聚乙烯醇纤维掺量对高延性地聚合物混凝土早期抗裂和收缩性能影响

研究了聚乙烯醇(PVA)纤维掺量对高延性地聚合物混凝土早期塑性收缩开裂、干燥收缩和自生收缩的影响.结果表明,与地聚合物混凝土相比,掺PVA纤维的高延性地聚合物混凝土抗开裂性能和抗收缩性能显著提高,PVA纤维体积掺量为2%的地聚合物混凝土抗开裂和抗收缩性能最好.基于试验结果,建立了收缩预测模型,该模型能够一定程度反映地聚合物混凝土早期收缩特征.     

BFRP筋混凝土偏压短柱性能与承载力计算方法

试验通过7根BFRP筋混凝土偏心受压柱力学性能试验,分析破坏形态,测量柱中截面的应变分布、柱中侧向挠度、BFRP纵筋及混凝土的应变.试验结果表明:BFRP筋混凝土偏压柱的破坏特征均为混凝土压碎破坏;正截面应变满足平截面假定;构件的极限承载力随着偏心距的增大而减小,随着单侧配筋率的增大而有所增大;混凝土强度的提高可以显著提高构件的极限承载力.提出了BFRP筋混凝土偏心受压短柱的承载力计算方法,理论公式的计算结果同试验结果相比误差较小.     

CFRP-PCPs复合筋混凝土梁延性分析

为了研究CFRP-PCPs复合筋的延性,根据CFRP-PCPs复合筋混凝土梁中各组成材料的力学性能,推出了CFRP-PCPs复合筋混凝土梁曲率延性系数的计算方法。通过5根CFRP-PCPs复合筋混凝土梁在低周反复荷载作用下的抗弯试验得出曲率延性系数计算公式,曲率延性系数计算值和实测值比值的平均值为0.97,计算误差在5%以内,结果显示有良好的适用性。试件PB3的延性系数7.46大于试件PB4的5.97和试件PB6的延性系数7.34表明,张拉控制应力的提高和加大CFRP-PCPs复合筋的截面尺寸对CFRP-PCPs复合筋混凝土梁的延性性能有不利影响。     

大掺量粉煤灰混凝土干燥收缩性能

为了研究粉煤灰对混凝土收缩性能的影响并有效预测粉煤灰混凝土收缩发展的规律,对采用不同等级粉煤灰,且掺量分别为35%、40%、45%的粉煤灰混凝土的干燥收缩性能进行了研究,测试了各试件7～120 d的收缩值.结果表明:大掺量粉煤灰对混凝土的收缩有较好的抑制作用,且对后期收缩的抑制更为显著;Ⅰ级粉煤灰对混凝土收缩的抑制效果明显优于Ⅱ级粉煤灰.对收缩的时程曲线进行分析,发现其呈复合指数关系,并给出了考虑粉煤灰掺量影响的混凝土干燥收缩预测公式.     

玄武岩纤维复材筋海水海砂混凝土短柱轴压性能

为解决沿海地区或岛礁建设中钢筋混凝土结构耐久性不足的问题,同时推动海水海砂资源的有效利用,开展了玄武岩纤维复合材料筋增强海水海砂混凝土（BFRP-SSC）短柱轴压性能研究. 研究了纵筋配筋率和箍筋间距对试件轴压性能的影响. 结果表明：BFRP-SSC短柱在加载过程中随着混凝土被压碎、箍筋发生断裂而破坏,表现为较脆性的破坏形式. 增加纵筋配筋率可以增加试件的极限承载力,而配箍率对极限承载力影响不明显,同时减小箍筋间距可以增加其延性. 对比了国内外纤维增强复合材料（FRP）筋混凝土柱承载力计算方法,BFRP-SSC短柱承载力的计算应当考虑BFRP纵筋的贡献. 本文结果可以为BFRP-SSC短柱的设计和应用提供数据支撑和理论依据.     

再生混凝土的干燥收缩试验研究

文章对再生混凝土的干燥收缩进行了试验研究,试验结果表明:再生混凝土的收缩机理同普通混凝土基本一样,产生收缩变形的主要是水泥砂浆,由于再生集料表层的水泥砂浆吸水后产生收缩,再生混凝土的干燥收缩率大于与之对比的普通混凝土的干燥收缩率.     

混凝土自收缩与干燥收缩的统一内因

为考察混凝土内部相对湿度与自收缩和干燥收缩的关系,实验测量了在表面密封(试件Ⅰ)和表面先密封后暴露于环境中(试件Ⅱ)2种干燥条件下早龄期混凝土试件的自由变形和内部温湿度变化规律。实验结果表明:在3 d龄期前,同处于密封状态的两试件的自由变形和内部温湿度变化相同;从3 d龄期开始,试件Ⅱ在水分散失作用下内部湿度下降明显大于试件Ⅰ,相应地,由于叠加了干燥收缩,其变形也明显大于试件Ⅰ的自收缩变形。这说明混凝土试件在近似相同的温度历程下,内部相对湿度与其湿度变形,可作为混凝土自收缩与干燥收缩的统一内因进行统一描述。     

海水环境下BFRP筋-海水海砂混凝土粘结耐久性

对BFRP筋-海水海砂混凝土界面粘结耐久性开展长期浸泡侵蚀试验,分析真实海水浸泡后界面粘结性能的长期退化规律,浸泡时间分别是30 d、90 d、180 d、270 d、360 d、450 d、540 d和630 d.基于拉拔试验数据,对真实海洋环境下BFRP筋-海水海砂混凝土的长期极限粘结强度保留率进行模拟预测.结果表明：在真实海水浸泡630 d后,BFRP筋-海水海砂混凝土的极限粘结强度降低了66.13%,且0～270 d退化速率明显高于270 d以后的退化速率.采用Bank模型并引入湿度修正系数,预测50 a后在海洋环境、室外环境及室内环境条件下极限粘结强度保留率分别为31.42%、57.15%和74.85%,为BFRP筋-海水海砂混凝土构件在沿海地区建筑中的应用提供参考.     

亚高温下不同粉煤灰掺量高延性混凝土的力学性能

为了研究亚高温下粉煤灰掺量对高延性混凝土(ECC)力学性能的影响,对2组不同粉煤灰掺量的ECC试件进行了拉-压性能测试,并从微观尺度探究了亚高温下ECC力学性能的变化机理.试验结果表明,温度在20～200℃内时,2组不同粉煤灰掺量的ECC试件的抗压强度均随温度升高而增大,且在受拉时均表现出拉伸高延性.当温度为100和200℃时,粉煤灰掺量较低的ECC的初始开裂强度、最大拉伸强度与拉伸应变均出现明显劣化,而粉煤灰掺量较高的ECC则变化趋势相反.在微观尺度,200℃时PVA纤维自身的拉伸强度较20℃时降低了44%,导致纤维在粉煤灰掺量较低的ECC中易于被拔断.因此,高掺量粉煤灰有利于亚高温下ECC的拉伸力学性能.     

玄武岩纤维织物高延性混凝土拉伸性能

为研究玄武岩纤维织物高延性混凝土（TR-HDC）的拉伸力学性能,设计和制作了36组TR-HDC狗骨形拉伸试件,通过单轴拉伸试验研究织物配网率、PVA短纤维掺量、基体类型和网格间距（5mm、10mm）对TR-HDC拉伸力学性能的影响.试验结果表明：随织物配网率的增加,TR-HDC试件的抗拉强度大幅提高,多裂缝开展特征明显;PVA短纤维的掺入可有效改善织物与基体的界面特性,防止基层的剥离,减少织物与基体之间的滑移,并且提高织物强度利用率;网格间距增大时,掺入的PVA短纤维更容易穿过织物网格,与纤维束充分接触,增加了织物与基体的机械锚固力,使纤维织物的强度利用率提高;基体中粉煤灰掺量的改变对于TR-HDC试件的抗拉强度影响较小,而粉煤灰掺量较多时,试件的应变较大,裂缝间距较小.通过对试验结果进行回归分析,考虑PVA掺量与纤维织物耦合作用,给出了TR-HDC单轴抗拉强度简化计算模型.     

再生混凝土耐久性的试验研究Ⅲ再生混凝土的干燥收缩试验

再生混凝土耐久性的试验研究系列探讨了再生混凝土抵抗冻融循环能力以及抵抗中性化能力方面做了基础性试验研究,表明了再生混凝土在水灰比相对较小的情况下,抵抗冻融循环能力较好,而抗碳化能力较差。这反映了再生混凝土在耐久性能方面还存在着很多疑难点,着眼于再生混凝土耐久性能的另一方面,即对再生混凝土抵抗干燥收缩能力方面做了基础性试验研究。试验以100%再生骨料替代天然碎石和砂粒制备再生混凝土试件,在恒温(20±2)℃,恒湿相对湿度(60±5)%的试验室内使混凝土试件自由干燥收缩180d。试验结果,再生混凝土试件与普通混凝土试件相比,干燥收缩率大,特别是早期干燥,几乎达到了普通混凝土试件的2倍以上。     

高延性混凝土加固砌块砌体墙抗震性能研究

为改善混凝土空心砌块墙体的脆性破坏模式,提高墙体的抗震性能,提出采用高延性混凝土（HDC）加固混凝土空心砌块砌体墙. 设计了3片无构造柱与3片带构造柱的砌块砌体墙,分别对这两类墙体采用单面HDC及双面HDC面层进行加固,通过拟静力试验,研究墙体的破坏形态、滞回性能、承载力及变形能力,为此类结构的加固设计提供试验及理论依据. 试验结果表明：对于无构造柱墙体,HDC面层可有效限制墙体斜裂缝的开展,改善墙体的脆性破坏模式,提高墙体的承载力与变形能力;对于带构造柱墙体,HDC面层提高了试件的水平承载力,加固试件的残余承载力较高,内部墙体的损伤程度较小. 通过理论分析,建立了各试件的受剪承载力计算公式,且计算结果与试验值吻合较好,可为HDC加固混凝土空心砌块墙体的抗剪承载力计算提供参考.     

灰渣混凝土砌块干燥收缩特性试验

灰渣混凝土砌块是一种新型墙体材料,但是由于其干燥收缩的特点,容易导致建筑工程墙体开裂。本文采用试验的方法,依据国家规范GB/T 11969—2008《加气混凝土性能试验方法》对某厂生产的灰渣砖进行了试验,研究了影响灰渣混凝土砌体干燥收缩性的影响因素。通过试验发现含水率、湿度、温度是影响灰渣砖干燥收缩性的主要因素,含水率、湿度、温度与灰渣砌块干缩率在一定范围内成线性增长关系。     

BFRP螺旋条带内约束海水海砂混凝土圆柱的轴压性能

为研究以BFRP筋作为纵向增强筋、连续BFRP螺旋条带作为约束元件且带保护层的新型海水海砂混凝土圆柱的轴心受压性能,对8根短柱试件进行轴压试验,研究了BFRP纵筋配筋率和BFRP条带的宽度、间距对其轴压性能的影响;并基于试验数据推导了该类受压构件轴压承载力的计算表达式。研究结果表明：有条带约束试件的破坏过程和机理为试件高度中部混凝土保护层先剥落,然后螺旋条带断裂,随后核心混凝土压碎、纵筋屈曲,保护层剥落范围小于无条带约束试件;BFRP螺旋条带能对核心混凝土和BFRP纵筋有一定约束效应,可提高BFRP纵筋抗压强度利用率;试件抗压承载力随BFRP纵筋配筋率增大而提高;条带约束可使试件承载力提高0.9%～10.4%,极限位移增大16.39%～130.82%;减小条带间距或增大条带宽度均能提高试件承载力;试件位移延性系数总体不高;采用文中推导的轴压承载力计算表达式得到的计算值与试验值吻合较好。     

贫混凝土基层材料干燥收缩特性

道路基层贫混凝土水泥用量较大而且是暴露面积较大的工程 ,容易发生较大的干燥收缩。为探索贫混凝土的干缩特性 ,通过室内试验 ,研究分析了贫混凝土的干燥收缩特性及不同种类贫混凝土在不同龄期的干缩系数值 ,并对其进行了理论分析。结果表明 ,贫混凝土的干缩小于普通混凝土 ,而且掺加优质粉煤灰后 ,可降低收缩值。     

不同温湿度下泡沫混凝土干燥收缩的试验研究

研究泡沫混凝土在不同温湿度条件下干燥收缩变形曲线的特点,分析环境温湿度对干燥收缩变形测定结果的影响。研究结果表明：温湿度会影响泡沫混凝土的干燥收缩发展过程。随着温度的增高以及湿度的降低,泡沫混凝土的收缩逐渐增大。     

高温对玄武岩纤维筋混杂纤维再生混凝土粘结性能的影响

通过中心拉拔试验研究玄武岩纤维(basalt fiber reinforced polymer, BFRP)筋与混杂纤维再生混凝土高温后粘结性能。选取体积掺量均为0.15%的玄武岩和纤维素纤维混掺再生混凝土中,目标温度为20、100、200、300、400和500℃。试验研究结果表明：相同温度条件下,混杂纤维的掺入有效提高了粘结强度;再生混凝土与BFRP筋的粘结弹性模量随着温度升高而逐渐降低;峰值粘结强度随温度升高出现先上升后降低的趋势;未掺入混杂纤维的随温度升高峰值粘结强度逐渐降低。建立了粘结-滑移曲线,且与试验结果吻合较好,可为BFRP筋与混杂纤维再生混凝土粘结性能研究提供一定的参考。     

高性能纤维增强混凝土与筋材复合体系拉伸性能研究

超高性能混凝土（UHPC）具有优异的抗压强度,而超高延性水泥基复合材料（ECC）具有优良的拉伸应变强化能力,二者均属于高性能纤维增强基材。纤维增强复合材料筋（FRP bar）具有抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性能好的优点。高性能基体与高强度筋材的结合使用,有望解决传统钢筋混凝土结构的耐久性问题,同时保证结构体系的承载能力。选取力学性能不同的3种基体（普通混凝土、ECC和UHPC）与2种筋材（钢筋、BFRP筋）,在其材料性能试验基础上,对其组成的6种配筋复合体系进行了轴拉试验。试验结果表明,复合材料的拉伸性能受多种因素的影响。高性能基材可以有效地提升构件强度,但复合体系的变形能力由基材与筋材中应变能力较弱的一方决定;高性能基材所提供的抗拉贡献和应变软化会导致复合体系提前进入破坏状态,反而降低了体系的延性（拉伸变形能力）。初步证明,基于高性能材料的结构构件设计必须综合考虑材料各自的力学性能和材料间相互作用造成的综合影响。     

部分预应力混凝土构件的延性

本文是为修订《部分预应力混凝土结构设计建议》的背景材料。该建议是由中国土木工程学会混凝土和预应力混凝土学会制订的。文中总结了国际上的研究成果,指出了存在的问题。对屈服转角的计算和影响部分预应力混凝土的因素提出了意见。对今后研究和修订《建议》做了建议。     

CFRP配筋活性粉末混凝土梁延性和变形性能

在对不同参数CFRP配筋活性粉末混凝土梁受弯性能试验研究的基础上,对CFRP配筋活性粉末混凝土梁的延性和变形性能进行了研究,并采用数值分析对CFRP配筋活性粉末混凝土梁的延性性能进行了参数分析.试验和分析结果表明:与CFRP配筋普通混凝土梁相比,CFRP配筋活性粉末混凝土梁具有良好的延性和变形能力;提出的荷载-挠度曲线下降段斜率公式能较好地反映出结构实际受力情形,由此计算的基于能量定义的延性指标与试验值吻合较好;采取增大混凝土极限压应变、增加预应力筋无黏结长度、增大受压钢筋的配筋率或降低有效预应力均能有效增大发生混凝土压碎破坏CFRP配筋RPC梁的延性和变形能力.