现浇磷石膏弹性模量和泊松比的初步试验研究

对采自瓮福磷业集团的磷石膏,掺入磷渣微粉、熟石灰、水泥、减水剂和缓凝剂共制作了54个100 mm×100 mm × 300 mm的棱柱体试件,分别进行了轴心抗压强度试验及弹性模量和泊松比测试试验.结果表明,由于现浇磷石膏存在搅拌发热而产生气泡的客观缺陷,全部试件未出现完整的锥形破坏,相当一部分试件出现劈裂破坏；工程应用前,应对磷石膏的石膏组分进行检测,本文配比可供参考；现浇磷石膏各组分中,水泥对其强度不起决定作用,而缓凝剂对试件的强度影响较大.本文给出了各配比的弹性模量和泊松比,可供工程应用参考.当缓凝剂掺量控制在0.3％左右时,试件轴心抗压强度标准值可达9.0 N/mm2,此时弹性模量可取1350 N/mm2,泊松比可取0.08.     

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。     

废弃玻璃和橡胶颗粒混凝土的抗压强度试验

为了充分利用废弃固体材料减少环境污染,将废玻璃和废橡胶作为建筑材料掺入混凝土中制备混凝土构件。为了确定适当的废弃固体颗粒混凝土的配合比,本文按不同体积取代率制作了60个混凝土立方体标准试块进行抗压试验。结果表明:废橡胶掺量是影响废弃固体颗粒混凝土抗压强度的主要因素,两种固体废弃材料体积取代率为30%混凝土试件的抗压强度较普通混凝土下降约30%。     

再生块体混凝土的单轴受压试验

首先,将抗压强度分别为26.7,45.0,87.6 MPa的3种旧混凝土块体与普通商品混凝土进行混合浇筑,制作18个再生块体混凝土立方体试件和18个棱柱体试件.然后,进行立方体试件和棱柱体试件的单轴受压试验,研究旧混凝土的取代率及新旧混凝土的抗压强度差对再生块体混凝土受压力学性能的影响.结果表明:在添加低抗压强度(26.7,45.0 MPa)旧混凝土的试件中,新旧混凝土结合良好,界面难以辨别;在添加较高抗压强度(87.6 MPa)旧混凝土的棱柱体试件中,新旧混凝土的结合界面出现分离现象;试件的破坏形态似2个对顶的角锥形状;在新旧混凝土抗压强度差不变的情况下,再生块体混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变随旧混凝土取代率的增加而降低,取代率对抗压强度影响较大,但对弹性模量、峰值应变的影响较小;在新旧混凝土抗压强度差不同、取代率相同的情况下,随着旧混凝土块体抗压强度的增大,再生块体混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变均呈一定的上升趋势;再生块体混凝土的泊松比变化不明显,平均值约为0.212.     

现浇磷石膏-混凝土网格式框架组合墙平面外偏心受压试验研究

为研究现浇磷石膏-混凝土网格式框架组合墙的平面外偏心受压性能,按1/3缩尺比例制作4组试件进行偏心距为40 mm的竖向加载试验,每组试件均含2榀组合墙和1榀网格式框架。结果表明:试件的楼层梁先于层间梁开裂,中柱先于边柱被压溃,试件破坏时,组合墙上可见明显的现浇磷石膏崩塌现象;组合墙开洞对结构承载力有明显影响,未开洞组合墙的承载力约为网格式框架承载力的1.5倍,而开洞组合墙的承载力与网格式框架的承载力相当;现浇磷石膏可以有效分担结构的竖向偏心荷载,在同级偏心竖向荷载作用下,组合墙中混凝土构件的压应力明显低于纯网格式框架构件的压应力;弹性有限元分析的应力结果与试件开裂前的应力测试结果误差较小,明显表明现浇磷石膏的强度贡献作用。     

超高性能混凝土配合比设计及其受拉性能

基于最大堆积密度理论,研究超高性能混凝土(UHPC)的配合比设计方法.采用修正的AndreasenAndersen法计算石英砂级配,通过密度试验确定水泥和硅灰的相对质量分数;根据单一变量试配试验确定砂胶质量比、水胶质量比和纤维体积分数,综合考虑抗压强度和工作性能2个因素确定最佳配合比.按最佳配合比制作立方体试件和轴心受拉试件,进行受压和单轴拉伸力学性能试验,研究UHPC受压和单轴受拉力学性能以及纤维体积分数对UHPC单轴受拉力学性能的影响.结果表明:按照最佳配合比制备的UHPC,其抗压强度为116.64~134.85MPa,抗拉强度为4.761~8.504MPa;随着纤维体积分数的增加,抗拉强度和韧性都大幅提高,试件也由脆性破坏转变为韧性破坏.研究成果可以为UHPC在国内的推广应用提供一定参考.     

聚丙烯纤维增强磷石膏复合材料力学性能研究

利用纤维增强原理对工业废弃磷石膏进行改性,提高其材料力学性能,促进废弃磷石膏的资源化利用。通过在磷石膏基体中掺入长度为3 mm和6 mm的聚丙烯纤维,共制作了78个立方体试件进行压缩试验,研究纤维掺量对磷石膏复合材料力学性能的影响。研究结果表明:聚丙烯纤维可提高磷石膏的延性,复合材料的抗压强度和弹性模量先随纤维掺量的增大而增大,超过一定值后,将随纤维掺量的增加而减小。对于3 mm长的聚丙烯纤维,掺量为2.5%时,其抗压强度达到最大值4.64 MPa,比未掺加纤维的抗压强度3.70 MPa增加25%,弹性模量达到最大值3498 MPa,比未掺纤维的弹性模量2078 MPa增加了68%;对于6 mm长的聚丙烯纤维,掺量为1.5%时,其抗压强度达到最大值4.51 MPa,比未掺加纤维的抗压强度3.70 MPa增加22%,弹性模量达到最大值3413 MPa,比未掺纤维的弹性模量2078 MPa增加了64%。     

活性粉末混凝土(RPC200)的力学性能

对3批7组棱柱体试件和3批22组立方体试件进行力学性能试验,测定了RPC200棱柱体抗压强度、立方体强度、劈拉强度、弹性模量、峰值应变、泊松比等参数,并建立了弹性模量和峰值应变的拟合公式.     

不同形状尺寸C20混凝土试件抗压强度的关系

通过大量试验分析了不同形状和不同尺寸混凝土试件抗压强度的相关关系.采用的混凝土试件的形状有立方体、圆柱体及棱柱体,混凝土小试件的横向尺寸为150 mm,大试件的横向尺寸为450 mm.全部试件采用统一配比、统一养护条件,统一试验龄期(约90 d)及统一加载条件来进行加载试验,混凝土强度等级为C20.通过试验发现它们的抗压强度具有较高的相关性.这种相关性可用统一的经验表达式来描述.     

建筑垃圾轻质混凝土的热工性能试验研究

基于一维稳态传热原理,对用建筑垃圾轻质混凝土制作的3个试件进行了保温性能测试。其中用粉煤灰粘土陶粒混凝土制作了1个试件,按照40%的取代率分别用加气混凝土、废弃混凝土作为粗骨料代替陶粒制作了2个试件。通过建筑维护结构测试系统,得到了3种墙体材料的传热系数和热阻,计算出了导热系数。同时制作立方体试件测得了7 d和28 d立方体抗压强度。计算结果表明:7 d立方体抗压强度为28 d的80%左右,两种建筑垃圾轻质混凝土的强度相对陶粒混凝土降低了;陶粒加气混凝土的导热系数和陶粒混凝土接近,均小于陶粒废弃混凝土;陶粒废弃混凝土的导热系数小于普通混凝土。采用200 mm厚的陶粒废弃混凝土按常用复合墙体做法,经过传热系数和蓄热系数计算,均能满足夏热冬冷地区的节能指标要求。