混凝土新型环形约束收缩试验装置的研制及应用

研制带隔板的新型混凝土用环形约束收缩试验装置,可引导混凝土环在隔板处开裂,开裂位置明确、集中,改进以往环形试件不易开裂、裂缝不易观测的缺点,方便快捷地测定混凝土的自由收缩和约束收缩,快速准确判断混凝土的开裂龄期和开裂趋势.提出基于该新型环形约束收缩试验装置的快速评估混凝土抗裂性能的方法.     

加隔板开裂环的试验研究

研制了带有一隔板的开裂环试验装置,采用该装置对C30、C50的基准组、加聚丙烯纤维组、加膨胀剂和聚丙烯纤维组的混凝土进行抗裂性能试验研究,并测试其拉压比.试验结果表明:采用带隔板的开裂环试验装置可以避免以往混凝土抗裂性测试过程裂缝出现的随机性和偶然性,并缩短了测试时间.     

新型环形约束收缩抗裂测试装置隔板优选试验研究

基于新型环形约束收缩抗裂测试装置,通过改变隔板形状(矩形、梯形)和尺寸(高度、厚度)进行隔板优选试验及有限元数值模拟.研究表明:隔板能够在试件环中引起应力集中,诱导试件环提早开裂,避免传统环形试验装置存在的试件环不开裂、慢开裂等缺点;选定了基于新型环形约束收缩抗裂测试装置的最佳隔板:形状为矩形、高度为50mm、厚度为2...     

基于综合性能试验的混凝土早期开裂行为研究

为提高混凝土的早期抗裂性能,突破单因素改善其早期稳定性,进行了多因素补偿混凝土各性能缺陷方面的研究.基于调控混凝土配合比开展了胶凝材料水化热、混凝土早期收缩试验和大板加速开裂试验.通过相关收缩机理分析了不同混凝土拌和物的开裂行为;运用双参数Weibull分布分析试验结果,得出了混凝土大板裂缝经时开裂规律.试验结果表明：采用高效稳定型聚羧酸减水剂可以增加浆体的和易性,结合66.7%矿物掺合料(粉煤灰和矿渣粉与水泥质量比)、较好级配碎石和0.29的水胶比有利于延长混凝土的初裂时间和控制裂缝宽度,即提高混凝土的早期抗裂性能.同时,该调控手段也可以降低浆体的水化热,提高混凝土的抗压强度.此外,混凝土裂缝宽度的经时变化规律很好地服从双参数Weibull分布.     

坍落度与减水剂对混凝土早期开裂性能的影响

混凝土的早期收缩开裂问题已成为国内外专家的研究热点,为了研究混凝土必不可少的组成之一的减水剂对混凝土开裂性能的影响,采用福州大学的发明专利"水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂法及其装置"进行减水剂品种和由减水剂掺量改变而导致混凝土坍落度变化对混凝土早期开裂性能的影响试验研究.试验研究结果表明:外加剂品种对混凝土的开裂性能有一定的影响.掺三聚氰胺系减水剂混凝土的抗裂性能优于掺萘系和聚羧酸系减水剂混凝土,掺萘系减水剂混凝土的抗裂性能最差.而且,即使同属萘系减水剂,不同的厂家、不同品牌的减水剂对混凝土开裂性能的影响也不尽相同.混凝土的坍落度对混凝土的开裂性能有一定的影响,坍落度在11～18 cm之间的混凝土抗裂性能相对较好.     

玄武岩纤维对再生混凝土早期抗开裂性能的影响

为了改善再生混凝土(RAC)因抗裂性能差所引起的安全耐久性问题,研究了不同玄武岩纤维体积掺量(0、0.1%、0.2%和0.3%)对再生粗骨料取代率为50%的玄武岩纤维再生混凝土(BFRAC)抗压强度和早期抗开裂性能的影响,并与普通混凝土进行对比。研究结果表明,再生粗骨料会降低混凝土的抗压强度和早期抗开裂性能。适量的玄武岩纤维有助于提高RAC的立方体抗压强度,纤维掺量为0.2%时增幅最大。随着纤维掺量的增加,BFRAC的各项早期开裂指标明显改善,纤维掺量为0.3%时最大裂缝宽度和单位面积上的总开裂面积最小,BFRAC的早期抗裂性能得到显著提高。     

有机纤维对“客运专线”用C40高性能混凝土性能的影响

目的为增强混凝土早期抗塑性开裂性能及耐久性,研究了有机纤维种类、长度及掺量对混凝土工作性能、力学性能及抗碳化性能的影响.方法采用坍落度试验、抗压与抗折强度试验、混凝土碳化试验及平板约束法测试进行研究.结果聚丙烯腈(PAN)纤维对混凝土工作性能影响最大,坍落度降幅达86%;掺入19 mm聚丙烯(PP)单丝纤维,坍落度下降25%;加入0.15%PP纤维,坍落度降幅达28.7%,含气量增加25.9%;掺入聚乙烯醇(PVA)纤维后,混凝土7 d、28 d抗压强度降幅最大,分别达30.4%、23.5%;12 mm PP单丝纤维体积掺量为0.15%时混凝土的抗裂效果明显好于0.05%掺量,而碳化深度较基准低30%.结论混凝土中掺入有机纤维后,早期抗塑性开裂性能明显增强;混凝土的抗裂效果随纤维长度和掺量增加,效果越来越明显;有机纤维的加入明显提高混凝土的抗碳化力,力学性能有所降低,但降幅不大.     

新型防渗抗裂砂浆的研制

针对建筑物外立面瓷砖高空坠落、普通砂浆易开裂和有机涂料老化开裂的工程难题,开展了外墙防渗抗裂砂浆的研究。在普通砂浆中掺加LX-5添加剂制备新型外墙防渗抗裂砂浆,并通过试验测试、外墙模拟测试,探究了LX-5添加剂掺量及砂浆厚度对砂浆防渗抗裂性能的影响。结果表明:随添加剂LX-5掺量的增加,砂浆的收缩率先减小后增加,当LX-5掺量为12%时,砂浆收缩率最低,为不掺LX-5普通砂浆的72.4%;20 mm厚度的防渗抗裂砂浆抗渗性能为P6,满足工程要求,30 mm厚新型防渗抗裂砂浆抗渗性能为P7,与普通砂浆相比,抗裂能力显著提高。通过剪切销钉增挂钢丝网提高外墙防渗抗裂砂浆的抗裂性能和附着力,经实际工程检验,满足工程要求。     

基于灰色理论预测电沉积处理后的混凝土抗碳化性能

选用ZnSO4,MgSO42种溶液,对带裂缝的砂浆试件进行了修复,测定了7d,14d,21d,28d,35d龄期试件裂缝处的碳化深度,并就采用MgSO4溶液进行电沉积处理后混凝土裂缝处的碳化深度进行了灰色预测.结果表明:带裂缝的砂浆试件经电沉积处理后,其抗碳化能力均有所提高,而且采用MgSO4溶液处理后,抗碳化能力的提高程度要高于ZnSO4溶液,GM(1,1)模型预测精度比较高,可以用于电沉积处理后混凝土抗碳化性能的灰色预测.     

劲性钢筋轻骨料混凝土梁正截面受弯数值模拟

为研究劲性钢筋轻骨料混凝土构件的抗裂性能,采用跨中集中荷载的加载方式,通过数值模拟,分析劲性钢筋轻骨料混凝土梁受弯构件变形与荷载的关系。模拟结果表明:劲性钢筋轻骨料混凝土梁刚度较大,但破坏时挠度很大,有很好的延性。当受压区混凝土压碎破坏时,试验梁仍具有很大的承压能力。随着跨中荷载的增大,梁的位移变形也随之增多。跨中荷载增加到40 t时,梁的位移变形开始大幅度增大,导致混凝土开裂。混凝土开裂后,试件截面刚度退化,裂缝宽度增幅显著,裂缝宽度逐渐加宽。试件梁开裂后,裂缝宽度随荷载变化的增长趋于稳定,抗裂性能较好。模拟结果与试验值相符。     

活性粉末混凝土抗裂性能试验研究

采用自制带隔板的环形约束收缩试验装置,通过正交试验,研究砂胶比、水胶比、钢纤维掺量对活性粉末混凝土(RPC)抗裂性能的影响.研究表明:钢纤维掺量对RPC抗裂性能影响最显著,而砂胶比、水胶比对RPC抗裂性能影响不明显;随着钢纤维掺量的增加,RPC抗裂性能提高;钢纤维掺量为3%时,RPC抗裂性能最好;但当钢纤维掺量达到4%...     

碳纤维织物增强水泥砂浆板平面内抗剪性能

采用单点加载试验研究了碳纤维织物增强水泥砂浆(carbon textile reinforced mor-tar,CTRM)板的平面内抗剪性能,以碳纤维织物层数、钢纤维掺量两个因素对CTRM复合板力学性能进行研究.试验结果表明:随着织物层数的增加,试件的斜截面开裂荷载、极限荷载以及开裂前刚度和开裂后刚度都得到了明显的提高;提高钢纤维掺量可以有效提高试件的斜截面承载力,提高斜截面开裂荷载和极限荷载,并且可以有效改善碳纤维织物与水泥砂浆的界面性能,减轻织物与水泥砂浆的剥离破坏程度.最后,提出了CTRM板平面内抗剪承载力的计算方法.     

废旧轮胎橡胶颗粒对水泥浆和砂浆抗裂性能的影响

通过圆环开裂试验和弯曲试验探讨了不同体积分数的废旧轮胎橡胶颗粒掺入水泥浆和砂浆后对抗裂和变形性能的影响．研究结果表明，在水泥净浆中掺入废旧轮胎橡胶颗粒，可延迟圆环试件的开裂时间，提高抗裂性，延迟时间的长短与橡胶颗粒的掺量有关，当橡胶颗粒的体积分数在20％～50％时，延迟效果最为显著；在砂浆试件中掺入橡胶颗粒，可显著改善其弯曲变形性能，试件破坏形式为延性破坏，破坏时的极限变形值比基准试件大得多，并且随着橡胶颗粒体积分数的增加而迅速增大．     

可再分散乳胶粉对抗裂抹面砂浆的影响

通过对含有不同掺量可再分散乳胶粉的抗裂抹面砂浆的试验,得出相应的抗裂抹面砂浆的拉伸粘结强度,绘制出可再分散乳胶粉掺量变化时拉伸粘结强度的变化曲线,得出了抗裂抹面砂浆的拉伸粘结强度和可再分散乳胶粉掺量的变化规律,研究结果为配制不同应用要求的抗裂抹面砂浆提供了一些基础试验数据和参考.     

等径离心成型钢纤维混凝土预应力电杆受力性能试验研究

通过试验研究了等径离心成型钢纤维混凝土预应力电杆的受力性能,主要包括抗裂度、裂缝的分布形态与裂缝宽度、跨中挠度和极限承载力等.试验证明:由于预应力和钢纤维的双重增强作用,电杆的抗裂度提高,在标准检验荷载作用下电杆截面混凝土处于抗裂的弹性工作状态;当荷载达到标准检验荷载的130%—160%后,截面混凝土出现初始裂缝,卸载后初始裂缝闭合,变形回复.在截面开裂荷载至承载力检验荷载范围内,裂缝延伸和裂缝宽度发展较慢,裂缝呈短细非贯通性分布形态,抗变形能力有所提高,截面极限承载破坏呈现出一定的延性性质.研究成果为此类电杆在河南省漯河—淮阳220kV线路工程建设中应用提供了科研依据.     

腹部开设圆孔钢筋混凝土梁的试验研究(Ⅴ)

通过试验 ,研究了采用在圆孔周边设置加强钢环的腹部开设圆孔的钢筋混凝土梁的破坏特点、加强环筋的应变特点、挠度、裂缝宽度及承载力等力学特性 ,指出该形式的加强筋对改善开孔梁的受力性能效果不大 ,远不如孔洞周边配置加强箍筋和斜筋对腹部开设圆孔的钢筋混凝土梁的力学性能影响明显     

研究水泥净浆和砂浆收缩开裂性能的新方法

针对传统圆环试验开裂位置随机和开裂敏感性差的问题,提出了外方内圆偏心约束试验方法.采用该方法进行水泥净浆和砂浆开裂试验,试验结果表明,该方法可以预知试件开裂位置,方便裂缝观测,且该方法开裂敏感性好,可以加快试件的开裂,缩短试验周期.