稳定碎石基层路用性能的影响规律,将0~9.5mm炉渣集料按照不同比例替代天然石料制备了水泥稳定炉渣碎石混合料,并测试了混合料的击实特性和无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、收缩特性及抗冻性.结果表明:炉渣集料掺量越高,混合料最佳含水率越大且最大干密度越小;水泥稳定炉渣碎石的抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冻性均低于水泥稳定碎石;炉渣集料增加了试件的长期干缩变形,但降低了试件对失水率的敏感性,炉渣集料掺量不超过30%将减小试件温缩变形及对温度的敏感性.综合考虑,炉渣集料替代水泥稳定碎石中天然石料的质量分数宜在20%~30%.     

碳纤维粉改性水泥砂浆压阻特性分析

为改善压阻特性,对砂浆掺加CF（Carbon Fiber,碳纤维）粉、硅粉进行改性,开展了试件的压阻测试,并对应变-电阻率曲线进行了分析。结果表明：试件的电阻率随压应变的增加而下降;应力-电阻率曲线可分为接触、承载和破坏阶段;CF掺量为2%时,其灵敏度最高,线性区间最大; CF掺量为2%时,单掺、复掺试件的线性相关系数分别为99.92%和99.45%;CF掺量为4%时,单掺、复掺试件的线性相关系数分别为98.39%和98.33%;CF掺量为6%时,CF粉会出现团聚现象,试件应力-电阻率符合指数关系;在单掺和复掺试件中,4%接近CF粉掺量的逾渗阀值;复掺试件的强度高于单掺试件,Si4/CF4的抗压强度达到52.4 MPa。可见,Si4/CF4试件具有较高的强度、压阻线性度和区间,但其灵敏度、线性区间不及Si2/CF4。     

聚乙烯纤维增强磷石膏试件力学性能试验研究

本试验在磷石膏基体中掺入长度为3 mm的聚乙烯纤维,根据7组不同聚乙烯纤维掺量的磷石膏配合比,制作了42个100 mm×100 mm×100 mm立方体试件,对试件进行压缩试验。试验结果表明:聚乙烯增强磷石膏复合材料的破坏形态主要为劈裂破坏、X形破坏和局部破坏三种;聚乙烯纤维的掺入,可有效控制裂缝的扩展,可提高材料的强度和延性,防止脆性破坏。复合材料的抗压强度随着纤维掺量的增加,先增大,后减小;当纤维掺量在1.5%左右时,获得最大强度(约5.10 MPa),相比于未掺纤维磷石膏强度(约3.51 MPa),抗压强度提高了45.3%。通过分析应力-应变曲线,并结合东华应变测试系统,得到纤维掺量为0%和1.5%时试件的弹性模量,分别为1739.01 MPa和2700.07 MPa,可为实际工程提供参考。     

高镁卤水合成Mg(OH)_2及其碳化制备胶凝材料的抗压强度

为资源化利用盐湖提钾工业副产品MgCl_2卤水,利用盐湖副产品中MgCl_2制备低碳和高强的胶凝材料。采用Ca(OH)_2与MgCl_2反应生成Mg(OH)_2,进而与粉煤灰按不同比例混合后压制成35 mm×25 mm×25 mm试件,经CO_2碳化养护制备碳酸盐胶凝材料,研究碳化养护对胶凝材料强度的影响。结果表明:经碳化养护后试件的抗压强度显著提高。碳化1 d后,掺20%Mg(OH)_2试件的抗压强度为39.80 MPa,而掺40%Mg(OH)_2试件的抗压强度达131.30 MPa。随着碳化时间的延长,试件的抗压强度不断增大,碳化14 d后,掺20%和40%Mg(OH)_2试件的抗压强度比碳化1 d分别提高了9.90和42.20 MPa。     

改性生土材料最优含水量的试验测定

控制改性生土材料的含水量达到最优含水量,是提高改性生土材料密实度和强度的关键。对作为生土基材的黄土分别掺加不同比例的水泥,熟石灰,砂,麦秸,形成不同掺料不同掺量的改性生土材料。通过标准轻型击实试验,得到不同掺料不同掺量的改性生土材料的最优含水量及最大干密度,对试验数据进行分析,得到不同掺料改性生土材料最优含水量与掺量之间的关系,研究不同掺料对改性生土材料最优含水量的影响规律,给出不同掺料不同掺量的改性生土材料最优含水量的影响趋势、定量分析数据及估算公式。结果表明:加入水泥、石灰、麦秸的改性生土材料的最优含水量有不同程度提高;加入砂的改性生土材料的最优含水量有所降低。作为生土材料标准试验方法的前期试验研究,结论可为生土材料标准试验方法的研究提供依据,也可为实际工程中确定改性生土材料最优含水量提供参考。     

机制生土砖砌体沿通缝抗剪性能研究

为获得生土砖砌体沿通缝抗剪试验方法和标准试件,对18个不同砂浆、不同抗剪截面面积以及不同砌筑方式的机制生土砖砌体进行沿通缝抗剪试验,得到机制生土砖砌体沿通缝抗剪强度,分析机制生土砖砌体的破坏形态、破坏机理以及抗剪强度的主要影响因素.试验结果表明:普通砖砌体沿通缝抗剪试验方法适用于机制生土砖,沿水平方向砌筑的6砖试件适合作为抗剪标准试件,复掺胶粉和纤维素砂浆砌筑的机制生土砖砌体具有较好的抗剪能力和变形性能,可应用于村镇低矮房屋的承重墙体.     

多壁碳纳米管与钢纤维对混泥土抗压强度与抗冲击性能的影响

研究了掺碳纳米管、钢纤维、碳纳米管及钢纤维混掺时对混凝土抗压强度和抗冲击性能的影响。结果表明：掺入碳纳米管和钢纤维均能提高混凝土抗压强度;单掺碳纳米管的最优质量分数为0.1%、单掺钢纤维的最优体积分数为2%;单掺或混掺纤维对钢筋混凝土的抗冲击性能的提升更为明显,同时当混掺两种纤维时对试件抗压强度和抗冲击性能均表现为正混杂效应。     

黄土掺入聚丙烯纤维后的无侧限抗压强度和变形试验研究

为提高西咸新区空港新城地区黄土强度指标,设计正交试验方案L_9(3~4),研究含水率、聚丙烯纤维长度、聚丙烯纤维掺量3种因素对黄土的抗压强度和变形的影响,通过对加筋黄土的无侧限抗压强度、变形模量进行极差和方差分析,获得3种因素的影响程度和显著水平。同时设置各含水率水平下不掺加纤维的空白对照。结果表明:在设置的不同含水率水平中,聚丙烯纤维加筋黄土无侧限抗压强度改良效果不同,其中在19.5%含水率即最优含水率时改良效果最优,强度提升了2.1倍;聚丙烯纤维加筋黄土无侧限抗压强度的最优掺和长度为12 mm,最优掺量为0.5%;聚丙烯纤维的加入对变形模量的影响并不显著,变形模量变化受含水率影响较大;聚丙烯纤维长度取12 mm、掺量取0.3%时变形模量相对最优。     

预加荷载下聚丙烯纤维混凝土抗渗机理研究

为研究预加荷载作用下聚丙烯纤维混凝土(polypropylene fiber reinforced concrete,PFRC)的抗渗性能,选用1种聚丙烯粗纤维和2种聚丙烯细纤维进行单掺和混掺,在5种荷载水平下进行了氯离子扩散系数试验,分析了不同混掺比例下PFRC试件在不同荷载水平作用下的氯离子扩散系数变化规律.采用压汞法和电镜扫描研究了纤维混掺和荷载大小对混凝土微观孔结构的影响.结果表明:在5种轴向荷载水平下混掺多尺寸PFRC试件A8的氯离子扩散系数分别降低了93.9％、90.8％、77.5％、63.5％和66.5％,均为降低幅度最大的一组,混掺PFRC的抗渗性能优于素混凝土和单掺PFRC;同时粗细纤维混掺可以形成三维空间网架结构,能在不同阶段产生协同作用,有效地提高混凝土在不同荷载水平作用下的抗渗性能.     

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.     

加载方式对生土基砌体抗压性能影响试验研究

通过砌体单轴抗压试验分析了三种不同加载方式对生土基砌体抗压性能的影响,基于层次分析法确定了生土基砌体抗压强度测试的最优加载方式.研究结果表明:采用欧盟标准及改进国标进行加载,试件多发生竖向裂缝贯穿破坏,而美标加载方式下的试件多发生局部破坏;在三种加载方式中,改进国标加载方式下试件的抗压强度均值最小,分别为欧标及美标所测抗压强度均值的94%和82%;改进后的国标加载方式在试件受力状态、数据稳定性及完整性方面均存在优势,建议采用该加载方式测试生土基砌体的抗压强度.     

钢纤维增强超高强混凝土拉压比试验研究

在超高强混凝土(C100级)中掺入螺纹型钢纤维,通过立方体抗压强度与劈裂抗拉强度试验,研究钢纤维对超高强混凝土增强增韧效果和拉压比性能的影响.立方体试件尺寸为100mm×100mm×100mm,钢纤维掺量为0、0.50%、0.75%、1.00%、1.50%.试验结果表明,掺入钢纤维后,超高强混凝土立方体试件裂缝开展路径较多,裂而不散,坏而不碎,抗压韧性显著增强;抗压强度提高10.6%～15.5%,劈裂抗拉强度提高38.2%～91.9%;掺入钢纤维的超高强混凝土拉压比为0.060 5～0.084 6,拉压比提高24.08%～73.46%.提出了钢纤维超高强混凝土立方体抗压强度与劈裂抗拉强度预测模型,预测值与试验值误差分别在±1.79%、±17.84%范围内.掺入钢纤维可使超高强混凝土脆性大、韧性小的缺点得到显著改善.     

矿物掺合料对页岩陶粒混凝土抗压强度的影响

以页岩陶粒混凝土为基础配方,系统研究了单掺和双掺不同含量的偏高岭土、粉煤灰、钢渣等矿物掺合料对其抗压强度影响,通过SEM和XRD进行了相关的微观结构和组成分析.结果表明当单掺矿物掺和料质量分数为10%时,页岩陶粒混凝土达到最高的抗压强度;双掺和时,总掺量为10%(质量分数)、比例为1∶2的偏高岭土和粉煤灰时,页岩陶粒混凝土的抗压强度最好,其3d、7d和28d的抗压强度分别达到了18.1、28.6和35MPa,对比没有加入矿物掺合料的页岩陶粒混凝土的抗压强度分别增加了417%、267%和250%,主要原因是偏高岭土和粉煤灰的掺加能够优化轻骨料混凝土的微观结构,对强度具有较大贡献.