超高性能混凝土轴心受拉力学性能试验研究

为了研究钢纤维掺量对超高性能混凝土(UHPC)轴心受拉力学性能的影响,设计、制作了纤维掺量为0%~5%的6组8字型单轴受拉试件,标准养护28d后进行单轴拉伸试验,得到了不同纤维掺量UHPC单轴受拉应力-应变全曲线;分析了钢纤维掺量对UHPC抗拉强度、峰值应变以及受拉韧性的影响.试验结果表明:在不影响UHPC工作性能的前提下,纤维掺量可达到5%,其抗拉强度为8.50MPa,对应的应变为1 619με;随着钢纤维掺量的增加,UHPC的抗拉强度、峰值应变、抗压强度以及受拉韧性均逐渐提高.最后依据试验数据建立了UHPC单轴受拉本构方程.试验结果可为UHPC材料的工程应用提供参考.     

海砂超高性能混凝土试验

采用未淡化的海砂制备超高性能混凝土（UHPC）和普通混凝土,研究了不同氯离子含量的海砂对UHPC抗压强度、孔结构、快速氯离子渗透性以及内置钢筋耐久性的影响,并与普通混凝土进行分析比较。结果表明,海砂中的氯离子含量对UHPC抗压强度并不会产生较大的消极影响;海砂UHPC的临界孔半径约为2 nm,与海砂普通混凝土不同,孔隙率随海砂中氯含量的增加而增加;即使海砂氯离子含量高达0.636%,海砂UHPC的氯离子渗透性仍可忽略不计;海砂UHPC中钢筋在28 d后处于钝化状态并趋于稳定。     

多孔水泥混凝土力学性能试验研究

为研究多孔水泥混凝土的力学性能,考虑了玄武岩碎石与河卵石的2种单一粒级9.5～13.2mm和13.2～16.0mm以及孔隙率分别为18%、22%和26%的情况,运用CT扫描和万能试验机等技术手段,获得了多孔水泥混凝土内部孔径大小分布规律及其弹性模量等。研究结果表明,水灰比过大、过小均会造成孔隙与浆体分布不均匀,水泥的最佳用量以刚好能够完全包裹粗骨料的表面为适度;孔隙率受骨料类型、骨料粒径以及骨料体积比影响较大;与碎石相比,卵石制备多孔水泥混凝土弹性模量与抗压强度之间离散性较大;在不同应力条件下,受压8,24h后,多孔水泥混凝土抗压强度明显不同。     

含粗骨料超高性能混凝土力学性能研究

针对超高性能混凝土(UHPC)胶凝材料用量大,前期成本高等问题,通过在UHPC体系中掺入粗骨料,用河砂代替石英砂,成功制备了具有优异力学性能的含粗骨料UHPC,并通过试验研究了粗骨料掺量以及钢纤维几何参数对含粗骨料UHPC力学性能的影响.结果表明:随着粗骨料掺量的增加(0~800kg/m3),UHPC抗压强度先增加后下降,静力受压弹性模量几乎呈线性增加;粗骨料掺量为0~400kg/m3时,UHPC抗弯拉强度和初裂强度变化较小,粗骨料掺量为400~800kg/m3时,UHPC抗弯拉强度和初裂强度明显下降;随着粗骨料掺量的增加(0~800kg/m3),UHPC弯拉荷载-挠度曲线变化明显,弯曲韧性明显下降,但均存在应变硬化过程;随着钢纤维长度增加,UHPC的抗压强度、抗弯拉强度以及弯曲韧性均增加,但是静力受压弹性模量和初裂强度变化较小.     

氧化石墨烯对大掺量矿物细粉超高性能混凝土力学性能的影响

通过制备氧化石墨烯大掺量矿物细粉超高性能混凝土,研究了标准养护和蒸汽养护条件下该类混凝土力学性能。研究结果表明:氧化石墨烯掺入使该类混凝土流动度有所降低,但抗压强度和抗折强度得到改善,并且证实氧化石墨烯最佳掺量与养护条件有关;这为制备经济型和环保型氧化石墨烯大掺量矿物细粉超高性能混凝土及工程应用奠定了基础。     

大掺量粉煤灰高性能混凝土试验研究

针对大掺量粉煤灰混凝土存在的早期强度低、抗冻、抗碳化耐久性不足等问题,通过试验研究,结果表明:大掺量粉煤灰高性能混凝土①宜既掺优质粉煤灰又掺引气型高效减水剂,混凝土为中等标号时可选用32.5等级普通硅酸盐水泥;②为确保达到一定的早期强度和耐久性,普通硅酸盐水泥外加粉煤灰不宜大于胶凝材料总量的50%;③含气量宜为3%-5%,其抗冻标号可达到D100以上,同时掺入激发剂、元明粉和生石灰粉后,强度损失和质量损失有所减小,可进一步改善其抗冻性和耐久性;④可添加1.0%-1.5%碱性激发剂元明粉以提高其早期强度和抗碳化性能;⑤若既掺元明粉又掺生石灰粉作碱性激发剂,则可弥补元明粉对后期强度的不利影响,但生石灰粉的掺量不宜超过5%,掺量太大可能会导致膨胀开裂.以上结果为大掺量粉煤灰高性能混凝土的设计提供了有效途径.     

配筋超高性能混凝土井盖试验及现场使用性能测试

对7个井字肋和1个十字肋的配筋超高性能混凝土（UHPC）井盖进行承载能力试验和有限元分析,试验参数为井盖结构形式和钢纤维掺量. 试验结果表明,井字肋UHPC井盖的极限承载力、 结构刚度和延性均优于十字肋UHPC井盖;井字肋UHPC井盖可满足钢纤维混凝土检查井盖对C250级井盖的强度要求. 其次,对井字肋UHPC井盖在重交通等级作用下开展现场使用性能测试,表明UHPC井盖在使用过程中产生噪音和跳动均较小,具有良好的抗振动和抗车辆冲击性能;其最大裂缝宽度不超过0.2mm,符合钢纤维混凝土检查井盖的规定.     

氧化石墨烯对超高性能混凝土力学性能的影响研究

通过掺入氧化石墨烯对UHPC进行增强,研究了蒸汽养护与标准养护下GO-UHPC的力学性能.研究表明:掺入氧化石墨烯会降低UHPC的工作性能,在两种养护制度下均能提高强度;掺入0.02％氧化石墨烯UHPC抗压强度与抗折强度提升幅度最为明显,为GO-UHPC的发展及可能工程应用进行了探索.     

聚合物微纤维高性能混凝土力学性能的试验研究

研究了聚合物微纤维的掺量和长度对高性能混凝土力学性能的影响，找出了微纤维的合理掺量及长度范围，并对聚合物微纤维的作用机理进行了初步探讨。     

低掺量PA6短纤维水泥基材料的力学性能及耐久性

采用PA6短纤维在较低掺量情况下对水泥基材料力学性能及耐久性进行了研究 ,并与Nycon纤维进行对比。结果表明PA6短纤维可明显提高水泥基材料的抗冲击性能和抗冻融性能 ,对水泥基材料其他性能没有影响 ,PA6短纤维在水泥基材料中可免受大气老化影响 ,其综合性能达到国外同类产品水平     

喷射高性能水泥复合混凝土加固石拱桥试验研究

通过1座未加固石拱桥模型与1座带载喷射高性能水泥复合混凝土加固石拱桥模型的破坏实验,研究了喷射高性能水泥复合混凝土加固石拱桥的加固效果及加固计算方法.试验结果表明,在石拱桥模型达到破坏荷载70%时持载喷射60mm厚高性能水泥复合混凝土加固,石拱桥模型承载力提高幅度为25%.喷射高性能水泥复合混凝土加固石拱桥能有效提高其承载力,改善其脆性破坏的性质,是一种经济有效的石拱桥加固方法.文中所用的加固后石拱桥承载力计算方法的计算结果与实验结果吻合良好,可供工程加固设计参考使用.     

FRP管约束超高性能混凝土的试验及理论研究

纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer,FRP)管环向约束超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)结构是一种性能优越的新型组合结构形式.对4个无约束对比试件,4种FRP种类、3个纤维布缠绕层数共计36个约束试件进行了轴心受压试验,分析了FRP种类和纤维布层数对约束UHPC试件轴压性能的影响规律.结果显示:FRP约束能够有效提高UHPC试件的强度和极限应变;膨胀比率在加载初期约等于未约束UHPC的泊松比,当FRP充分发挥作用后膨胀比率趋于定值,但大于普通混凝土;峰值应变受约束刚度和FRP管断裂应变的影响较大.将实测应力-应变曲线与目前有代表性的FRP约束混凝土本构模型进行了比较,提出了一种新的FRP管约束UHPC应力-应变关系模型,结果表明新模型能更精确地预测约束试件的极限状态和应力-应变关系.     

客运专线高性能混凝土电通量影响因素试验研究

试验研究各种因素对客运专线高性能混凝土抗氯离子渗透性能的影响规律,为优选混凝土配合比参数和指导施工提供依据。电通量作为客运专线高性能混凝土耐久性的重要评价指标受到多种因素的影响：随着水胶比的增加,混凝土电通量逐渐增加：含气量对混凝土电通量影响不大,含气量迭4．0％时混凝土电通量仍能满足耐久性要求;应严格控制混凝土用砂含泥量小于4．0％：40％的粉煤灰掺量不仅是混凝土抗压强度的拐点,也是耐久性指标的极限点;粉煤灰烧失量对混凝土早期及28d电通量影响较大,对56d龄期混凝土的电通量影响不太明显;对于混凝土电通量而言,外加剂有个临界掺量。     

大掺量粉煤灰高性能混凝土的试验研究

本文探讨了中等强度大掺量粉煤灰高性能混凝土的工怍性、力学性能及耐久性。在大量试验的基础上,对不同掺量粉煤灰高性能混凝土的坍落度损失,抗压强度、干缩以及耐久性等性能进行了全面的分析。研究表明,它在道路工程、大体积工程及房建工程等方面有着广阔的应用前景。     

大掺量粉煤灰高性能混凝土的试验研究

在目前一些大掺量粉煤灰混凝土研究成果的基础上,阐述其社会经济意义并指出研究应用中存在的问题.通过试验,探讨了大掺量粉煤灰混凝土的工作性,力学、干缩和耐久性能.研究表明,大掺量粉煤灰高性能混凝土在道路桥梁、房屋建筑等工程中有广阔的应用前景,并且能获得环境与技术经济效益.     

大掺量粉煤灰高性能混凝土的试验研究

混凝土能否长期作为最主要的建筑材料，关键在于能否成为绿色材科，使之纳入可持续发展的轨道。针对施工情况，探讨了中等强度大掺量粉煤灰高性能混凝土的社会经济意义、工作性及力学性能，在大量试验的基础上，对不同掺量粉煤灰高性能混凝土的坍落度损失、抗压强度进行了分析。     

钢筋-超高性能混凝土界面黏结性能试验

为研究轻薄UHPC构件内钢筋-UHPC界面间的黏结性能,以钢筋直径、黏结长度和保护层厚度为变量设计了多组配筋UHPC拉拔试验,并探讨各设计变量对钢筋-UHPC界面黏结性能的影响.基于试验结果,分析各设计参数对配筋UHPC试件破坏形式、黏结应力-滑移曲线、黏结锚固强度及其对应滑移量等因素的影响.研究表明：钢筋直径、黏结长度和保护层厚度的变化对配筋UHPC界面黏结性能影响较大;极限黏结强度及滑移量随黏结长度的减小而增加,随钢筋直径增加而先增加后降低;随保护层厚度变薄,极限黏结强度降低而滑移量增加.钢筋直径为12 mm和16 mm时,配筋保护层厚度和黏结锚固长度分别不宜小于1.5倍和4倍直径;直径为8 mm的钢筋黏结锚固长度不宜小于3.5倍直径.基于数理统计法归纳的配筋UHPC界面极限黏结强度及临界锚固长度计算式与试验结果误差较小.     

基于不同石粉掺量水泥力学性能变化试验研究

通过在水泥净浆中加入不同比例的石粉,分析石粉含量对水泥净浆试块力学性能的影响。试验中水泥和水的比例依次按照2∶1、2.5∶1、3∶1进行,研究在不同水胶比状态下加入一定量的石粉对水泥力学性能的影响,以及是否可以达到提高水泥强度、二次利用石粉废料、节约资源、降低成本的目的。     

预应力超高性能混凝土工字形梁抗剪性能试验

为了研究预应力超高性能混凝土(UHPC)工字形梁的抗剪性能和抗剪承载力计算方法,本文设计并完成了3片预应力UHPC工字形梁的单点加载试验,获得了试验梁的荷载-位移曲线、破坏模式和裂缝分布特征等关键结果;基于试验结果、瑞士和法国UHPC规范、我国公路桥梁规范及公路桥涵超高性能混凝土应用规范意见稿计算了试验梁的抗剪承载力,分析了各个规范的适用性。此外,基于修正压力场理论(MCFT),分别采用Mohr-Coulomb准则和Rankine准则的计算了试验梁的抗剪承载力,并进行了分析讨论。研究表明：预应力UHPC工字梁的抗剪承载力随着剪跨比的增加而减小,箍筋对于抗剪承载力影响较大;各国规范对UHPC梁的抗剪承载能力的计算较为保守。采用Mohr-Coulomb准则的计算结果较Rankine准则的计算结果与试验值更为接近;特别是小剪跨比的试验梁,处于弯剪复合状态,Mohr-Coulomb准则考虑了受压区UHPC法向和切向应力的影响,更为接近实际状况。     

钢筋超高性能混凝土梁抗剪性能试验研究

对11根钢筋超高性能混凝土梁在两点对称加载作用下进行抗剪性能试验,试验参数为钢纤维掺量、剪跨比、纵筋配筋率、配箍率等.试验结果表明,4个参数中钢纤维掺量对梁的抗剪承载力影响最大,其次为剪跨比和纵筋率,配箍率影响最小;钢纤维掺量的增加显著提高了梁的抗剪承载力与抗变形能力,影响梁的破坏形态.根据试验结果与收集到的UHPC梁受剪资料,对基于桁架-拱理论的UHPC梁抗剪计算公式进行了修正.