早期受冻温度对负温混凝土微观结构与强度的影响

为降低负温给混凝土结构带来的内部损伤,采用压汞法测孔、扫描电镜微观形貌观察等实验手段,研究在不同温度早期受冻混凝土的孔径分布和微观结构及其抗压强度随龄期发展变化情况,探讨不同冻结温度下负温混凝土微观结构与宏观力学性能的关系。结果表明:早期养护温度越低,水泥石初始结构越疏松,<20 nm的凝胶孔含量明显降低,混凝土抗压强度较低;转入标准养护后,负温混凝土孔径趋于细化,抗压强度得以迅速增长,-5℃受冻的混凝土,转标准养护28 d后>200 nm孔含量几乎与标准养护28 d混凝土相当,抗压强度亦接近。但-10℃和-15℃受冻的两组混凝土中大孔含量仍略高于标准养护混凝土,抗压强度相对略低。     

纳米SiO2和CaCO3对超高性能混凝土性能的影响

制备超高性能混凝土(简称UHPC)时掺入纳米材料能够明显提高其强度,通过试验对比分析了标准养护和热水养护条件下纳米SiO₂和纳米CaCO₃对UHPC性能的影响,结果表明：同种养护方式,不同掺量下,两种纳米材料均会不同程度上降低UHPC的流动度,但纳米CaCO₃对UHPC流动度的降低程度较小。相同掺量下,热水养护的效果优于标准养护。热水养护时,纳米SiO₂在掺量为2%时,对UHPC的抗压强度和抗折强度提升效果最好,抗压强度最高可达143.8 MPa,提升了13%;纳米CaCO₃在掺量为3%时,对UHPC的抗压强度和抗折强度提升效果最优,抗压强度最高可达到138.3 MPa,提高了9%。     

掺加纳米二氧化硅水泥混凝土路用性能

为研究掺纳米二氧化硅对水泥混凝土路用性能的影响,通过掺加纳米二氧化硅水泥混凝土的改性机理分析和室内试验,研究了其抗压抗折强度、断裂韧性、疲劳寿命和干缩性能。研究结果表明:纳米二氧化硅对水泥混凝土的抗压强度改善效果不明显,弯拉强度有所提高,水泥混凝土的断裂韧性和疲劳寿命显著提高;纳米二氧化硅的掺量(质量分数)为0.75%时,水泥混凝土的弯拉强度和断裂韧性分别提高7.4%和39.3%;疲劳寿命在应力水平为0.75、0.80、0.85时分别提高48.4%、58.6%、68.6%;掺纳米二氧化硅水泥混凝土的干缩较普通水泥混凝土更明显,试验所用3种纳米二氧化硅对水泥混凝土的干缩分别增大了198.7%、73.0%、66.8%。     

负温混凝土防冻剂掺量确定方法实验研究

掺入适量的防冻剂可以有效地提高冬期施工混凝土工程的质量,如何合理地确定防冻剂的用量进行了系统地研究。提出了结合施工现场实际环境及条件确定负温混凝土防冻剂掺量的方法,在理论分析和推导的基础上,得到了混凝土达到临界成熟度值时的养护时间t抗及温度T抗,选择混凝土冰点Tb≤T抗的混凝土配合比,即确定出了混凝土防冻剂的掺量。并通过实验验证,实验结果表明:通过这种方法确定的防冻剂掺量,负温混凝土抗折强度和抗压强度分别是标准养护的99%和100%,满足负温施工的要求。     

不同纤维种类及掺量的RPC抗压强度试验研究

在混凝土中添加适当的纤维可改善混凝土的强度与韧性,故研究不同纤维种类及掺量的活性粉末混凝土(reactive powder concrete,RPC)在标准养护28 d条件下的抗压强度,并通过扫描电镜分析其微观形态。结果表明:钢纤维-混凝土界面存在薄弱层,当钢纤维的含量为2%时,抗压强度低于不掺加钢纤维的RPC混凝土;当聚氯乙烯纤维(polyvinyl chloride,PVC)含量为0.9%、水胶质量比为0.2时,RPC抗压强度较高。研究结果可为实验室制备掺纤维混凝土提供参考。     

多种因素对大掺量粉煤灰混凝土早期力学性能及凝结时间的影响

大掺量粉煤灰混凝土由于其中的大部分水泥被粉煤灰取代,使得其早期性能偏低。为此进行了对高效减水剂、石灰石粉以及养护温度等因素对其早期力学性能及凝结时间的影响的研究。研究结果表明,大掺量粉煤灰混凝土凝结时间随粉煤灰掺量的增加而延长,掺量超过50%时,其早期抗压强度下降十分明显;减水剂掺量为1. 2%时,大掺量粉煤灰混凝土早期性能最好;石灰石粉的掺入使得大掺量粉煤灰混凝土在前期的强度降低,但其终凝时间缩短;适当提高养护温度使得大掺量粉煤灰混凝土早期性能得到明显提高,但60℃养护时对后期强度发展不利。     

反映温度历程的掺粉煤灰水工混凝土抗压强度模型探讨

由于综合考虑温度历程、养护龄期以及粉煤灰掺量对混凝土抗压强度影响的模型研究相对偏少,因此本文基于正交设计法开展了不同养护温度(5℃、20℃、35℃)、养护龄期(7 d、14 d、28 d)和粉煤灰掺量(0%、15%、35%)下的水工混凝土抗压强度试验,并分析3种影响因素对混凝土抗压强度发展的规律,进而基于等效龄期理论建立了反映温度历程的掺粉煤灰水工混凝土抗压强度模型.试验结果分析表明,混凝土早龄期抗压强度随养护龄期的增加而增加,养护温度越高、粉煤灰掺量越小,强度发展越快;粉煤灰掺量是影响强度的主要因素,养护温度次之,养护龄期影响最小;所建的组合指数式模型能够较准确预测不同温度历程下粉煤灰混凝土的早期抗压强度,为粉煤灰混凝土的优化设计提供依据.     

再生骨料掺量对混凝土碳化性能的影响

为研究再生骨料掺量对混凝土碳化性能的影响,用不同再生骨料质量取代率为0、30%、50%的再生混凝土(分别记为RC0、RC30和RC50)分析不同取代率下混凝土碳化深度、抗压强度的影响规律,运用扫描电镜分析再生混凝土界面微观形貌在不同碳化时间下的变化,通过显微硬度仪对界面过渡区的显微硬度数值进行检测和分析,探讨碳化作用下再生混凝土微观结构与宏观性能的关系。结果表明：再生骨料掺量越大抗压强度越低,再生混凝土碳化深度越深;通过对比不同类型界面过渡区的抗碳化能力得出,老骨料老浆体界面>骨料新浆体界面>老浆体新浆体界面;再生骨料取代率30%的混凝土界面结构更密实;再生混凝土的微观结构与其宏观性能呈规律性变化,用界面过渡区宽度的变化表征宏观性能的规律更为准确。说明碳化对不同再生骨料掺量混凝土的界面结构优化效果不同,再生骨料掺量越大的混凝土抗碳化性能越差,且用微观结构的变化可以很好地解释宏观性能的变化。     

煅烧纳米凹凸棒土对再生混凝土性能的影响

为促进废弃混凝土的资源再生利用,采用煅烧纳米凹凸棒土（NAT）改善再生混凝土性能。研究了再生骨料取代率和煅烧NAT掺量对再生混凝土工作性能、抗压强度及抗氯离子侵蚀性能的影响。并结合X-射线衍射分析煅烧NAT的物相变化,扫描电镜和孔径分析仪分析再生混凝土的微观结构。试验结果表明：煅烧可以提高NAT火山灰效应;再生混凝土各龄期抗压性能和抗氯离子侵蚀性能均随再生骨料取代率的增加而降低;未掺煅烧NAT时,再生混凝土中有较多孔隙和裂缝;当掺入适量煅烧NAT后,混凝土内孔隙和裂缝减少,界面过渡区更加密实。就工作性能、抗压强度、抗氯离子侵蚀性能和微观结构而言,当再生骨料取代率为30%时,煅烧NAT的最佳掺量为6%。     

纳米CaCO3增强混凝土抗压强度分析及细观数值模拟研究

为了探究纳米CaCO3对混凝土力学性能的影响规律,试验取掺量分别为0％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％的纳米CaCO3,分析不同掺量的纳米CaCO3对不同龄期混凝土抗压强度的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)对纳米CaCO3增强混凝土的微观结构进行分析,然后基于随机骨料模型结合内聚力本构关系,在细观...     

基于等效龄期的粉煤灰混凝土抗压强度计算模型

设计温度跟踪养护系统来模拟实际结构中混凝土所经历的温度历程,通过测试在标准养护条件20℃、恒温50℃和变温养护条件下不同强度等级的粉煤灰混凝土早龄期抗压强度的值,分析温度历程对粉煤灰混凝土早龄期抗压强度的影响。根据混凝土早龄期抗压强度的两个主要影响因素:温度和龄期,引入等效龄期理论建立了粉煤灰混凝土早龄期抗压强度的计算模型,并分析了模型参数。实际结构中的粉煤灰混凝土抗压强度可以通过测定温度场,利用计算模型进行相应龄期的抗压强度计算。研究结果表明,粉煤灰混凝土抗压强度计算模型能够较准确计算结构中粉煤灰混凝土的抗压强度,从而有效指导粉煤灰混凝土的工程应用。     

养护对高性能混凝土的脆性影响的试验研究

在4种不同养护条件下,通过在混凝土拌和物中掺入养护剂SAP、硅灰和粉煤灰的情况下,进行对比试验,测定混凝土的抗压强度和劈拉强度,并用拉压比表示混凝土的脆性指标。研究结果表明,养护对4类高性能混凝土的抗压强度和劈拉强度产生较大的影响;掺入养护剂SAP,可使高性能混凝土脆性得到改善;在相同的养护条件下,混凝土的抗压强度和劈拉强度有较好的相关性。     

强地震作用后养护期混凝土力学性能模拟

通过模拟试验研究强地震作用后养护期混凝土力学性能的变化情况,以及早强剂对养护期混凝土抗震性能的影响.结果表明：养护初期,混凝土的应力与应变呈线性变化关系,随着荷载增加而逐渐变为非线性关系;地震作用对受振时龄期短于一定时间的混凝土的抗压强度影响显著;早强剂含量越高,则混凝土的硬化速度越快.     

低温环境下水泥稳定碎石基层施工车辆轴载控制

低温环境下半刚性基层强度形成缓慢,造成养护时间增加,进而使工期大大延长,工程成本增加。为尽早开放交通,研究了低温环境下水泥稳定碎石基层施工期间车辆轴载对基层结构的影响,并得到了施工期间车辆的控制轴载。首先对低温养护环境下掺加早强剂的水泥稳定碎石材料进行室内力学性能试验,得到养护温度、早强剂掺量以及养护龄期等因素对劈裂强度与压缩模量的影响,其次通过使用KENPAVE软件对材料进行力学分析,比较层底最大拉应力与抗弯拉强度,最后得出施工车辆轴载控制。研究结果表明:在低温养护环境下,早强剂掺量越大,水泥稳定碎石材料的劈裂强度与压缩模量越大;在低温条件下,对于分层不连续摊铺施工方案,底基层养护7、14 d后,施工车辆对底基层产生的层底拉应力均大于抗拉弯强度;对于连续摊铺施工方案,通过数据计算得出回归方程,为施工过程中施工车辆轴载的控制提供了依据。     

高温下自密实混凝土强度和变形性能试验研究

进行了不同温度下自密实混凝土、掺加聚丙烯纤维的自密实混凝土、高强混凝土的抗压强度及应力-应变曲线的非持荷试验研究,分析了抗压强度、应力-应变关系随温度的发展变化规律,基于试验结果给出了相应的应力-应变曲线方程,并与普通混凝土、高强、高性能混凝土研究成果进行了对比分析.为高温下自密实混凝土本构模型的建立奠定了基础,也为自密实混凝土结构的设计和分析提供了试验依据.     

工业及建筑废弃物固化盐渍土的力学性能和路用性能影响

为探讨各试验因素及固化剂种类对固化盐渍土的力学性能和路用性能影响,采用单掺与双掺水泥窑粉尘、废弃混凝土再生微粉等工业及建筑废弃物作为固化方案,以初始含水率、养护龄期、固化剂掺量为试验因素,通过无侧限抗压试验研究固化盐渍土力学性能,并进行干湿与冻融耐久性试验、承载比试验,以评估固化盐渍土路用性能,采用扫描电镜试验对固化盐渍土进行微观结构分析,揭露其固化机理。结果表明：初始含水率、养护龄期、固化剂掺量、固化剂种类是影响固化盐渍土的力学性能和路用性能主要因素;养护28 d,初始含水率为9.9%、单掺30%废弃混凝土再生微粉固化盐渍土的力学性能与路用性能最佳,抗压强度达到3 227.40 KPa,干湿、冻融循环后残余强度分别达到2 924.60 KPa、2 243.49 KPa;从微观分析可知,废弃混凝土再生微粉固化盐渍土的土体结构变得密实且稳定。可见,初始含水率为9.9%、单掺30%废弃混凝土再生微粉固化盐渍土用作于盐渍土地区公路路基与路面基层的建设,具有一定的工程意义与经济价值。     

石墨导电混凝土的制备与性能

为研究石墨混凝土的力学及电学特性,以C30混凝土为基准分别制备不同石墨掺量的石墨导电混凝土,分析石墨对混凝土拌合物和易性的影响,以及石墨混凝土在不同养护龄期时抗压强度及电阻率的变化.结果表明：加入石墨后混凝土的流动性明显变差,坍落度下降约25％,黏聚性和保水性下降明显.掺加5％和10％石墨的混凝土养护28 d时抗压强度分别下降了约50％和77％.加入石墨的混凝土导电性有所提高,掺加5％和10％石墨的混凝土养护28 d时电阻率分别为未加石墨混凝土的千分之一和五千分之一.该研究为混凝土改性提供了借鉴.     

恒压荷载下混凝土柱高温性能测试方法

混凝土构件在火灾中的高温耐火性能对建筑结构的安全性具有重要意义.根据混凝土柱构件在火灾中承受恒压荷载和高温双重作用的特征,设计出一种混凝土柱高温性能测试方法:将混凝土柱置于恒压荷载下,对其进行加热并恒温,测试加热至不同温度的混凝土构件的性能变化.根据混凝土柱在加热过程中的初始爆裂温度、高温后的爆裂程度、裂缝形态和力学性能等指标,评价其高温耐火性能.通过对3组高强混凝土棱柱体进行测试,结果表明:该方法能反映出受压混凝土柱构件的耐火性能,并且具有对测试仪器要求不高、测试方法简便和结果可靠的特点.