增强混凝土界面粘结强度的方法

为了改善混凝土界面过渡区的结构或界面粘结强度,提高混凝土强度及其他性质,利用振动搅拌或二次投料搅拌工艺的方法增强混凝土的界面强度.通过对振动搅拌和二次投料搅拌工艺的机理分析,设计了试验装置和工艺方案,并进行了试验研究.结果表明:采用振动搅拌可强化搅拌过程,明显地提高混凝土强度和搅拌效率;采用二次投料搅拌工艺制备的混凝土界面过渡区的粘结强度得到了明显的改善.     

混凝土二次搅拌的机理分析

针对混凝土强度破坏常发生在水泥石与骨料界面的情况,指出传统混凝土搅拌工艺在提高水泥分散性、水化程度以及平衡混凝土界面过渡区强度梯度等方面存在的不足,提出用新的二次搅拌工艺改善混凝土界面区的结构和性质,可提高混凝土性能.剖析了二次搅拌的机理,并与传统搅拌方法进行了对比.结果表明:二次搅拌改善了混凝土界面的微观匀质性;减少了水泥颗粒的团聚现象,提高了水化程度;改善了混凝土界面区的水化物分布状态,综合提高了混凝土各项性能.     

新拌混凝土界面过渡区改性工艺方法探讨

针对一次投料搅拌工艺在提高水泥分散性、水化程度以及平衡混凝土界面过渡区强度梯度等方面存在的不足,提出新的多步投料搅拌工艺。研究结果表明,多步投料搅拌工艺在提高水泥分散性、水化程度以及平衡混凝土界面过渡区强度梯度等方面效果明显;相同条件下多步投料搅拌工艺可提高混凝土强度29.6%;在保证混凝土强度不变的情况下节约水泥20%左右。     

再生混凝土界面过渡区纳观力学性能试验研究

对采用不同搅拌工艺的再生混凝土的宏观力学性能进行试验研究.采用纳米压痕技术和扫描电镜等设备研究了再生混凝土界面过渡区的纳观力学性能和微观结构特征.试验结果表明,采用普通搅拌工艺的新界面过渡区的弹性模量随着与老砂浆表面距离的增加而降低,但是采用二次搅拌工艺的弹性模量基本保持不变.老界面过渡区的弹性模量随着与天然骨料的距离增大而逐渐增加.采用二次搅拌工艺新的界面过渡区的微观结构较普通搅拌工艺的新界面过渡区更为致密,且孔隙率和氢氧化钙晶体含量较少.由再生混凝土的界面过渡区纳观力学性能和宏观抗压强度之间的关系,可知采用二次搅拌工艺可以改善界面过渡区的力学性能和微观结构,进而提高再生混凝土的宏观力学性能.     

自落式混凝土搅拌工艺的改革试验

混凝土是当代世界上最大宗的工程建筑材料,目前年产量已超过七十亿吨。因此,研究、开发混凝土的搅拌新工艺,提高混凝土的强度,节约水泥,是混凝土工程界的重要任务。近年来,国内处混凝土工程界都在致力于混凝土搅拌新工艺的研究与开发,且已取得了显若的效果。日本的水泥裹砂法,预拌水泥净浆法及预拌水泥砂浆法;丹麦的水泥净浆法;我国的二次投料法,改进裹砂法及净浆裹石法等等。这些新工艺同传统的旧工艺相比,均能显著地提高混凝土的强度,改善混凝土的性能。但是,这些新工艺的采用,都需有专门的工艺设备,我们国家大都是用强制式混凝土搅拌机进行工艺改革试验的,很少有研究自落式混凝土搅拌机的工艺改革试验的。而目前在生产使用方面,仍是以自落式搅拌机为多。如果对其投料工艺稍加改革亦能增加其混凝土的强度的话,尽管是单方混凝土的水泥节约量不大,但对整个国家来说,节约水泥相当可观。     

改善搅拌过程提高混凝土强度

为了提高混凝土的强度,围绕混凝土的拌和过程,分别从活化水、2次搅拌工艺以及振动搅拌设备3个方面开展了提高混凝土强度的试验研究。对拌和混凝土的关键组分水,通过高压电场处理,使其具有较强的物理、化学活性,促使拌和过程中的水化反应更加充分,并加快水化反应和凝结硬化速度。研究结果表明:与普通水的对比试验表明活化水提高了混凝土硬化强度;采用多步骤的2次搅拌工艺,促使拌和过程水泥浆体内水灰比梯度形成,降低过渡区的水灰比,改善过渡区孔隙结构,提高砂石等骨料界面的粘结强度,与传统搅拌工艺的对比试验表明,2次搅拌工艺综合提升了混凝土的整体性能;通过在搅拌机内设置深度激振器,采用振动作用与强制搅拌相结合的工作装置,消除拌和过程中的水泥颗粒团聚,降低混合物粘度和内摩擦力,使水泥颗粒快速均匀分散,水化反应更加彻底,与普通强制搅拌机对比试验表明,振动搅拌能明显改善混凝土的微观均匀性,提高了硬化强度。     

净浆裹骨料工艺在掺粉煤灰混凝土中的应用

本文对净浆(?)骨料工艺在掺粉煤灰混凝土(简称粉煤灰混凝土)中的增强效果进行了研究.试验表明对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的粉煤灰混凝土,采用净浆(?)骨料工艺后,其各龄期强度都显著提高,对不同的粗骨料品种,工艺效果都较好,微(?)研究表明,净浆(?)骨料工艺减少了自由水分向界面的集中,提高了界面区密实度,从而使混凝土的强度得到提高.     

AEP混凝土搅拌工艺的增强效果与机理

本文对AEP搅拌新工艺进行了研究.试验表明,对于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥不同的水泥品种,采用AEP搅拌工艺后,混凝土的抗压强度都有大幅度的提高.微观分析认为,采用AEP搅拌工艺,改善了混凝土界面过渡层的结构,强化了界面粘结,从而使混疑土强度得到显著提高。     

高性能水泥复合砂浆与混凝土粘结性能钻芯拉拔试验研究

研究了高性能水泥复合砂浆与混凝土之间的粘结性能.通过钻芯拉拔试验,研究既有构件混凝土强度等级、界面剂、高性能复合砂浆强度等级3种因素对高性能水泥复合砂浆与混凝土之间粘结性能的影响.钻拉试验破坏发生在原有修补界面,粘结界面的钻拉强度随着既有混凝土构件的强度等级和砂浆强度等级的提高而提高,随着不同界面剂的使用而不同.分析表明:既有混凝土构件的强度等级对界面粘结性能影响极不显著,高性能复合砂浆强度等级影响高度显著,界面剂因素影响更加显著.     

BFRP与混凝土有效粘结长度的试验

通过27个混凝土与玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)的粘结试件的单剪试验,考察树脂种类、混凝土强度、粘结长度等因素对粘结性能的影响.通过描述粘结界面破坏形态,测量BFRP与混凝土界面的应变分布规律,分析界面粘结应力的分布规律.结果表明,当混凝土强度在C20～C40的强度等级范围内,随着混凝土强度等级的提高,有效粘结长度稍微有所减少,可以确定为80 mm.     

钢与混凝土界面的基本物理参数测试

为定量了解组合梁中钢与混凝土界面上粘接力及摩擦系数等基本物理参数的大小,通过一系列试验测试了工程上常用的钢与混凝土界面涂装形式的黏结强度和摩擦系数.设计制作了16组试件测试钢与混凝土之间的抗剪黏结强度,考虑了试件界面尺寸效应、不同界面涂装形式及不同的法向压力的影响;设计制作了6组试件测试不同界面涂装形式下的钢与混凝土界面抗拉黏结强度;设计制作了6组试件测试了不同界面涂装形式下钢与混凝土界面的静、动摩擦系数.研究表明:界面尺寸效应对钢与混凝土界面的强度影响不大;界面涂装形式对界面的黏结强度影响较大,抗剪强度在0.04~0.28 MPa之间,抗拉强度在0.38~0.82 MPa之间,静摩擦系数在0.73~1.06之间,动摩擦系数在0.5~0.74之间;法向压力对界面的剪切黏结强度影响较大,且满足库仑摩擦模型.     

自密实混凝土加固碳化混凝土界面剪切性能试验

为研究混凝土构件长期暴露大气中表面形成的碳化层对自密实混凝土加固混凝土黏结界面剪切性能的影响,为该类结构加固设计提供依据,设计不同碳化程度Z形黏结试件进行直剪试验,考察混凝土碳化深度、混凝土强度和界面处理方式等对黏结试件破坏形式和抗剪强度的影响,并在试验基础上建立碳化混凝土黏结界面抗剪强度预测模型。研究结果表明:混凝土碳化引起黏结界面剪切裂缝分布形式的改变;混凝土碳化后强度和弹性模量均有所增强,在黏结界面间形成一个局部强化区域,剪切裂缝由原来的界面裂缝逐渐向老混凝土内部转移,扩展至碳化强化区与未碳化区交界面;混凝土碳化使得黏结界面抗剪强度增强,碳化初期,黏结界面抗剪强度增长迅速,达到一定碳化深度后,其增长幅度变小;黏结界面抗剪强度与新老混凝土的强度、界面处理方式等也密切相关,对于Ⅰ类和Ⅱ类界面,一定范围内增大新混凝土强度对于提高界面抗剪强度具有积极作用;当新老混凝土强度相差超过2个标号时,继续提高新混凝土强度作用不大;Ⅲ类界面植筋能有效提高抗剪强度,且其抗剪强度由较低强度混凝土控制。     

钢绞线网增强ECC与混凝土界面黏结性能试验研究

为研究钢绞线网增强ECC与混凝土界面黏结性能，以混凝土强度、界面黏结长度、界面黏结宽度和界面处理方式为参数，共设计制作9组27个试件.基于梁铰式界面黏结性能试验，探究了各设计参数对界面黏结性能的影响规律，结果表明：受界面处理方式影响，试件产生3种破坏形态：界面剥离、钢绞线断裂及混凝土劈裂破坏.钢绞线网增强ECC与混凝土界面承载力随混凝土强度和界面粗糙度的增大而增大，在试验参数设计范围内提高约70%;界面黏结宽度的增大虽不会影响界面承载力，但使界面峰值黏结应力由1.65MPa降低至1.04MPa,降幅达35%;界面黏结长度对界面峰值黏结应力影响较小，但在有效黏结长度范围内，界面承载力随其值增大而提高.     

振动搅拌对不同配合比混凝土性能的影响

振动搅拌是高效节能生产混凝土的一种新技术,为在常用的C20、C30、C40混凝土生产中使用该技术,进行了振动搅拌对不同配合比混凝土性能影响的试验研究。在投料顺序、搅拌时间与速度、振动强度相同的条件下,进行不同配合比混凝土的振动与不振动搅拌的比对试验,得到的结果是,振动搅拌使得新拌混凝土的坍落度有所降低,C20混凝土的坍落度降低了23.8%,C30降低了15.3%,C40降低了25%;同时,新拌混凝土的保水性与粘聚性良好;传统强制搅拌的混凝土含气量在2.5%左右,振动搅拌将含气量的数值提高到了3%左右,振动搅拌过程对混凝土的引气效果相当明显;振动搅拌的不同配合比混凝土强度普遍高于传统强制搅拌的10%以上;随着混凝土配合比的升级,振动搅拌对混凝土强度提高的幅度在减弱;同时振动搅拌混凝土前期强度的增长速率较快,后期放缓;而不振动的传统强制搅拌的混凝土,前期强度增长平缓,后期有所加快;振动搅拌混凝土平均强度的离差系数比传统强制搅拌的要小30%以上。研究发现,与不振动强制搅拌方式相比,振动搅拌可以明显提高不同配合比混凝土的强度与均质性,引气效果明显,但新拌混凝土的坍落度有所降低,这为振动搅拌技术在商品混凝土生产中的应用提供了依据。     

堆石坝面防渗膜-垫层料界面力学特性试验研究

堆石坝面防渗土工膜与垫层料界面的力学特性关系到防渗体的抗滑稳定性以及整个大坝的安全性.采用土工合成材料界面直剪拉拔仪分别对复合膜和HDPE纯膜与无砂混凝土及聚合物透水混凝土两种垫层料、加糙PVC膜与表面复合细骨料聚合物透水混凝土的界面力学特性进行了试验研究.试验结果表明:HDPE纯膜与两种垫层界面的剪应力-剪位移关系具有不同程度的应变软化特征,界面峰值强度高于残余强度;而复合膜与两种垫层界面的剪应力-剪切位移关系无明显软化现象;复合土工膜与两种垫层界面抗剪强度高于纯膜与两种垫层界面的抗剪强度;聚合物透水混凝土和无砂混凝土与复合膜界面抗剪强度差别不大,聚合物透水混凝土界面抗剪强度略低;糙面PVC膜与表面为细骨料聚合物透水混凝土的咬合力较大.     

堆石坝面防渗膜-垫层料界面力学特性试验研究

堆石坝面防渗土工膜与垫层料界面的力学特性关系到防渗体的抗滑稳定性以及整个大坝的安全性.采用土工合成材料界面直剪拉拔仪分别对复合膜和HDPE纯膜与无砂混凝土及聚合物透水混凝土两种垫层料、加糙PVC膜与表面复合细骨料聚合物透水混凝土的界面力学特性进行了试验研究.试验结果表明：HDPE纯膜与两种垫层界面的剪应力-剪位移关系具有不同程度的应变软化特征,界面峰值强度高于残余强度;而复合膜与两种垫层界面的剪应力-剪切位移关系无明显软化现象;复合土工膜与两种垫层界面抗剪强度高于纯膜与两种垫层界面的抗剪强度;聚合物透水混凝土和无砂混凝土与复合膜界面抗剪强度差别不大,聚合物透水混凝土界面抗剪强度略低;糙面PVC膜与表面为细骨料聚合物透水混凝土的咬合力较大.     

镁铝层合板的界面结合强度对其单轴拉伸行为的影响研究

同质或异质组元板通过轧制连接而成的层合板,其界面结合强度是影响层合板力学性能和力学行为的主要因素。对用不同热轧工艺下制备的镁铝层合板(Al5052/AZ31B Mg/Al5052),采用不同的界面结合强度测试方法,得到了其法向结合强度、剪切强度、剥离强度,并讨论了各种结合强度对轴向拉伸力学性能和行为的影响。实验结果表明,不同的热轧工艺下获得的镁铝复合板,由于具有不同的界面微结构,导致了完全不同的界面结合强度,且界面的结合强度极大地影响了层合板的轴向拉伸力学性能;随着界面结合强度的增强,层合板的轴向拉伸力学性能得到了极大的提高;同时其断裂方式也由一道次的颈缩破坏转变成二道次的层间断裂破坏。     

界面强度对CFRP-混凝土组合梁弯曲性能的影响

CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)与混凝土之间的界面黏贴强度是影响CFRP-混凝上组合梁弯曲性能的一个重要因素.文中按CFRP布的黏结长度不同建立了3组不同界面强度的数值模型.模拟了采用位移控制梁的四点弯曲加载过程,分析了界面强度对CFRP-混凝土组合梁宏观弯曲性能的影响.结果表明:界面强度对组合梁的宏观承载力与开裂前刚度影响甚微;但对梁开裂后的刚度与延性影响较大;黏结长度越长,CFRP-混凝土组合梁对界面强度变化的敏感性越大.     

钢-再生混凝土界面黏结机制及强度计算方法

为研究型钢、钢管与再生混凝土界面黏结作用机制,采用服役超50a的混凝土作为再生粗骨料来源,设计了31个试件进行推出试验,试验考虑了配钢形式、再生粗骨料取代率、长径比及混凝土强度等级4个变化参数对钢-再生混凝土黏结性能的影响.试验获取了各试件加载端和自由端的荷载-滑移曲线,并基于实测结果得到了3种钢与再生混凝土的界面黏结强度,分析了各变化参数对黏结强度的影响,探讨了钢-再生混凝土界面黏结强度的计算方法,推导了黏结剪力传递长度的计算公式.研究结果表明,钢-再生混凝土试件的加载端起滑均比自由端发展得早;型钢试件的黏结强度大于圆钢管试件,而圆钢管试件又大于方钢管试件;随再生粗骨料取代率的增加,试件的黏结强度略呈增大之势;随着混凝土强度的提高,试件的黏结强度有一定提高;方钢管与再生混凝土的黏结强度随长径比的增大而减小.     

钢纤维对混凝土裂纹尖端应力强度因子的影响

通过研究钢纤维混凝土裂纹尖端应力场和位移场,提出一种混凝土裂纹端部存在与其裂纹面相垂直的钢纤维力学分析模型.在分析钢纤维和基材混凝土在界面处的剪应力分布规律的基础上,建立了钢纤维混凝土裂纹尖端附近钢纤维与裂纹间的相互影响关系,并利用叠加原理推导出求解钢纤维裂纹强度因子的解析表达式.借助数值方法,给出钢纤维混凝土裂纹尖端应力强度因子的算例,并分析了钢纤维对混凝土裂纹尖端应力强度因子的影响.计算结果表明,钢纤维距裂纹尖端越近,其对混凝土裂纹尖端应力强度因子的影响越大,钢纤维能够控制混凝土裂缝的扩展,提高混凝土的抗裂能力,是靠钢纤维之间的桥联作用和混凝土与钢纤维之间较强的界面粘结作用.图3,参9.