相变储能混凝土的动态冲击试验与分析

本文采用变截面霍普金森压杆试验装置对相变储能混凝土进行动态冲击压缩试验,相变储能骨料是以膨胀珍珠岩为基体材料吸附硬脂酸丁酯制备而成的,对不同掺量的相变储能骨料与硅粉的混凝土进行动态冲击压缩试验;试验结果表明,硅粉能够增强混凝土的动态力学性能,在硅粉掺量为0%～10%之间,随着硅粉掺量的增加动态抗压强度呈现增强趋势,强度大约提高了25%,此外,在硅粉掺量为10%～15%之间可能存在应力最大值;相变储能骨料的掺加并未对混凝土的动态力学性能产生较大影响。     

相变储能骨料和硅粉掺量对混凝土抗压强度影响的试验与分析

以膨胀珍珠岩作为基体材料吸附硬脂酸丁酯制备相变储能骨料。对掺加不同掺量的相变储能骨料和硅粉的混凝土进行了抗压性能试验研究。试验结果表明,相变储能骨料的掺加会导致混凝土的抗压强度降低,当掺量为10%时,抗压强度的降低幅度在10%的范围内。硅粉的掺加能够提高混凝土的抗压强度,掺量在5%~10%时,抗压强度至少提高22%。相变储能骨料和硅粉复合掺加时,相变储能骨料掺量为20%,硅粉掺量为5%时效果最好,抗压强度与素混凝土的基本相同。     

活性炭储能骨料对相变混凝土压拉强度和导热性能影响的试验与分析

为了制备具有保温储热能力,同时具有一定强度的新型混凝土材料,对不同活性炭储能骨料掺量的相变混凝土进行了抗压强度、劈裂抗拉强度和导热系数试验,并对试验结果进行了分析。试验结果表明,掺入活性炭储能骨料降低了相变混凝土的抗压、劈裂抗拉强度,活性炭储能骨料掺量在15%以内,相变混凝土的强度损失率不超过10%。相变材料为液态时相变混凝土的导热系数略大于相变材料为固态时的导热系数,增加幅度低于5%。随着活性炭储能骨料掺量的增加,相变混凝土的导热系数增大明显,满足保温要求,活性炭储能骨料的掺量应在15%以内。     

硅藻土掺量和硅粉掺量对混凝土抗压强度影响的试验与分析

为制备具有一定强度的次轻混凝土,进行了不同硅藻土掺量和硅粉掺量的混凝土抗压强度试验,并对试验结果进行了分析。试验结果表明:随着硅藻土掺量的增大,混凝土的抗压强度和比强度均逐渐降低,但抗压强度离散性逐渐减小;硅粉的掺加可以提高混凝土的抗压强度,当硅粉掺量从0%增长到8%时,混凝土抗压强度有所增长;从8%增长到12%时,混凝土抗压强度略有降低;双掺硅藻土和硅粉的合理掺量为硅藻土等体积取代石子10%,硅粉等质量取代水泥8%,其抗压强度和比强度与素混凝土相近,可以用来制备具有良好力学性能的次轻混凝土。     

龄期对不同掺料相变混凝土力学性能影响试验与分析

为制备具有一定强度的掺料相变混凝土,通过分别对不同标准龄期养护下的同一配合比不同掺料的相变混凝土立方体试件进行了抗压与劈裂抗拉强度试验与分析。试验结果表明,除3 d龄期外,单掺硅粉相变混凝土在不同龄期下的抗压能力均高于其他掺料相变混凝土;单掺粉煤灰相变混凝土在不同龄期下的抗拉能力均低于其他掺料相变混凝土;双掺粉煤灰与硅粉的相变混凝土直到龄期达到90d的时候,才会到达相变储能组的强度。     

矿物掺合料对聚苯乙烯轻型混凝土力学性能的影响

在保持硅粉和粉煤灰总掺量37％不变的前提下,调整硅粉和粉煤灰之间掺量,进行硅粉和粉煤灰复掺对聚苯乙烯轻型混凝土的7、14、28 d抗压强度、导热系数、抗拉强度和微观形态分析.试验表明:A组方案硅粉掺量12.5％、粉煤灰掺量24.5％配制的聚苯乙烯轻型混凝土在不同龄期下抗压强度都是最高的,28 d抗压强度达38.69 M...     

改性钢管全再生粗骨料混凝土短柱的轴压试验

为了最大化利用再生骨料,以硅粉和钢纤维掺量为主要变化参数设计了20个圆形和方形截面钢管全再生粗骨料混凝土短柱构件进行轴压试验,观察了短柱的受力全过程和破坏形态,获取了构件的荷载―变形全过程曲线,分析了硅粉和钢纤维掺量对其承载性能的影响,试验结果表明:混凝土中的粗骨料全部采用再生骨料会降低钢管再生混凝土柱的峰值承载力及峰值应变,可以采用硅粉的填充效应及活性和钢纤维对裂缝的内部约束来改善钢管全再生骨料混凝土柱的性能,经改性后的钢管全再生骨料混凝土柱的性能和普通钢管混凝土柱的性能相当,硅粉掺量为10%、钢纤维体积掺量为1.5%的钢管全再生骨料混凝土的峰值承载力超过了普通钢管混凝土柱。并采用现有计算理论及规程计算公式对构件的承载力进行了计算和比较,得到各规程在计算钢管全再生骨料混凝土承载力时的适用性,规程EC4和试验数据更接近。     

掺加硅粉及纤维改性再生混凝土性能试验研究

再生混凝土因其能够妥善处理环境与资源的压力,而被广大学者所研究.以硅粉与纤维的不同掺量为变量,设计并制作了再生骨料取代率为30%的再生试块,并对其立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量、峰值应变等力学与变形指标进行了研究,探寻硅粉与纤维对其性能的影响规律,为其在工程实践中的应用提供参考依据.结论表明:硅粉增加了再生混凝土的立方体抗压强度,但降低了棱柱体抗压强度,对其他参数的影响呈现出不规则的波动;纤维能够显著的提高再生混凝土的变形性能,使其他各强度值出现不同程度的降低.试验也表明,经过合理设计的硅粉与纤维掺量,能够弥补再生混凝土的缺陷,使其各方面的综合性能达到最优.     

钢纤维再生混凝土动态冲击试验破坏形式研究

试验制作了一系列具有不同体积钢纤维掺量下的再生骨料混凝土试件,利用74 mm变截面分离式的霍普金森压杆(SHPB)进行了动态冲击压缩试验,研究了不同钢纤维掺量和气压值下再生骨料混凝土材料的破坏形态与模式,分析了材料的动态应变速率敏感性.结果表明,钢纤维再生混凝土的破坏形式与钢纤维体积掺量和应变速率有较高的相关性,对进一步进行深入研究具有指导意义.     

硅粉掺量对钢纤维混凝土抗冲耐磨性能的影响

基于钢纤维掺量为0.8%的3个不同等级的混凝土,在满足和易性要求的前提下,掺入不同量的硅粉进行配合比试验,利用HNK-3型混凝土抗含沙水流冲刷仪对多组混凝土进行抗冲耐磨试验.结果表明,混凝土抗冲耐磨强度随着硅粉掺量的增加呈现出先增强后减弱的趋势,硅粉掺量临界点10%对应其抗冲耐磨的峰值强度.对比4个硅粉掺量的钢纤维混凝土微观影像可知,临界点处的硅粉掺量能最有效的提升钢纤维、水泥和混凝土骨料之间的黏结力,使钢纤维混凝土的抗冲耐磨强度获得显著提升.     

硅粉混凝土抗压强度试验研究

通过硅粉对混凝土抗压强度的试验研究,在短时间内找出硅粉在不同混凝土配合比时的最佳掺量及影响因素。     

多因素对聚合物水泥基功能梯度混凝土抗压强度的影响

针对功能梯度混凝土在地下工程中的应用问题,研究了多因素(水胶比、粉煤灰掺量、硅粉掺量、聚丙烯酸酯乳液)作用对聚合物水泥基混凝土抗压强度的影响,确定了各因素对聚合物水泥基混凝土抗压强度变化的影响程度,并加以定量化表征,提出了多因素共同作用影响聚合物水泥基混凝土抗压强度变化的偏最小二乘二次多项式回归分析模型。结果表明:在试验拟定的影响因素中,聚合物水泥基混凝土抗压强度存在最大值,各因素对聚合物水泥基功能梯度混凝土抗压强度的影响程度以水胶比最大,其次是聚丙烯酸酯乳液、粉煤灰掺量,硅粉掺量最小。最佳因素水平组合为水胶比0. 22、粉煤灰掺量25%、硅粉掺量5%、聚丙烯酸酯乳液6%。     

轻骨料纤维喷射混凝土动态力学特性试验

为提高轻骨料喷射混凝土喷层支护承受动态抗压强度能力,以普通C20喷射混凝土配比为基准,将3种不同掺量的陶粒与聚丙烯纤维进行组合,配制出了9组轻骨料纤维喷射混凝土(lightweight aggregate fiber shotcrete,LAFS),进行了一维分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击及扫描电镜(SEM)试验,同时借助MATLAB数值计算软件,拟合出陶粒-聚丙烯纤维掺量与LAFS动态抗压强度预测模型.研究表明:陶粒掺量与聚丙烯纤维掺量对LAFS动态抗压强度的影响是交互的,同陶粒掺量下,不同的聚丙烯纤维掺量,对LAFS动态压缩性能有很大差异,反之亦然;混凝土基体中均匀分布的陶粒与乱向分布的聚丙烯纤维网,与混凝土基体共同受力,使得LAFS应力-应变曲线屈服平台明显、韧性增强;本试验条件下陶粒与聚丙烯纤维掺量较好的组合为:49.81 kg/m3 +0.91 kg/m3、99.67 kg/m3+ 1.82 kg/m3.拟合得到的LAFS动态抗压强度模型与研究成果可为LAFS推广及配合比确定起到参考.     

复掺废砖再生混凝土的抗压强度

试验研究水灰比、砂率、粉煤灰替代率、硅灰掺量及废砖替代率5个因素对复掺废砖再生混凝土抗压强度的影响.结果表明:水灰比、砂率和粉煤灰替代率对复掺再生混凝土28 d抗压强度的影响都是先增大后减小;随着硅灰掺量的增加,再生混凝土28 d抗压强度依次增大;随着废砖替代率的提高,再生混凝土28 d抗压强度逐步减小;当其他组分掺量适当,废砖骨料替代率为100%时,可以配制满足C30强度要求的再生混凝土.     

硅灰强化再生混凝土抗压强度尺寸效应

为研究水泥外掺硅灰浆液强化再生骨料对再生混凝土立方体抗压强度尺寸效应 的影响,以水泥外掺硅灰浆液水胶比、再生骨料取代率和试件几何尺寸为试验参数,完成了 240个再生混凝土立方体试件的抗压试验. 结果表明：采用水胶比为1.0的水泥外掺硅灰浆液 强化处理再生骨料对再生混凝土立方体抗压强度的提升和尺寸效应的降低幅度均最大. 随着 再生骨料取代率的增加,立方体抗压强度尺寸效应呈增强趋势,100%再生骨料取代率下尺寸 效应度约为普通混凝土的1.4倍;采用水泥外掺硅灰浆液强化处理再生骨料可降低尺寸效应, 强化处理后再生混凝土立方体抗压强度尺寸效应度较未处理试件降低了约 19.2%. 建立了尺 寸效应律计算公式,可用于再生混凝土立方体抗压强度的分析计算.     

高掺量聚丙烯纤维混凝土动力特性的SHPB试验

为了研究高掺量聚丙烯纤维混凝土的动力特性,采用直径为74mm变截面Hopkinson压杆,对8组64块聚丙烯纤维混凝土试件进行了冲击压缩试验,得到了不同应变率范围下混凝土的动态抗压强度及应力-应变曲线,并给出了聚丙烯纤维混凝土动态抗压强度与应变率、纤维体积掺量以及静压强度之间的关系。分析认为,在10^1～10^2s^-1应变速率,聚丙烯纤维混凝土的动态强度提高比值与素混凝土基本一致。     

混杂来源再生混凝土的抗压强度及衍射分析

利用混杂来源再生骨料(混杂骨料)和单一来源再生骨料(单一骨料)逐步替代天然骨料,讨论不同水灰质量比下再生骨料掺量对再生混凝土抗压强度的影响,并结合X射线衍射方法,分析混杂再生混凝土不同龄期的水化程度。试验结果表明:随着混杂骨料掺量从0%到100%逐步增加,水灰质量比为0.50、0.55、0.60的3组混杂再生混凝土的抗压强度均迅速降低,其中水灰质量比为0.55的试件组降低速率最小;混杂骨料掺量为100%时,在所测试龄期范围内,再生混凝土抗压强度比未掺再生骨料的空白试件降低了18.7%~33.2%。水灰质量比同为0.55时,混杂再生骨料混凝土的抗压强度均低于同条件下单一再生混凝土的抗压强度;掺量较少时,混杂骨料和单一骨料来源问题对再生混凝土的早期抗压强度影响不大,但达75%大掺量后对再生混凝土的后期抗压强度有明显影响。X射线衍射分析表明,混杂再生骨料中含有较多的C3S和C2S熟料组分,其活性较低,这导致掺加再生骨料后混凝土强度的降低。     

基于分形理论研究RTSF混凝土冲击压缩性能

为了研究回收轮胎钢纤维(RTSF)混凝土的冲击压缩性能,利用分离式霍普金森压杆对普通混凝土(F0)、工业钢纤维(ISF)混凝土和RTSF混凝土进行冲击压缩试验,统计冲击破坏后的碎块数量并计算分形维数.结果表明:RTSF混凝土冲击破坏形态分为三种类型,即周边张应变破坏、留芯破坏和整体破坏;应变率在55~125s^-1左右时,不同掺量RTSF混凝土的分形维数范围为1.33~2.25;分形维数随RTSF掺量增加出现先减小后增大的趋势,RTSF 0.75混凝土分形维数最小;不同掺量的RTSF混凝土的分形维数随应变率增加而增大;不同应变率下RTSF混凝土的动态抗压强度及断裂能均随分形维数的增加而增大;ISF 1.00的分形维数、动态抗压强度和断裂能均介于RTSF0.75和RTSF1.00之间,RTSF 0.75比ISF 1.00(纤维长度为35mm,长径比为65)能更有效提高混凝土的冲击压缩性能.     

硅粉混凝土的收缩性能研究

为了研究硅粉混凝土的收缩性能,以收缩率为表征指标,采用正交试验研究了水胶比、砂率和硅粉掺量对硅粉混凝土收缩率的影响规律,通过对数据拟合和回归分析建立了硅粉混凝土的收缩模型。试验结果表明:水胶比、砂率及硅粉掺量对硅粉混凝土收缩的影响比较显著。水胶比在0.35~0.45范围内取值越大,硅粉混凝土收缩率越小;硅粉的掺入使硅粉混凝土的收缩增大,硅粉掺量在5%~10%时收缩率增长较快,而硅粉掺量大于10%以后的收缩趋于平缓。当硅粉掺量为5%,水胶比为0.45,砂率为38%时,硅粉混凝土的收缩变形最小;硅粉混凝土的收缩模型为ε=aln(t)+b,在显著性水平α=0.01下其相关关系显著,应用该模型可以预测和设计硅粉混凝土的收缩性能。     

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.