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.     

粗骨料对高性能快速修补混凝土力学性能的影响

就粗骨料的品种、级配、最大粒径、空隙率以及针片状颗粒含量对高性能快速修补混凝土的力学性能的影响进行了研究。试验结果表明 :石灰石集料能有效降低混凝土的脆性 ;大小颗粒搭配合理、空隙率小的粗骨料配制的HPRRC有较高的早期抗压和抗折强度 ;粗骨料最大粒径不宜大于 2 5mm ;粗骨料中针片状颗粒含量不宜超过 4 %。     

高性能再生骨料混凝土力学性能研究

对高性能再生骨料混凝土的力学性能进行了研究。试验结果表明高性能再生骨料混凝土的立方体抗压强度稍低于同强度等级的高性能天然骨料混凝土,而其弹性模量明显低于高性能天然骨料混凝土。随着强度的提高,高性能再生骨料混凝土的弹性模量也提高。     

细骨料种类对高温后高性能混凝土力学性能的影响

通过对分别含有河砂和机制砂两种细骨料的C40高性能混凝土试件在高温烧透作用后的力学性能试验研究,分析讨论了细骨料种类对不同高温烧透后的高性能混凝土力学性能的影响,探讨了混凝土力学性能随温度变化的规律.试验研究表明,高温后对高性能混凝土的力学性能影响最大的因素是作用的最高温度,在相同的烧透条件下,C40高性能混凝土的力学性能随着经历温度的升高总体呈下降趋势;河砂混凝土和机制砂混凝土的力学性能在300℃、500℃和700℃高温后的的变化趋势基本一致;虽然机制砂混凝土的力学性能不如河砂混凝土的力学性能,但机制砂混凝土依然具有非常广阔的应用前景.     

超高性能混凝土国内外研究进展

综合阐述了超高性能混凝土的配制技术、力学性能(抗压性能和抗拉性能)、构件受力性能与设计、耐久性。结果表明:为了使超高性能混凝土达高强的目的,须在降低水灰比的基础上提高堆积物的密实度。超高性能混凝土具有较高的抗拉性能;其轴心抗拉强度、劈裂抗拉强度与抗折强度分别多在3~15 MPa、4~40 MPa与10~48 MPa范围内;且抗折强度具有明显的尺寸效应。4倍钢筋直径为试验测定UHPC与高强钢筋之间粘结强度的合理埋长;且粘结强度取决于能够桥接任何由荷载作用产生的裂缝的钢纤维数量。对UHPC梁进行抗弯性能分析时,建议受拉区拉应力取0.25倍RPC抗拉强度,考虑RPC拉应力对正截面抗弯承载力的贡献。随着剪跨比的减小及配箍率、纵筋率、钢纤维体积率等的提高,RPC梁的抗剪承载力不断增大。大偏心受压下,纤维有效抵制了UHPFRC柱的拉伸开裂,使试件产生延性破坏。与普通混凝土相比,超高性能混凝土具有更强的耐久性能。     

超高性能混凝土制备技术及材料性能研究进展

超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete, UHPC)已发展近30年,因其超高的力学性能和优异的耐久性能而受到诸多关注。为更全面地认识UHPC,综合已有研究成果,从UHPC的原材料组成及配合比设计理论、掺合料及纤维对UHPC性能的影响、制备工艺、基本力学性能和耐久性等方面,对UHPC的研究进展进行了系统的分析和阐述,希望对UHPC研究有所促进。     

含砖粒再生粗骨料取代率对混凝土断裂性能的影响

为了探究含砖粒再生粗骨料取代天然石料对再生混凝土断裂性能的影响,制作4组不同取代率的再生混凝土梁试件,通过三点弯曲梁试验,研究各组再生混凝土的双K断裂参数、断裂能及延性指数;通过数字图像处理,对试件断面水平投影方向上的粗骨料分布进行量化,并应用差分盒算法提取试件断面分形维数用于表征其粗糙度。结果表明:再生混凝土的各项断裂参数均随含砖粒再生粗骨料取代率的增大而逐渐降低,起裂韧度较失稳韧度更容易受含砖粒再生粗骨料掺入的影响;含砖粒再生粗骨料水平投影面积与混合粗骨料水平投影面积之比可以在一定程度上反映其取代水平;随着取代率增大,试件断面分形维数逐渐降低,且断面分形维数与断裂能有较好的相关性,得出考虑含砖粒再生粗骨料取代率的断裂能与分形维数的回归方程。     

高性能混凝土高温微观结构演化研究

通过热重分析、电镜扫描和汞压力测孔等方法,对高温过程中高性能混凝土材料的物理化学变化以及由此造成的微观结果变化进行了分析.相关试验和分析表明:造成升温过程中材料质量损失的主要原因是脱水和各种分解反应.在400℃之前,材料孔隙结构的变化主要来自材料内部水分的散失;400~500℃之间,由于材料发生分解反应,氢氧化钙的分解将提供大量的孔隙.这些结论将为进一步解释爆裂现象提供更为本质的试验支持,同时也为进一步建立高温情况下材料微观结构演化模型提供了试验基础.     

新老桥间超高性能混凝土拼接接缝性能试验

依托上海市济阳路高架新老桥拼接项目进行了基于高应变强化超高性能混凝土(UHPC)材料的拼接缝试验.试验采用非对称加载,目的是模拟新老桥的不均匀沉降.试验结果表明,UHPC拼缝整个受力破坏的过程大致可以分为3个阶段:弹性阶段、裂缝发展阶段、持荷至破坏阶段.在UHPC板下缘首先出现裂缝,之后UHPC板侧面出现大量微小裂缝,裂缝均以微裂缝簇的方式呈现,裂缝宽度发展缓慢,且沿着板高向上发展.UHPC转角为1.2%时裂缝宽度仅为0.16 mm,具有出色的裂缝控制能力.最终,UHPC板底出现主裂缝,横向钢筋和门筋屈服,钢筋布置方式满足试件破坏形态要求,说明试件的配筋合理.结合有限元模型对试验进行模拟,吻合度较高.利用有限元进行参数分析,发现增加接缝自由长度和减小接缝厚度可以有效增强接缝弯曲性能.由于UHPC材料进行接缝施工具有方便、快捷、性能优越等优点,提出基于上下部构造不连接类型的接缝形式,并给出具体配筋方案.     

高温作用后再生粗骨料特征性能试验研究

将高温作用后的废弃混凝土经破碎、分解作为混凝土的再生粗骨料,针对再生粗骨料的特征性能进行了一系列的试验研究。试验表明:影响再生粗骨料吸水率的有作用温度、表面粗糙度、粒径和内部缺陷等因素;分析了骨料的压碎指标与基本性能受高温作用的影响规律,为配制再生混凝土提供必要依据。     

Different Curing Systems on Mechanical Properties of Ultra-High Performance Concrete with Coarse Aggregate

High durability and high tensile strength makes ultra-high performance concrete( UHPC) an ideal material for bridges,while its early shrinkage in the construction of cast-in-situ mass concrete leads structure crack-easily,which restricts the application of UHPC in deck system. Whether reasonable amount of coarse aggregate can influence the strength of UHPC and improve the shrinkage performance or reduce the cost is still in doubt. Besides,in order to improve its constructability and workability, whether autoclaved curing system of UHPC can be changed remains to be further researched. In response to these circumstances, a systematic experimental study on the strength of UHPC mixed with coarse aggregate in different ratios has been presented in this paper. The three curing systems,namely standard curing,180-200 ℃/1. 1 MPa autoclaved curing,and hot water curing were tested to reveal the relationship between UHPC's properties and curing systems,and the UHPC ' s microstructure was also preliminarily studied by scanning electron microscope( SEM). The experimental research can draw the following conclusions. Under the condition of the same mix ratio, autoclaved curing guarantees the highest compressive strength,followed by hot water curing and standard curing. The compressive strength of concrete increases with the temperature in the range of 25 to 90 ℃ hot water curing,and high temperature in precuring period can speed up the strength development of UHPC,but the sequence of precuring period does not obviously affect the results. In 90 ℃ hot water and autoclaved curing,the strength is over 150 MPa,and it has little relation with gravel ratio. While the value increases first and then decreases in a lower temperature curing with the increasing of gravel amount,even only about 80 MPa at room temperature. The strength increases moderately along with the increase of the curing age by standard curing,especially in the initial stage.     

超细矿渣高性能混凝土试验及水化研究

用超细矿渣粉等材料制备了Ｃ８０以上的高性能混凝土,并研究了超细矿渣水泥的水化。结果表明,超细矿渣粉不仅可提高新拌混凝土的工作性能,而且能大幅度提高水泥及混凝土的力学性能。研究还发现,超细矿渣的水化活性较高,在水泥水化早期就大量生成胶凝性水化产物,从而减少了水泥石中的Ｃａ（ＯＨ）２含量,改善水泥石及混凝土的微观结构。     

颗粒整形后粗骨料特征及其对混凝土性能的影响

以小型球磨机为模拟整形动力来源,研究了颗粒整形后粗骨料基本特征参数的变化规律,并与其应用性能进行关联分析.结果表明:整形过程根据粗骨料颗粒变化情况分为三个阶段:针片状颗粒转换阶段,棱角消除阶段以及颗粒破碎阶段;适当的颗粒整形使粗骨料配制混凝土的流动度有较大提升同时不降低强度,但是过度整形会对流动度和强度产生不利影响;在整形前期,针片状转换造成的堆积密度增加是影响混凝土流动性的关键参数,整形后期,粗骨料颗粒形貌的圆形化是影响混凝土流动性的主要因素;堆积休止角作为综合评价粗骨料颗粒间内摩擦力的参数对于整形后粗骨料与流动性的关联性最为紧密.     

再生粗集料对混凝土性能的影响

为了研究再生粗集料的强度和砂浆附着率对混凝土性能的影响,采用对比试验,以再生粗集料的强度和砂浆附着率为变量配制C50强度等级混凝土,并对C50混凝土的工作性、强度和耐久性进行研究．结果表明,再生粗集料砂浆的附着率对再生粗集料的基本性质影响比较显著．再生粗集料的砂浆附着率对混凝土强度的影响变化不大,而对混凝土的塌落度、碳化深度和电通量影响比较显著．     

轻集料及高性能轻集料混凝土的性能研究

对轻集料的性能如吸水速率、微观结构及高性能轻集料混凝土的强度、耐久性进行了研究.所用轻集料为膨胀页岩和烧结粉煤灰.高性能轻集料混凝土是由不同的胶结料用量、不同的硅灰掺量和不同的水胶比配制而成.实验结果证明,膨胀页岩轻集料的吸水速率比烧结粉煤灰轻集料低得多,这与轻集料的微观结构相吻合.意味着混凝土搅拌过程中,后者需更多的额外水来达到期望的水胶比.利用轻集料可以成功地配制成强度高于60 MPa、坍落度200 mm左右、重度低于1 834 kg.m-3的高性能轻集料混凝土.增加胶结料用量或降低mw/mb(水胶质量比)可以提高该混凝土的强度,当胶结料用量超过550 kg.m-3或mw/mb低于0.28后,作用变得不明显.从提高该混凝土的强度的角度看,硅灰的最佳掺量为10%.轻集料的种类明显影响高性能轻集料混凝土的强度.耐久性实验证明,高性能轻集料混凝土水的渗透性很低,并且该混凝土的抗冻性优于普通重度的混凝土.     

建筑垃圾再生混凝土粗骨料结构性能研究

通过试验,研究水灰比和再生粗骨料取代率对再生混凝土立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和弹性模量的影响规律.试验结果表明,随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土的立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和弹性模量均有不同程度的变化.     

西昌高钛重矿渣混凝土骨料性能试验研究

西昌钒钛资源综合利用项目生产形成的巨量高钛重矿渣,造成了严重的资源利用、环保污染和土地浪费的问题。结合相关规范,对高钛重矿渣加工形成的渣砂和渣石作为混凝土骨料的可行性进行试验研究。研究表明渣砂和渣石为组成成分稳定、无放射性、不具有碱硅酸活性的硅质骨料,骨料的级配、坚固性、堆积密度、压碎值、含泥量、针片状颗粒含量、有害物质含量等物理性能优良。加工形成的渣砂和渣石符合混凝土用骨料的成分组成、物理性能和结构耐久性能要求,可以作为混凝土骨料使用。     

超高温氧化物晶体及其生长技术

超高温氧化物晶体,比如钇稳定氧化锆、氧化镁、氧化铀以及部分稀土氧化物等,熔点往往高达2 300℃以上。它们在激光、超导、核燃料等领域具有重要应用,但在生长方法、坩埚材料、温度监测、温场控制等方面面临多重挑战。本文总结了目前少数几种超高温氧化物晶体生长研究进展,分析了各种生长技术的优缺点,探讨了超高温氧化物晶体生长的前景。     

再生粗集料混凝土双变量强度公式研究

通过对16组再生粗集料混凝土试件的试验,研究了不同水胶比条件下不同粉煤灰的掺量对再生粗集料混凝土抗压强度的影响.利用多元回归计算建立了水胶比、粉煤灰取代率和混凝土28d抗压强度之间的关系,建立了再生粗集料混凝土双变量强度公式.