碳纤维增强轻骨料(陶粒)混凝土的单轴力学性能和断裂机理

本文对轻骨料(陶粒)碳纤维混凝土和轻骨料混凝土单轴抗压试验的结果进行分析和对比,发现掺入质量比为5%的碳纤维后,轻骨料混凝土的抗压强度提高2%-3%,弹性模量也有所增大.根据应力-应变关系和试件破坏断面图像,运用纤维间距理论,得出了轻骨料(陶粒)碳纤维混凝土中碳纤维间距平均为2.05mm,单方碳纤维轻骨料混凝土中碳纤维的数量为3.77×107根.结果表明,轻骨料(陶粒)碳纤维混凝土的抗裂能力和断裂韧性均有提高.     

轻骨料碳纤维混凝土受压应力应变关系试验研究

通过轻骨料碳纤维混凝土抗压强度试验,得出非标准圆柱体和立方体两种尺寸间强度的换算公式,并利用该公式,对强度数据进行换算后重新拟合,得出了轻骨料碳纤维混凝土的应力应变曲线,为研究轻骨料碳纤维混凝土构件试验提供了依据.     

钢纤维陶粒轻骨料混凝土受拉性能试验

采用工程中常用的陶粒作为轻骨料,制成界面粘结强度较高的陶粒轻骨料混凝土,研究不同钢纤维掺量的钢纤维轻骨料混凝土的受拉性能.根据试验数据得出钢纤维轻骨料混凝土立方体劈拉强度随钢纤维体积率变化的规律,拟合出其劈拉强度与立方体抗压强度的关系式.试验结果表明,其抗拉强度提高幅度较大.当钢纤维体积率为2.5%时,试件的劈拉强度和抗折强度值分别提高55.9%和77.31%,钢纤维轻骨料混凝土的拉压比也随着钢纤维体积率的增加而增大.     

轻骨料碳纤维混凝土

综述了轻骨料混凝土与碳纤维混凝土的研究现状和应用现状，讨论了轻骨料碳纤维混凝土研究的主要问题，并对其应用前景进行了展望。     

高强轻骨料混凝土收缩和徐变试验

对大跨桥梁等结构中强度等级为48.7~72.2MPa的高强轻骨料混凝土的收缩和徐变进行应力试验。试验持续时间270~1080 d。结果表明:轻骨料的含水率直接影响轻骨料混凝土收缩的发展速度,对徐变影响则较小。高含水率的轻骨料混凝土早期收缩小于相同强度的普通混凝土,但最终收缩大于普通混凝土;低含水率的轻骨料混凝土收缩始终大于普通混凝土。轻骨料混凝土的徐变系数小于普通混凝土,但由于轻骨料混凝土的弹性模量低于普通混凝土,徐变应力仍可能大于普通混凝土。     

高强轻骨料混凝土收缩和徐变试验

对大跨桥梁等结构中强度等级为48.7-72.2MPa的高强轻骨料混凝土的收缩和徐变进行应力试验。试验持续时间270-1080d。结果表明,轻骨料的含水率直接影响轻骨料混凝土收缩的发展速度,对徐变影响则较小。高含水率的轻骨料混凝土早期收缩小于相同强度的普通混凝土,但最终收缩大于普通混凝土;低含水率的轻骨料混凝土收缩始终大于普通混凝土。轻骨料混凝土的徐变系数小于普通混凝土,但由于轻骨料混凝土的弹性模量低于普通混凝土,徐变应力仍可能大于普通混凝土。     

轻骨料混凝土单轴力学性能统一计算方法

针对国内对普通轻骨料混凝土和高强轻骨料混凝土的单轴力学性能指标采用分区描述,导致不同计算公式在分区边界处所得的计算结果误差较大,且不便应用于轻骨料混凝土结构计算与分析等问题,通过对国内大量的普通轻骨料混凝土和高强轻骨料混凝土单轴受力性能试验资料进行统一分析,发现轻骨料混凝土强度等级在LC10～LC80时其各力学性能指标均具有连续变化规律。基于统计分析方法,对不同强度等级轻骨料混凝土的各种力学指标进行统一分析,提出适用于各种强度等级轻骨料混凝土的尺寸换算系数、轴心抗压强度、轴心抗拉强度、劈拉强度、弹性模量、轴心受压峰值应变和轴心受拉峰值应变等统一计算公式,建立不同强度等级轻骨料混凝土轴心受压、受拉应力-应变全曲线方程,计算结果与实测结果较吻合。     

轻骨料混凝土阻尼试验研究

用长方体试件采用悬挂自由振动方式来测定轻骨料混凝土的阻尼比,研究了页岩陶粒混凝土阻尼比与强度、响应频率等参数之间的关系,并通过对粗骨料界面进行涂油弱化处理,测试处理前后轻骨料混凝土阻尼比变化情况,为研究混凝土界面与阻尼比之间关系打下了一定的基础.     

孔隙特征对机制砂自密实轻骨料混凝土强度的影响规律

为了研究微观孔隙特征对机制砂自密实轻骨料混凝土力学性能的影响规律,配制了强度等级为C30、C40、C50的机制砂自密实轻骨料混凝土,测量了其养护3、7、14、28 d时的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度以及微观孔隙特征,研究了机制砂自密实轻骨料混凝土的早期强度发展规律、内部孔隙演变规律以及各影响因素与机制砂自密实轻骨料混凝土28 d抗压强度之间的灰熵关联度。结果表明：机制砂自密实轻骨料混凝土随强度的升高,14～28 d的强度发展速率越大;随养护龄期增长,混凝土中无害孔占比增加,多害孔占比减少,强度升高;虽然在各类型孔隙中,无害孔与多害孔体积占比最大,但从灰熵关联结果来看,与28 d抗压强度关联最大的是有害孔的占比,其次是无害孔占比。因此实际工程中,在制备机制砂自密实轻骨料混凝土时,应多考虑如何降低有害孔占比。     

轻骨料混凝土配合比设计的试验研究

为研究轻骨料混凝土的抗压性能,以奎屯生产的陶粒为轻粗骨料,采用松散体积法设计了6种轻骨料混凝土的配合比,测定了混凝土拌和物的和易性及混凝土的立方体和轴心的抗压强度,轻骨料混凝土的和易性较相同水灰比的普通混凝土差,立方体抗压强度与轴压强度的比值约为0.72。探讨了水灰比和砂率对轻骨料混凝土的强度及密度的影响程度,水灰比与砂率对轻骨料混凝土抗压强度的影响显著,正交分析其极差≥4;水灰比的影响较砂率大,二者极差比为1.68。     

聚合物乳液对纤维增强轻集料混凝土力学性能的影响

研究了聚合物乳液的掺入对纤维增强轻集料混凝土的强度与弯曲韧性的影响,结果表明,掺入聚合物乳液虽然在一定程度上降低了抗压强度,但可以显著提高轻集料混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度.聚合物乳液的掺入可以有效提高纤维增强轻集料混凝土的韧性、降低其脆性,韧度系数最高可提高32倍.研究发现,聚合物乳液对钢纤维增强轻集料混凝土的强度和韧性的改善效果优于对聚乙烯纤维增强轻集料混凝土的改善效果.     

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.     

结构用橡胶轻集料混凝土的性能实验研究

针对橡胶轻集料混凝土的基本力学性能进行了试验研究,通过对不同橡胶集料掺量、水泥用量和不同矿物掺和料的轻集料混凝土基本性能的研究,结果表明在普通轻集料混凝土中掺入一定质量的橡胶微粒可以有效的改善轻集料在混凝土中的分布状况,通过调整橡胶集料的含量和加入一定质量的矿物掺和料可以配制出和易性、坍落度均优且强度满足CL30的结构用橡胶轻集料混凝土.     

变形钢筋与高强轻骨料混凝土的黏结-滑移性能

研究变形钢筋与轻骨料混凝土间的黏结-滑移性能,完成了9组中心拉拔试验,分析了轻骨料混凝土强度、锚固长度、粗骨料类型及钢筋的直径对黏结应力的影响.结合试验结果,采用厚壁模型,给出了轻骨料混凝土黏结强度的解析解,并建立了钢筋与轻骨料混凝土间的黏结应力-滑移曲线本构模型.结果表明:轻骨料混凝土的黏结-滑移性能主要受砂浆强度影响,使得该类混凝土与变形钢筋间的黏结应力优于普通混凝土;黏结强度随着轻骨料混凝土的强度提高而增加,随着黏结长度的降低而增加;本文提出的本构模型能够较为准确地预测试验曲线.     

配置HRB400钢筋陶粒混凝土梁的试验

为了研究配置HRB400钢筋陶粒混凝土梁的力学性能,采用试验方法,完成了6根受弯梁的试验研究。结果表明:陶粒混凝土梁的开裂荷载大于普通混凝土梁的,极限承载荷载则和普通混凝土梁的相差不大,破坏时具有显著的脆性特征;在相同荷载作用下,陶粒混凝土梁的挠度比普通混凝土梁的大,刚度则小于普通混凝土梁的;裂缝宽度比普通混凝土梁的小。纤维的加入明显提高了陶粒混凝土梁的开裂荷载,减小了陶粒混凝土梁的裂缝宽度。     

钢纤维轻骨料混凝土抗冲击性能试验研究与统计分析

对5组钢纤维体积掺量分别为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的钢纤维轻骨料混凝土圆饼试件进行了自由落锤冲击试验.试验结果表明:钢纤维的掺入可以提高轻骨料混凝土的抗冲击性能,而且钢纤维的体积掺量越多,提高效果越明显.由于试验结果具有较大的离散性,借助数理统计的方法对试验结果进行分析,研究随着钢纤维掺量的改变,铜纤维轻骨料混凝土抗冲击性能的变化规律.采用对数正态分布和两参数的威布尔分布分别对5组钢纤维轻骨科混凝土的抗冲击性能进行概率分布拟合,拟合结果表明,对数正态分布和两参数威布尔分布均能很好地描述不同掺量钢纤维轻骨科混凝土的抗冲击性能.最后,采用两种分布拟合了钢纤维轻骨料混凝土的抗冲击性能方程.     

Influence of polymer addition on performance and mechanical properties of lightweight aggregate concrete

The influence of polymer addition on microstructure, performance and mechanical properties of lightweight aggregate concrete was investigated. It was found that the addition of polymer improved the performance and mechanical properties of lightweight aggregate concrete. It was ascertained that the modification of microstructural uniformity and densification with the addition of polymer is responsible for the enhancement of mechanical properties.With respect to compressive strength and bending strength, the lightweight aggregate concrete added with 13% ethylene-acetate ethylene interpolymer ( EVA ) exhibits preferred mechanical properties.     

轻集料混凝土的断裂能

测定了具有不同强度的轻集料混凝土和普通混凝土的断裂能。比较了轻集料混凝土和普通混凝土的断裂能与抗压强度之间的关系。结果表明，对于给定的强度，轻集料混凝土的断裂能大大低于普通混凝土的断裂能。可以认为混凝土的断裂能可能与抗压强度和容重或与其动弹性模量有关。     

聚丙烯纤维混凝土或砂浆的施工及力学性能

进行了聚丙烯纤维掺入量对混凝土及砂浆的操作性能及力学性能影响的试验研究。试验表明 ,混凝土及砂浆中聚丙烯纤维掺入量的变化 ,将对混凝土及砂浆的用水量、砂率、劈裂抗拉强度以及变形性能等方面产生影响。在保证混凝土及砂浆的施工操作性能前提下 ,找出最佳掺入量及配合比。