玄武岩纤维再生混凝土的基本力学性能

玄武岩纤维(basalt fiber,BF)是一种新型无机纤维材料,具有较好的延性,抗拉强度高,密度小,且在建筑工程使用中具有较突出的经济优势,为再生混凝土力学性能的改善提供新的思路.针对C30混凝土强度等级,研究了玄武岩纤维掺量(体积分数,下同)分别在0.1%、0.2%、0.3%情况下,不同再生粗骨料替代率的抗压和劈裂抗拉性能.试验结果表明,玄武岩纤维会降低再生混凝土的流动性,增大水泥基体间的摩擦力,并对再生混凝土立方体抗压强度和劈裂拉伸强度具有一定的增强、增韧效果.玄武岩纤维掺量为0.3%,再生粗骨料替代率40%时C30混凝土抗压强度达到最大值.纤维掺量为0.1%时,再生混凝土劈裂拉伸强度的增加趋于稳定,为再生粗骨料在混凝土工程实践中的应用提供指导和借鉴.     

油基岩屑掺合料对混凝土力学性能的影响

为了研究油基岩屑掺合料对混凝土各项力学性能的影响,将油基岩屑替代基准组混凝土中的细集料,对不同替代率(0%,5%,10%,20%,30%,40%)和不同养护时间(7 d,28 d)的油基岩屑掺合料混凝土分别进行了抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度试验。结果表明,油基岩屑掺合料对混凝土的各项力学性能产生了不同程度的影响,混凝土抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度随着油基岩屑掺入量增大而减小。随着油基岩屑替代率由0%增大到40%,养护28 d的混凝土抗压强度由32. 1 MPa降低至12. 6 MPa,抗折强度由4. 16 MPa降低至2. 18 MPa,劈裂抗拉强度由2. 61 MPa降低至1. 67 MPa。随着油基岩屑替代率的增加,混凝土拉压比总体呈增大趋势。     

自密实混凝土的力学性能试验

为进一步了解自密实混凝土的力学性能,进行了自密实混凝土立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、抗折强度和应力-应变全曲线等基本力学性能试验,并在试验基础上,分析了各强度指标之间的相互关系,建立了棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量以及抗折强度与立方体抗压强度之间的关系式.结果表明:试验方法对自密实混凝土的抗压强度有较大影响;自密实混凝土应力-应变全曲线的计算曲线与试验曲线吻合良好.     

再生粗骨料替代率对再生混凝土力学性能影响

为研究19~26.5 mm粒径范围内的再生粗骨料等质量替代同粒径范围内天然粗骨料的再生混凝土的力学性能影响,采用再生粗骨料替代率为0~100%等质量替代天然粗骨料拌制了11种C30混凝土,对不同替代率下的新拌混凝土进行了抗压和劈裂拉伸试验。结果表明:再生混凝土的抗压、劈裂拉伸破坏形态与普通混凝土基本一致。当再生粗骨料替代率分别为60%和0时,再生混凝土的抗压强度与劈裂拉伸强度分别达到最大。研究结果可为再生粗骨料应用于混凝土中提供指导和借鉴。     

不同配比再生骨料混凝土的力学性能

以不同配合比的再生混凝土为研究对象,通过抗压强度和劈裂抗拉强度试验分析再生骨料对再生骨料混凝土两种强度变化规律的影响.采用OriginPro 8.5数据分析软件对抗压和抗拉强度进行初步数学函数模拟.结果表明:当再生粗骨料掺量为0%、50%时,再生细骨料使得抗压强度或劈裂抗拉强度变化幅度大,不宜选择;当再生粗骨料掺量为15%、30%时,混凝土劈裂抗拉强度和抗压强度变化都相对平稳;再生粗骨料掺量为15%时混凝土抗压强度相对较高,30%时劈裂抗拉强度相对较高,可根据再生混凝土使用的具体情况来选择.     

再生骨料取代率对混凝土强度的影响规律研究

为研究再生骨料取代率对混凝土强度的影响规律,采用一组C30混凝土配比作为基准配比,然后分别用再生粗、细骨料按不同比例(20％、40％、60％、80％、100％)单独取代普通骨料成型试件进行抗压与抗折强度试验.通过对抗折与抗压强度数据的分析,得到了再生粗、细骨料取代率变化对混凝土抗折与抗压强度的影响规律,并通过非线性拟合分别得到了再生粗、细骨料混凝土7d、28 d抗折和抗压强度与再生粗、细骨料取代率之间的关系方程.     

不同取代率再生骨料混凝土在硫酸盐侵蚀和冻融循环共同作用下的力学性能研究

再生骨料混凝土有利于城市绿色、可持续化发展。力学性能是混凝土基本性能,对于混凝土在实际工程中的应用十分重要。在我国西北地区,硫酸盐侵蚀和冻融循环双重作用会对混凝土的力学性能产生不利影响。通过把0%、30%、50%、70%、100%取代率的再生骨料混凝土放入5%的硫酸钠溶液中,采用快冻法分别循环0、40、80、120、160、200、240、280次。在每个冻融循环周期结束后分别检测混凝土的抗压强度,抗剪强度,劈裂抗拉强度,动弹性模量,重量。结果发现:经280次冻融循环之后,若以100%取代率再生骨料混凝土的抗压强度,抗剪强度,劈裂抗拉强度,动弹性模量,重量损失率为基准,0%、30%、50%、70%取代率再生骨料混凝土抗压强度损失率同比分别减少36%、30%、21%、13%。0%、30%、50%、70%取代率再生骨料混凝土抗剪强度损失率同比分别减少25%、21%、15%、9%。0%、30%、50%、70%取代率再生骨料混凝土劈裂抗拉强度损失率同比分别减少18%、16%、9%、4%。0%、30%、50%、70%取代率再生骨料混凝土动弹性模量损失率同比分别减少23%、21%、14%、10%。0%、30%、50%、70%取代率再生骨料混凝土重量损失率同比分别减少7%、5%、3%、2%。最后结合试验结果,详细分析了不同取代率再生骨料混凝土相关性能差异产生的机理,为再生骨料混凝土在实际工程中的应用提供了借鉴。     

非自燃煤矸石粗骨料对混凝土力学性能的影响

非自燃煤矸石是煤炭开挖和分选等过程中产生的固体废弃物,为减少大量非自燃煤矸石堆积而造成的环境污染、资源浪费以及对天然砂石资源的过度利用,研究非自燃煤矸石的理化性能以及在不同粗骨料取代率、水灰比、附加用水量和骨料级配下的非自燃煤矸石混凝土基本力学性能.结果表明:与普通碎石相比,非自燃煤矸石的堆积密度与表观密度小、吸水率高、压碎值大.水灰比和非自燃煤矸石取代率对非自燃煤矸石混凝土坍落度的影响较为明显,随着非自燃煤矸石取代率和水灰比的增大,混凝土的抗压强度、抗拉强度和弹性模量总体上逐渐减小,当取代率超过50%时,以上指标减小较为明显.附加用水量和骨料级配对非自燃煤矸石混凝土力学性能有一定的影响,饱和面干状态下的非自燃煤矸石粗骨料可以有效提高混凝土的抗压强度和弹性模量,但对抗拉强度不利.建议实际工程中非自燃煤矸石取代率小于50%,且当非自燃煤矸石取代率为50%、水灰质量比为0.35时,混凝土强度可以满足C40的设计要求.     

粉煤灰混凝土力学性能的实验研究

分析了掺入粉煤灰混凝土抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量等力学性能试验结果,并探讨了试验结果的增强机理。     

高强高模PVA纤维增强混凝土宏观力学性能的试验研究

文章通过试验研究了在不同水灰比情况下,高强度和高弹性模量值的聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)纤维对卵石混凝土的立方体抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度及轴压应力-应变曲线等的影响。试验结果表明,PVA纤维的掺入会降低混凝土的抗压强度、弹性模量和泊松比,却能够显著提高混凝土的劈裂抗拉和抗折强度,同时混凝土的韧性和受压峰值应变也得到一定的提高。     

骨料粒径对混凝土力学性能影响研究

为研究粗骨料平均粒径对混凝土力学性能的影响,利用MTS试验机进行了M40、M80和M110砂浆及对应不同粗骨料粒径混凝土的准静态压缩与劈裂试验,获得了各试件的准静态压缩应力-应变曲线和劈裂应力-时间曲线,分析了粗骨料粒径对不同等级混凝土的影响程度,并借助双因素方差分析方法研究了砂浆抗压强度和骨料粒径对混凝土抗压强度的影响程度.结果表明:随着粗骨料粒径的增加,混凝土的抗压强度、杨氏模量和抗拉强度具有相似的变化趋势,即呈现出先增大后减小的趋势,粗骨料粒径对混凝土抗压强度的影响随着砂浆强度的增加而变大,对杨氏模量的影响却随着砂浆强度增大而减小;砂浆抗压强度对混凝土压缩强度的影响程度要大于骨料粒径.      

再生粗骨料对混凝土抗压强度影响的试验分析

利用废弃混凝土进行破碎制作再生粗骨料,通过改变再生粗骨料的含量来研究其对再生混凝土抗压强度的影响。试验设计了6种不同替代率、强度等级分别为C30和C40的再生混凝土试件共36个进行立方体抗压强度试验;在最小二乘法原理上进行对实验数据处理分析得到了不同替代率与相应抗压强度的函数关系。试验分析结果表明:当替代率在30%～40%区间时抗压强度达到最高水平;并在MATLAB软件基础上以5次方多项式函数模型拟合得到的函数式可用于预测不同替代率下再生混凝土的抗压强度。     

煤矸石保温混凝土抗压强度与弹性模量试验研究

煤矸石保温混凝土是以玻化微珠为保温骨料,煤矸石取代部分天然石子为粗骨料的一种结构自保温材料。为研究煤矸石掺量对煤矸石保温混凝土抗压强度、弹性模量的影响,以煤矸石掺量为变量,研究掺量分别为0、30%、50%、70%、100%时,煤矸石保温混凝土的抗压强度和弹性模量。试验结果表明:煤矸石保温混凝土的强度、弹性模量随着煤矸石掺量的增加而降低,当煤矸石掺量为100%时,与玻化微珠保温混凝土相比,抗压强度和弹性模量分别降低了38.28%、39.79%;不宜采用《混凝土结构设计规范》中的计算公式计算煤矸石保温混凝土的弹性模量,通过回归分析得出了煤矸石保温混凝土弹性模量的计算公式。     

骨料粒径及砂率对自密实混凝土力学性能的影响

为了研究骨料粒径及砂率对自密实混凝土力学性能的影响,采用控制变量法,开展了以骨料粒径、砂率及养护龄期为变量的抗压强度及抗折强度试验研究.结果 表明自密实混凝土的抗压强度随养护龄期的增长逐渐增大,前期强度增长速率快,7d抗压强度为28d抗压强度的56.1％～83.1％;抗压强度及抗折强度随细度模数的增大逐渐增大,随砂率的增大逐渐减小,随粒径为5～ 10mm粗骨料含量的减少,10～ 20mm粗骨料含量的增多,7d、14d抗压强度不断减小,28d抗压强度及抗折强度先减小后增大;粗骨料粒径对折压比有显著影响,细度模数次之,砂率的影响较小.拟合得到了不同骨料粒径及砂率的自密实混凝土抗折强度与抗压强度关系式.     

再生骨料喷射混凝土基本性能试验

为了研究再生骨料喷射混凝土的相关性能,配制了5组混凝土,其再生骨料体积掺量依次为0%,25%,50%,75%和100%,对5组混凝土的坍落度、回弹率、超声波速、粘结强度、抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量和密度进行了测试。试验数据显示:对应于再生骨料体积掺量依次为0%,25%,50%,75%和100%,喷射混凝土坍落度分别为185,187,183,176和172 mm,回弹率分别为22.1%,17.5%,19.6%,18.7%和15.2%,超声波速分别为4.82,4.75,4.54,4.51和4.48 km/s,粘结强度分别为1.21,1.24,1.21,1.26和1.22 MPa,抗压强度分别为40.2,36.3,32.8,31.5和30.3 MPa,劈裂抗拉强度分别为3.53,3.3,3.21,3.19和3.05 MPa,弹性模量分别为32.5,32.2,28.3,26.3和25.8 GPa,密度分别为2 188,2 185,2 150,2 135和2 125 kg/m~3。结果表明:再生骨料喷射混凝土回弹率和粘结强度这2个指标优于天然骨料喷射混凝土;坍落度、超声波速、抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量和密度均随再生骨料体积掺量的增加而减小;抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量和密度与超声波速之间明显线性相关。     

再生卵石骨料混凝土力学性能及其应力-应变本构关系

采用以卵石为粗骨料的原生混凝土作为再生混凝土来源,通过破碎、筛分获取再生卵石粗骨料,配制再生卵石骨料混凝土.以取代率为变化参数,设计99个试件.通过试验,获取其立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、抗折强度、弹性模量、泊松比等力学性能指标及应力-应变全过程曲线.分析了再生卵石骨料混凝土损伤演化、变形和能量耗散等力学性能.采用分段式本构关系模型和损伤本构关系模型对再生混凝土的应力-应变本构关系进行研究,并提出相应的本构方程.结果表明,与天然混凝土相比,再生卵石骨料混凝土的抗压、抗折强度略为增大,而弹性模量、变形系数与耗能系数则有不同程度的降低;不同取代率下,再生混凝土应力-应变曲线与天然混凝土相似,但下降段变得陡峭;再生混凝土损伤发展较为迅速,尤其在ε=(3~5)×10-3之间;分段式本构方程和损伤本构方程的计算结果均与实测值吻合较好.     

混杂纤维对高性能混凝土高温性能的影响

针对高性能混凝土的防火、抗爆裂性能低的特点，采用低熔点（聚丙烯纤维）及高熔点纤维（钢纤维）混杂的方法，对高性能混凝土高温性能（抗折强度、抗压强度及劈裂抗拉强度，抗爆裂性能）进行改善．研究表明，800℃时，混杂纤维混凝土的抗折强度剩余率约15％，明显高于基准混凝土的抗折强度剩余率（约6％）；抗压强度剩余率约15％，与基准混凝土的强度剩余率相当（约15％）；劈裂抗拉强度剩余率约20％，明显高于基准混凝土的抗折强度剩余率（约10％）．另外混杂纤维明显提高了混凝土的抗爆裂性能，同时分析了混杂纤维改善高性能混凝土高温性能的作用机理．     

碱式硫酸镁水泥混凝土基本力学性能研究

为了研究碱式硫酸镁水泥混凝土的基本力学性能,利用普通混凝土力学性能试验方法,研究了混凝土立方体抗压强度(f_(cu))、轴心抗压强度(f_c)、劈裂抗拉强度(f_(sp))以及弹性模量(E_c)等基本力学参数。结果表明:(1)在一定范围内,碱式硫酸镁水泥混凝土立方体抗压强度随水灰比的降低而提高。(2)碱式硫酸镁水泥混凝土立方体抗压和劈裂抗拉强度、轴心抗压强度存在着线性关系。(3)碱式硫酸镁水泥混凝土具有更高的劈裂抗拉强度和轴心抗压强度,抗裂性能优异。(4)在C30~C60,碱式硫酸镁水泥混凝土的弹性模量随着抗压强度的增长而增长。高强时,弹性模量明显高于普通硅酸盐混凝土。碱式硫酸镁水泥混凝土在结构设计方面优于普通硅酸盐混凝土。     

玄武岩纤维增强轻骨料混凝土力学性能试验

为探究玄武岩纤维在增强轻骨料混凝土力学性能方面的影响,以不同玄武岩纤维体积率、陶砂代砂子率和陶粒代石子率为影响因素,应用正交试验法设计9组玄武岩纤维轻骨料混凝土(basalt fiber lightweight aggregate concrete,BF-LAC),进行抗压、劈裂抗拉及抗折强度试验.结果表明:当玄武岩体积率为0.3％、陶砂代砂子率为7％、陶粒代石子率为8％时,BF-LAC的力学性能表现最佳.玄武岩纤维掺入轻骨料混凝土中能显著提升其强度,抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的最大增幅分别为23.11％、20.64％和24.17％;玄武岩纤维是影响BF-LAC强度的显著性因素且对抗压强度的影响表现为特别显著;最后对纤维增强轻骨料混凝土的机理进行了分析并建立了BF-LAC强度与三因素之间的预测模型.     

再生橡胶改性高强混凝土性能试验研究

以废轮胎橡胶粉作为改性材料，研究了橡胶粉含量和细度对高强混凝土密度、坍落度、抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响。研究表明：随着橡胶粉掺量的增加，橡胶粉高强混凝土材料的密度、坍落度、强度会下降。橡胶粉的粒径对高强混凝土的抗压强度、抗折强度影响不明显，但劈裂抗拉强度就随着橡胶粉粒径的增大而下降。