浅析轻集料混凝土

轻集料混凝土是建筑材料发展到一定阶段而产生的一种新型功能性建筑材料,轻集料混凝土能有效的减轻结构自重,并且具有良好的隔热和隔声效果,从而降低建筑的基础造价和总造价。但是轻集料混凝由于受集料自身密度和强度的影响,导致轻集抖混凝土的工作性较差、强度偏低,造成施工难度大且很少应用于结构工程,从而影响轻集料混凝土的应用。     

橡胶集料掺量对混凝土压弯性能的影响

针对橡胶集料混凝土的抗压及抗弯性能,在500/~1500/橡胶集料体积掺量下进行立方体抗压强度以及单轴受压应力-应变全曲线试验,并利用动态应变仪测量了4点弯曲状态下的拉应变.试验结果表明,橡胶集料混凝土的弹性模量较基准混凝土有大幅度的降低,峰值轴压应变可达4106×10-6,弯曲状态下,拉应变曲线评定结果表明橡胶集料混凝土存在明显的屈服点,极限拉应变可达260×10-6~640×10-6.这些测试所得的应变数值都大大超过基准混凝土,表明掺入橡胶集料可有效地提高混凝土的韧性和变形性能.同时,对1年龄期的橡胶集料混凝土试件的立方体抗压测试表明,其后期强度呈现可观的增长.     

自燃煤矸石制备轻集料混凝土的试验

为推广自燃煤矸石粗、细集料在混凝土中的应用,参照国标,通过试验对阜新市高德矿堆积的自燃煤矸石进行了轻集料品质评定.试验结果表明,阜新高德矿自燃煤矸石SO3质量分数<1.0%,因此能保证该自燃煤矸石集料配制混凝土的结构安全性;在掌握了自燃煤矸石基本性质的基础上,将其破碎、筛分、级配,加工成粗、细集料.按轻集料混凝土配合比设计方法设计了5组试验,进行了大量的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈拉强度和弹性模量检测.研究结果表明,由于阜新高德自燃煤矸石粗、细集料与中等级混凝土基体的强度和弹性模量差距较小,虽然其自身强度不及天然砂子及碎石,但因充分发挥了集料和基体的协调作用,仍可配制出LC15-LC40的混凝土,且早期强度发展的更理想.     

钢管轻集料混凝土偏心受压构件承载力分析

为研究钢管轻集料混凝土构件偏心受压状态下的承载力计算方法,基于长径比为12,28和56等共54根不同偏心率的钢管轻集料混凝土偏心受压柱的承载力试验结果,分析各参数对钢管轻集料混凝土承载力的影响规律。应用多种规范对试验构件的承载力进行计算,并将计算结果与试验结果进行对比分析。针对试验结果,分析压弯构件的FN/FNu-FM/FMu相关性曲线。研究结果表明:偏心率越大、长径比越大、含钢率越小,钢管轻集料混凝土的极限承载力越低;极限承载力的规范计算结果均小于试验值,且由国外规范所得的计算结果小于由国内规范所得计算结果,现有规范对钢管轻集料混凝土的适用性有待进一步研究;小偏心率压弯构件的FN/FNu-FM/FMu相关性曲线可简化为直线。     

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.     

高性能轻集料混凝土的研究

本文结合了国内外的研究成果 ,研究了集料形状、孔结构、吸水率、筒压强度以及混凝土的性能 ,在实验的基础上总结了高强轻混凝土的基本理论     

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。     

偏心率对钢管轻集料混凝土受压性能的影响

为了研究钢管轻集料混凝土构件偏心受压状态下的受力性能特征,对长细比为12,28,56等共54根不同偏心率的钢管轻集料混凝土偏心受压柱的试验结果进行了分析.通过构件的荷载、挠度、应力和应变等特征曲线,研究了构件破坏的过程特征,分析了偏心率对受压性能的影响机理.试验结果表明:偏心率越大,钢管轻集料混凝土构件的纵向应变发展越快;在破坏时,截面受压区高度随着偏心率的增大而减小,中和轴逐渐向偏心一侧移动;钢管轻集料混凝土的承载力随着偏心率的增大而减小,延性随着偏心率的增大而增大;偏心与稳定对钢管轻集料混凝土的承载力影响相互独立,其承载力折减系数可以由偏心折减系数乘以稳定系数得到.基于以上分析,给出了钢管轻集料混凝土的偏心折减系数计算公式,计算结果与试验结果吻合良好.     

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.     

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。     

混凝土单轴受压动力全曲线试验研究

采用MTS 815.04岩石力学试验机对混凝土单轴受压动力本构关系进行系统试验研究.考虑五种不同加载速度,在位移和应变率双重控制下,得到动力加载条件下单轴受压应力一应变全曲线.根据试件的破坏特点,讨论动力加载与静载条件下试件破坏形态的区别,分析峰值应力、峰值应变以及弹性模量等力学参数的应变率效应,并与已有试验结果进行对比.结果表明:本次试验得到的结果揭示了混凝土在单轴受压条件下动力加载全过程的非线性性能,为正确理解混凝土在动力加载条件下的破坏机理提供试验依据.     

再生混凝土单轴受压应力-应变全曲线试验研究

完成了不同再生粗骨料取代率下再生？昆凝土的单轴受压应力-应变全曲线试验，分析了再生粗骨料取代率对再生混凝土的应力-应变全曲线形状和再生混凝土抗压强度、弹性模量、峰值及极限应变的影响．研究表明，再生混凝土的应力-应变全曲线的总体形状与普通混凝土的相似，但曲线上各特征点的应力和应变值有所区别；再生混凝土的棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的比值高于普通混凝土；再生混凝土的峰值应变大于普通混凝土；再生混凝土的弹性模量明显低于普通混凝土．再生混凝土应力-应变全曲线的上升段和下降段可以分别用3次多项式和有理分式拟合．     

模型再生混凝土单轴受压应力分布特征

根据再生混凝土各相材料的力学特性,对模型再生混凝土进行细观数值分析,获取模型再生混凝土单轴受压下内部应力分布特征.通过变参数分析,讨论不同天然骨料、界面过渡区和老硬化砂浆的力学参数对模型再生混凝土应力分布特征的影响.结果表明,模型再生混凝土天然骨料之间的新老界面过渡区处存在拉应力和剪应力集中现象;天然骨料弹性模量增大,应力集中现象愈加明显,界面过渡区弹性模量增大,应力集中现象则逐渐减弱,老砂浆弹性模量增大应力集中特征变化不大.     

海水海砂再生混凝土单轴受压应力-应变全曲线

为探究海水海砂再生混凝土（SSRAC）力学性能,设计了不同配合比下海水海砂再生混凝土棱柱体试件,并进行了单轴受压应力?应变全曲线测试。在试验加载应变率10^-5 s^-1和10^-2 s^-1下,得到了试件的破坏模式,分析了峰值应力、峰值应变和弹性模量的变化规律以及应变率、再生粗骨料（RCA）取代率和贝壳含量对上述指标的影响规律,讨论了海水海砂再生混凝土的动态增长因子（DIF）。基于电子计算机断层扫描（CT）测试得到了海水海砂再生混凝土内部的孔隙分布,对应力?应变曲线的特征指标变化趋势进行了解释。最后,在现有再生混凝土单轴受压本构模型的基础上,考虑特征指标的动态增长因子,通过修正下降段形状系数得到了预测应力?应变全曲线。     

混凝土单轴受压全过程变异性试验研究

为了研究混凝土在单轴受压作用下的全过程受力特征,通过对强度等级为C30~C60的60个混凝土棱柱体试件进行单轴受压应力-应变全曲线试验,得到了单轴受压作用下混凝土峰值强度、峰值应变、弹性模量和应力-应变全曲线的统计特征.根据混凝土结构设计规范(GB50010—2010)中的混凝土峰值强度变异系数,利用概率密度演化方法,获得了混凝土应力均值曲线和应力标准差曲线.通过与试验结果进行对比,认为仅用峰值强度的变异系数不足以描述混凝土应力-应变全过程的随机性,建议给出标准差曲线.     

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。     

纳米二氧化硅改性再生混凝土的单轴受压动态力学性能

基于新提出的纳米二氧化硅水泥净浆二次改性再生骨料方法,通过混凝土单轴受压动态力学试验,获得了不同应变率(10-5s-1、10-3s-1、10-1s-1)、不同改性方法(纳米二氧化硅水泥净浆二次改性、纳米二氧化硅粉煤灰复合改性、纳米二氧化硅预浸泡)的再生混凝土单轴受压应力-应变曲线,分析对比了改性前后应力-应变曲线特征。结果表明,新的改性方法能够有效改善再生混凝土力学性能,准静态下峰值应力提升25.1%,弹性模量增加85.8%。改性后再生混凝土的峰值应力和弹性模量动态增长因子降低,而峰值应变动态增长因子提高。最后,提出了改性后再生混凝土动态应力-应变本构模型,对比结果显示,模型预测曲线与试验曲线吻合较好,能为工程设计和应用提供依据。     

钢筋轻骨料混凝土框架节点的试验研究

本文论述了四个钢筋轻骨料混凝土框架梁柱节点组合体在低周反复荷载下的试验结果。分析了梁端塑性饺区和节点核心区的强度、变形和粘结锚固性能。提出了设计建议。     

自密实轻骨料混凝土框架抗震性能试验研究

为了研究自密实轻骨料混凝土框架的抗震性能,确保其在抗震地区应用的安全性,采用手动液压双向千斤顶对自密实轻骨料混凝土框架进行了水平低周反复荷载作用下的拟静力试验.在试验过程中观测了自密实轻骨料混凝土框架的裂缝开展情况,破坏情况等.重点研究了自密实轻骨料混凝土框架的承载能力、延性、耗能能力、刚度退化等性能,并和普通混凝土框架的相关性能进行了对比分析,对自密实轻骨料混凝土框架结构抗震性能的分析研究可为自密实轻骨料混凝土框架结构的工程设计提供一定的设计参考.