杨静[1]2008年在《低强度自密实混凝土及其收缩性能的试验研究》文中认为随着现代土木工程的日益发展,普通混凝土的工作性和耐久性已不能满足要求。怎样有效提高混凝土的工作性和耐久性,扩大混凝土的使用范围,延长混凝土的使用寿命,已经成为国内外专家学者的研究焦点。自密实混凝土就是在此基础上出现的一种以高施工性为突出特点的新型高性能混凝土。它通过粗细骨料、胶结材料、外加剂等的选择和配合比的设计,使混凝土拌合物具有足够的塑性粘度,粗细骨料能够悬浮于胶凝材料浆体中不离析、不泌水,在不用或基本不用振捣的条件下,能够穿过钢筋间隙,能充分填充所有空隙,形成密实而均匀混凝土结构中的一种高性能混凝土。与普通混凝土相比,很多使用高性能自密实混凝土的工程在收缩方面的表现还不尽人意。为了满足高流动性和高稳定性的要求,自密实混凝土往往要求高胶凝材料用量和减水剂掺量、低水胶比、以及低骨料含量,这些因素均增加了自密实混凝土的收缩值。本文采用地方材料,根据固定砂石体积法确定低强度自密实混凝土(C20、C25、C30)初步配合比,利用单因素优化方法,以新拌混凝土的坍落度、扩展度、T_(50)以及7d和28d强度为考核指标,通过大量试验,分析研究不同品种外加剂及掺量对自密实混凝土拌合物工作性能的影响,接着分析研究了粉煤灰掺量对自密实混凝土早期强度(7天和28天)的影响,最后对试验结果进行综合分析,优化配制出了坍落度范围在255mm～270mm之间,扩展度范围在550mm～700mm之间,T_(50)在5s～25s以内,28d抗压强度满足配制强度要求的高流态免振捣的低强度自密实混凝土。同时本文研究了低强度自密实混凝土的收缩特点,采用膨胀剂和固硫渣对自密实混凝土的收缩进行补偿。试验研究膨胀剂对自密实混凝土拌合物的工作性和硬化混凝土强度的影响,在满足工作性及强度要求又能有效补偿自密实混凝土收缩的合理的膨胀剂掺量;试验研究了固硫渣对自密实混凝土拌合物的工作性和硬化混凝土强度的影响,对将固硫渣作为自密实混凝土掺合料的可行性进行初步探讨。
汪秀石[2]2007年在《干拌自密实混凝土基本力学性能试验研究》文中指出干拌自密实混凝土是免振捣自密实混凝土的基础上发展的一种新型混凝土，它是以水泥作为基料，以高强度材料作为粗、细骨料，辅以高流态、微膨胀、抗离析等掺和料配制而成的一种具有较好抗裂性能的新型复合材料。本文较为系统地研究了干拌自密实混凝土的工作性能和基本力学性能，并对按照现行规范GB50010设计的干拌自密实混凝土梁的安全性进行了评价。论文的主要工作包括以下几个方面：(1)按照《自密实混凝土设计与施工指南》(CCES02-2004)测试了干拌自密实混凝土工作性能。试验结果表明，加水量为13％的干拌自密实混凝土拌和物工作性能较好。(2)通过330块立方体试块试验，研究了干拌自密实混凝土加水量分别为12％、13％和14％叁个系列混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度特征。重点分析了加水量及粗骨料含量对混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响、干拌自密实混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度随龄期的发展规律、干拌自密实混凝土的抗压强度与其表观密度的关系。研究结果表明，当粗骨料含量在30％以内时，干拌自密实混凝土的抗压强度随粗骨料含量的增加而增大；加水量也是影响干拌自密实混凝土抗压强度的主要因素；干拌自密实混凝土的早期强度发展较快，具有早强性能。(3)研究了加水量分别为12％、13％和14％叁个系列的混凝土的应力-应变关系，分析了不同加水量、不同粗骨料含量的混凝土的轴心抗压强度、应力-应变曲线、弹性模量、横向变形系数和峰值应变。结果表明，加水量对干拌自密实混凝土的应力-应变曲线有较大影响；不同粗骨料含量对其有一定影响；但不同加水量、不同粗骨料含量的混凝土应力-应变曲线的形状较为类似；干拌自密实混凝土的弹性模量低于普通混凝土：干拌自密实混凝土的轴心抗压强度与立方体抗压强度之比明显高于普通混凝土。(4)为了考察普通混凝土各种基本力学性能指标之间的换算关系式对于干拌自密实混凝土的适用性，基于作者和其他研究者的试验结果对干拌自密实混凝土进行了统计分析。研究结果表明，普通混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量之间的换算关系不适用于干拌自密实混凝土。基于试验数据的回归分析，建议了新的干拌自密实混凝土各种力学指标间的换算关系式。(5)基于假设的抗压强度分布参数，对按照现行规范GB50010设计的干拌自密实混凝土梁的安全性进行了评价，并提出了干拌自密实混凝土梁可靠性设计的一些建议。本文的研究工作为干拌自密实混凝土的进一步研究和推广应用提供了基础。
尧国皇[3]2006年在《钢管混凝土构件在复杂受力状态下的工作机理研究》文中提出以往,研究者对钢管混凝土构件在轴压、纯弯和压弯荷载作用下的性能进行了大量研究,对纯扭、压扭、弯扭、压弯扭及压弯剪受力状态下的工作性能也有一些研究报道,但研究工作,尤其对压弯扭剪构件的工作机理的研究仍有必要深入进行。本文在以往有关研究成果的基础上,对钢管混凝土构件在复杂受力状态下的工作机理和承载力实用计算方法进行了研究,具体进行了以下几个方面的工作:(1)进行了38个钢管高性能混凝土压弯构件力学性能的实验研究,考察了这类构件的力学性能,并对其承载力的计算方法进行了探讨。以截面径(宽)厚比为基本参数,进行了50个薄壁钢管混凝土轴压力学性能的实验研究,考察了薄壁钢管混凝土的轴压力学性能,并对其轴压强度的计算方法进行了探讨,基于本文和其他研究者的实验结果,建议了钢管混凝土构件截面合理的径(宽)厚比限值。(2)采用有限元分析软件ABAQUS对钢管混凝土构件在压(拉)、弯、扭、剪及其复合受力状态下荷载-变形关系曲线进行了计算,计算结果得到大量实验结果的验证,较为充分说明了本文有限元分析模型的可靠性。(3)采用有限元法对钢管混凝土构件在压(拉)、弯、扭、剪及其复合受力状态下荷载-变形关系曲线进行了全过程分析,分析了受力过程中钢管和混凝土截面应力分布规律、钢管与核心混凝土之间的相互作用,并分析了加载路径对钢管混凝土构件工作性能的影响,较为深入的揭示了钢管混凝土构件在压(拉)、弯、扭、剪及其复合受力状态下的工作机理。(4)在参数分析结果的基础上,建议了钢管混凝土构件在压(拉)、弯、扭、剪及其复合受力状态下的承载力实用计算方法,其计算结果得到实验结果的验证,有关公式可为有关工程实践提供参考。
王宝民[4]2009年在《纳米SiO_2高性能混凝土性能及机理研究》文中提出绿色高性能与可持续发展、超复合化、高强高性能化、高功能、智能化等是水泥混凝土发展的主要方向。而高性能水泥混凝土存在的主要问题之一是长期耐久性问题,随着资源、能源问题的日益突出,高性能水泥混凝土的生命过程与资源环境的相互关系也值得深入研究;因此,研究提高高性能水泥混凝土的耐久性能的方法和途径、研究高性能水泥混凝土与环境的相互作用具有重大的现实意义。另一方面,目前纳米技术已渗入到力学、药物学、生物学、物理学、化学、材料学、机械学等诸多学科领域,在国防、电子、化工、轻工、航天航空、生物和医学等领域中开拓了广阔的应用前景,被认为是21世纪最有前途的材料。本文研究的主要目的和内容包括叁个方面:探索利用纳米二氧化硅提高高性能水泥混凝土耐久性并研究其机理;研究高性能水泥混凝土抗冻耐久性的快速预测方法,以减少实验周期,提高实验效率;研究高性能水泥混凝土的环境协调性及其评价方法,为高性能混凝土的绿色化与可持续发展提供基本的理论基础和研究方法。论文主要研究了纳米二氧化硅(本文以下称为纳米SiO_2,或简称NS)对高性能水泥混凝土的物理力学性能、抗氯离子渗透性能、自收缩性能、抗冻耐久性等几个方面的影响,同时建立了基于BP神经网络的高性能水泥混凝土抗冻耐久性预测模型,最后根据王立久教授提出的材料过程工程学基本原理,研究了基于模糊层次分析法(Fuzzy-AHP)的高性能水泥混凝土的环境协调性评价模型。研究结果显示,纳米SiO_2对水泥安定性无不良影响;水泥浆体的标准稠度用水量随着纳米SiO_2掺量的增加而增加,而且梯度较大,当掺量达到8%时,用水量几乎比基准用水量多一倍;由于纳米SiO_2所特有的“表面效应”掺加纳米二氧化硅的水泥净浆的初凝和终凝时间均随掺量的增加而缩短,纳米SiO_2的水化反应速度明显比普通硅酸盐水泥要快。不同的水胶比的混凝土(W/B=0.24、W/B=0.29、W/B=0.34),随着纳米二氧化硅掺入量的增加,要达到相同的坍落度或扩展度需掺入更多的高效减水剂:在保持高效减水剂掺量相同情况下,混凝土工作性随着纳米二氧化硅掺入量的增加而快速降低。W/B=0.25、高效减水剂掺量2.5%时,3%、5%掺量纳米二氧化硅的混凝土的坍落度相比下降4.3%和10.9%,W/B=0.29、高效减水剂掺量1.8%时,3%、5%掺量纳米二氧化硅的混凝土的坍落度相比下降6.2%和18.8%,W/B=0.34、高效减水剂掺量1.2%时,3%、5%掺量纳米二氧化硅的混凝土的坍落度相比下降9.1%和20.5%。W/B=0.25、高效减水剂掺量2.5%时,3%、5%掺量纳米二氧化硅的混凝土的扩展度相比下降7.1%和12.2%,W/B=0.29、高效减水剂掺量1.8%时,3%、5%掺量纳米二氧化硅的混凝土的扩展度相比下降23.7%和33.9%,W/B=0.34、高效减水剂掺量1.2%时,3%、5%掺量纳米二氧化硅的混凝土的扩展度相比下降33.9%和37.9%。初始坍落度接近,随着水胶比的增大(W/B=0.25、W/B=0.29、W/B=0.34),相同掺量纳米二氧化硅的混凝土坍落度和扩展度下降速度明显提高。而且水泥混凝土拌和物扩展度的降低速率要比坍落度的降低速率快。当掺入量3%-6%时,随掺入量的增加,净浆试件各龄期强度较基准试件均有所提高,相对而言,早期强度提高较大,后期强度提高较小。对于叁种水胶比(W/B=0.24、W/B=0.29、W/B=0.34)的高性能水泥混凝土,掺加不同掺量的纳米SiO_2后均能不同程度的提高混凝土的早期和后期抗压强度,早期比后期增强效果显着。早期增强结果中总体上以7d龄期最为明显。不同水胶比的混凝土,当纳米SiO_2掺量为3%-5%时增强效果明显,达到5%以上时增强效果不显着。纳米SiO_2的掺入会提高高性能水泥混凝土的自收缩应变值;W/B=0.34时,5%掺量混凝土后期自收缩值始终高于基准混凝土,28天自收缩增加值为20×10~(-6)(增加6%-8%)左右。W/B=0.25时,掺纳米SiO_2的混凝土的自收缩值均比不掺NS的28天增加6%-8%。掺入引气剂能够有效地降低混凝土的早期、后期自收缩;W/B为0.34时,掺加引气剂后,混凝土NS掺量为0%、3%和5%时自收缩值分别降低约8%、12%和15%。对于不掺纳米SiO_2的混凝土,无论早期还是后期,超缓凝剂SR对于降低普通混凝土的自收缩作用并不明显。但对于掺有纳米SiO_2的混凝土,SR的掺入亦能够有效地减少混凝土的自收缩。W/B为0.25、NS掺量为5%时,掺加适量超缓凝剂SR混凝土自收缩值降低约6%:W/B为0.34、NS掺量为5%时,掺加适量超缓凝剂SR混凝土自收缩值降低约12%。快速冻融实验研究结果表明,最大冻融次数前各循环时间点掺入NS的混凝土抗冻耐久性系数均比不掺NS的有所提高。W/B为0.25时,1200个冻融循环后,0%、3%、5%掺量NS的混凝土相对动弹性模量分别为92.3%、94.3%、95.6%;W/B为0.29时,1200个冻融循环后,0%、3%、5%掺量NS的混凝土相对动弹性模量分别为90.3%、91.3%、92.6%;W/B为0.34时,500个冻融循环后,0%、3%、5%掺量NS的混凝土相对动弹性模量分别为53.2%、74.3%、91.3%。掺入引气剂对于提高W/B为0.34的高强混凝土的抗冻耐久性作用是非常明显的。500个循环点时,0%、3%、5%掺量NS混凝土相对动弹性模量引气剂掺加前(后)分别为53.2%(95.4%)、74.3%(96.5%)、91.3%(98.2%),提高幅度分别为79%、30%、8%。掺加引起剂后,NS的加入对抗冻性亦有所提高,0%、3%、5%掺量NS混凝土1200个循环后相对动弹性模量分别为90.4%、91.2%、93.4%。建立了基于BP神经网络的高性能混凝土抗冻耐久性指标预测模型。BP神经网络模型功能由MATLAB工具箱实现。输入变量为有效浆体体积百分数F,平均气泡间距系数(?),含气量A,浆/气比P/A,气泡比表面积α,输出为耐久性系数DF值。研究结果显示,建立的5-10-1网络结构为最优模型。掺加纳米二氧化硅能够显着提高高性能混凝土的抗渗性能,电通量随着NS掺量的增加而显着减少。水胶比为0.25、0.29、0.34时,掺3%纳米二氧化硅的混凝土28天龄期电通量分别较基准混凝土降低9.3%、21.8%、5.3%;掺5%纳米二氧化硅的混凝土28天龄期电通量分别较基准混凝土降低11.0%、23.2%、15.8%。水胶比为0.25、0.29、0.34时,掺3%纳米二氧化硅混凝土60天龄期电通量分别较基准混凝土降低26.6%、24.0%、4.4%;掺5%纳米二氧化硅混凝土60天龄期电通量分别较基准混凝土降低28.8%、38.3%、30.0%。通过进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、混凝土压汞实验等微观测试手段,从微观角度分析了纳米二氧化硅对水泥混凝土的作用机理。掺入NS后净浆试件显微结构密实度提高。NS的掺入能够降低净浆中C-H含量并细化大尺寸的C-H晶体。掺入NS能够明显降低过渡界面中C-H晶体数量,并能够细化C-H晶体尺寸;不掺NS的混凝土,其界面处的C-S-H凝胶多以针状、松散簇状结构为主,而掺入NS的混凝土,其界面处的C-S-H凝胶多以紧密堆积的簇状和致密的网状结构为主。掺加纳米二氧化硅后,通过界面改善效应、物理填充密实效应等综合改善了浆体或混凝土的微观特性,宏观上使得混凝土性能得以提高或改善。根据材料过程工程学研究方法的基本原理,基于水泥混凝土与环境的关系,本文提出“混凝土生命过程”与“环境共融性”的概念,进而从混凝土的生命过程的概念出发,初步系统分析了水泥混凝土从原材料组成、生产、成型工艺、使用直至破坏失效的各阶段与环境的协调性,并提出提高水泥混凝土生命过程与环境友好性的可行性措施;首次提出以层次分析法和模糊数学为基础的模糊层次分析法(Fuzzy-AHP)水泥混凝土生命过程与环境共融性评价模型,并介绍了模糊层次分析法在高性能水泥混凝土生命过程环境共融性评价中的应用。
马晓华[5]2006年在《混杂纤维高性能混凝土抗裂和抗冻融性能研究》文中认为随着越来越多的高性能混凝土应用于实际工程，高性能混凝土的自由收缩、抗裂性和抗冻融性也日益受到研究人员和工程师的重视。本文通过试验研究了钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维对高性能混凝土0～45天自由收缩的影响，钢纤维—聚丙烯纤维混杂对高性能混凝土早龄期(0～20小时)约束收缩裂缝的影响，以及钢纤维—聚丙烯长纤维混杂对200次冻融循环前后高性能混凝土抗压强度、劈拉强度、弯曲韧性的影响。 参照德国工业标准进行了自由收缩试验，试验结果表明钢纤维对高性能混凝土自由收缩有一定的抑制作用，玻璃纤维和聚丙烯纤维对自由收缩几乎没有影响。将试验结果与已有的几种混凝土收缩模型比较后发现，修正后的ACI 209模型、CEB90推荐模型、Sakata模型、Gardner／Zhou模型、Gardner／Lockman模型可以用于预测自密实高性能混凝土自由收缩的发展。修正后的B3模型与试验结果相关度较小，难以用于预测自密实高性能混凝土自由收缩发展。 采用平板法进行了室内条件和室外自然条件的混杂纤维高性能混凝土早龄期约束收缩裂缝试验，并与试验时的环境条件(温度、湿度和风速)进行了比较。试验结果表明，单掺聚丙烯纤维或单掺钢纤维可以减小高性能混凝土早龄期收缩裂缝面积、缩短裂缝长度、减小裂缝宽度、降低裂缝数量。钢纤维—短聚丙烯纤维混杂由于能在裂缝发展的各个阶段和各个尺度上抑制裂缝发展，因此比单掺钢纤维或单掺聚丙烯纤维的抗裂效果更佳。高性能混凝土对养护的要求高于普通混凝土，浇注后6小时内的良好养护可以有效减少高性能混凝土早龄期约束收缩裂缝。试验时的风向决定平板试验的裂缝形态，不断变化的风向使裂缝呈“十”字形，固定的风向使混凝土的裂缝主要在试件边缘并与风向平行出现。 对比快速冻融试验前后混杂纤维高性能混凝土的抗压强度试验和劈拉强度试验结果可以发现，200次冻融循环明显降低高性能混凝土的抗压强度，但对劈拉强度的影响很小。纤维混凝土冻融后的抗压强度损失小于素混凝土，纤维混凝土冻融后劈拉强度损失与素混凝土基本相同。弯曲韧性试验结果表明，长聚丙烯纤维与钢纤维混杂能够在整个变形范围内提高混凝土韧性，体现出正混杂效应。混杂纤维混凝土的最优纤维掺量与混杂纤维种类有关，过多的聚丙烯纤维会降低混凝土韧性。冻融循环会降低纤维高性能混凝土的韧性，但混杂纤维混凝土冻融后韧性损失比单掺纤维混凝土少。纤维增加混凝土含气量并抑制裂缝发展，进而提高混凝土的抗冻融性。
王成洋[6]2013年在《珠江新城超高层钢管混凝土框架—核心筒结构施工技术的研究与应用》文中提出随着建筑技术的迅速发展,超高层建筑如雨后春笋般在各大中城市出现。人民对超高层建筑的要求也越来越高,利用有限的土地和规划高度,建设更多楼层、更大净高的矛盾也越来越突出。在这样严峻的形式下,单纯的框架结构或者框筒结构已经不能适应超高层结构的要求。而此时超高层钢管混凝土框架-核心筒结构体系应运而生,越来越得到人们的亲睐。钢管混凝土框架-核心筒结构体系属于钢与混凝土组合结构体系,充分利用钢结构和钢筋混凝土结构的各自优势,将超高层建筑结构体系提升到一个新的高度,所以此种结构体系越来越多的运用到超高层建筑当中。本文依托珠江新城高德大厦工程实例,进行钢管混凝土框架-核心筒结构体系施工技术的研究。该研究成果对类似超高层建筑结构体系的实际施工,具有一定的指导借鉴作用和推广意义。本文主要研究超高层钢管混凝土框架-核心筒结构体系的综合施工技术。通过相关资料和数据的搜集、试验分析与研究、现场实践、老师的指导等,来研究此结构体系中钢结构和混凝土结构施工的主要关键技术。在超高层钢管混凝土框架-核心筒结构体系施工中用到了超高强混凝土包括C85高抛自密实混凝土、C50-C80高性能超高泵送混凝土等施工新技术。通过初步配合比的设计计算和过程中的实验调整,得出最终的施工配合比,并成功应用在实际工程当中；对钢构件的加工、吊装、混凝土的超高泵送技术、混凝土超声波密实度的检测等相关技术进行分析总结以利于钢管混凝土框架-核心筒结构体系综合施工技术的有效推广；根据钢管柱结构抗火等级要求对钢管柱防护层的厚度进行分析和计算,并优化出适合现场施工的工艺。此综合施工技术的研究对类似工程的方案设计与施工具有较大的现实指导意义。本文论述中所涉及到的“钢管混凝土大截面圆柱外挂网抹浆防护层施工(工法编号：AHGF59-12)”和“超高层核心筒墙帽与空心钢管劲性宽扁梁复合楼盖体系施工(工法编号：AHGF51-12)”都已经通过安徽省2012年度的省级工法评审,并获得良好的社会效益和经济效益。
何锦华[7]2006年在《低收缩免振捣自密实高性能混凝土的配制与质量控制技术研究》文中研究表明普通混凝土作为混凝土结构的主体材料,被广泛应用于包括建筑工程、交通工程、水利工程、地下工程以及其他特殊结构工程在内的各种土木工程领域。随着现代土木工程日益向着超大规模化和复杂化的方向发展,以及人们对环境的日益重视,使用普通混凝土材料尤其是使用需强力振捣的普通混凝土材料的缺点也日趋明显,限制了混凝土结构在复杂结构物中的应用,城市区域普通混凝土的振捣施工扰民问题也倍受关注。免振捣自密实混凝土具有高流动性、高充填性、高抗离析性等特点,有效解决了浇注振捣困难或无法振捣的难题,为混凝土的应用提供了新的技术保障,具有广阔的市场前景。本文提出了对免振捣自密实高性能混凝土性能的评价方法、性能指标以及相应的试验方法,并根据上述方法对配制的免振捣自密实混凝土拌合物进行试验验证。探讨了混凝土各组成成分对低收缩免振捣自密实高性能混凝土工作性和体积稳定性的影响规律,配制出了C30、C40和C50级低收缩免振捣自密实高性能混凝土,并初步提出了低收缩免振捣自密实高性能混凝土的配合比设计方法和施工控制技术。结果表明,所配制的混凝土不仅在新拌状态,而且在早龄期及硬化后都具有良好的性能。本文主要研究内容和取得的研究结果:1.以自密实工作性为目标的配制技术、试验室评价方法与机理:本文通过正交试验等方法,优化配合比设计,确定了C30、C40、C50自密性免振捣低收缩高性能砼的基础配合比;比较了现行各国对自密实高性能混凝土的试验室评价方法,提出了适合我国国情的自密实高性能混凝土自密实工作性的试验室评价方法。试验结果表明,坍落度、扩展度、倒置坍落度桶流过时间试验方法、L型仪试验方法、U型仪试验方法均适合自密实混凝土工作性的试验室评价。2.以减少干燥收缩为目标的配制优化:本文通过对混凝土组成材料的分析,将外加剂、掺合料、纤维作为对混凝土的变形性能影响最大因素进行系统试验和长龄期测试分析。结果表明,新型聚羧酸混凝土外加剂和减缩剂有效减少了外加剂对混凝土体积收缩的不利影响;30%的粉煤灰、钢纤维和聚丙烯纤维都能够降低自密实高性能混凝土的收缩值,钢纤维和聚丙烯纤维混掺具有迭加效应,对控制自密实高性能混凝土的早期收缩更加有效。3.抗碳化研究与分析:本文根据工程实际应用条件主要研究了自密实高性能混凝土的抗碳化能力。结果表明,优化配制的自密实高性能混凝土有较好的耐久性。4.自密实、低收缩的高性能混凝土配制方法:提出了配制自密实免振捣低收缩高性能混凝土对原材料要求、集料级配设计方法和配合比设计方法。5.自密实混凝土施工工法:根据免振捣自密实混凝土的施工应用经验,提出了自密性免振捣低收缩高性能混凝土的生产控制方法。自密性免振捣低收缩高性能混凝土的工程质量与生产和施工质量密切相关。生产和施工中的各种因素对自密性免振捣低收缩高性能混凝土的质量影响都很敏感,自密性免振捣低收缩高性能混凝土生产和施工的规范化对确保工程质量至关重要。
杨娟[8]2017年在《含粗骨料超高性能混凝土的高温力学性能、爆裂及其改善措施试验研究》文中研究指明本文制备了多种56d龄期抗压强度为120～160 MPa的含粗骨料超高性能混凝土(Ultra-High-Performance Concrete with Coarse Aggregate,UHPC(CA))和活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,RPC),包括无任何纤维掺入的空白组UHPC(CA)、单掺钢纤维的UHPC(CA)和RPC、混掺钢纤维和聚丙烯(Polypropylene,PP)纤维的UHPC(CA)及RPC、不同组分混掺环保型钢纤维、橡胶颗粒和PP纤维的UHPC(CA)。以试验为主测定这些超高性能混凝土的残余力学性能和高温爆裂行为,为具有抗火性要求的超高性能混凝土结构设计、相关标准规范制定以及科学评估遭受火灾后的超高性能混凝土工程结构的安全性提供参考价值。本文获得的主要研究成果如下:(1)空白组UHPC(CA)具有良好工作性能、超高强度和突出耐久性能,但其韧性和抗收缩性能较差。空白组UHPC(CA)遭受各目标温度后的残余力学性能及其相对常温时的残余强度百分率均高于高性能混凝土(High-Performance Concrete,HPC);各类型钢纤维中,高强度钢纤维最有利于提高UHPC(CA)的残余力学性能,尤其是残余断裂能。其中,单掺镀铜钢纤维的UHPC(CA)的峰值残余抗压强度超过 200 MPa。(2)因高温引起了混凝土内部"二次水化",各类型纤维增韧超高性能混凝土的残余抗压强度和残余劈裂抗拉强度均随着目标温度的升高而呈现先升高再降低的趋势,其相对于常温时强度的残余抗压强度百分率以目标温度为变量可拟合为二次多项式函数或者线性函数;而各类型纤维增韧超高性能混凝土的残余断裂能却逐渐下降,多与目标温度成为线性函数关系。然而,空白组UHPC(CA)的孔粗化严重,其残余断裂能与掺入钢纤维的超高性能混凝土的规律相反。(3)空白组UHPC(CA)遭受从常温至800℃高温加热过程中发生了严重高温爆裂,其高温爆裂的发生几率和严重程度均显着大于HPC。单掺钢纤维可以改善超高性能混凝土的高温爆裂,但不能避免高温爆裂的发生;混杂掺入钢纤维和PP纤维可以显着改善空白组UHPC(CA)的高温爆裂,且避免了部分试件发生高温爆裂,而掺量为0.5%体积率的钢纤维的改善效果优于掺量为1.0%的情况。其中混杂掺入波纹型高强度普通钢纤维(体积掺量为0.5%)和PP纤维最有利于提高UHPC(CA)的抗高温爆裂性能。(4)UHPC(CA)的抗高温爆裂性能均优于RPC,粗骨料起到了减轻混凝土高温爆裂的作用,这是因为,粗骨料的存在降低了超高性能混凝土内部的温差热应力,增加了纤维在砂浆基体中的分布密度。(5)含湿量显着影响了超高性能混凝土的高温爆裂,含湿量越大,高温爆裂越严重,这说明了蒸汽压是引发超高性能混凝土高温爆裂的主导因素。而大量粗骨料在UHPC(CA)发生高温爆裂过程中从砂浆基体中剥离出来并保持完整以及部分超高性能混凝土发生逐层爆裂的试验现象均显示,蒸汽压和热应力的组合作用最终导致了超高性能混凝土高温爆裂的发生。(6)UHPC(CA)的内部蒸汽压力随着混凝土试件含湿量的增大而增大,100%含湿量的空白组UHPC(CA)的内部蒸汽压力可达到5.024 MPa;此外,降低加热速率明显降低了 UHPC(CA)的高温爆裂严重程度。(7)来自废旧轮胎的附着橡胶颗粒的环保型钢纤维(Recycled Steel Fiber with Rubber,RSFR)对UHPC(CA)的劈裂抗拉强度和断裂能的提高幅度显着大于其他类型钢纤维,尤其是断裂能;未附着橡胶颗粒的环保型钢纤维(Recycled Steel Fiber without Rubber,RSF)对UHPC(CA)高温爆裂的改善效果优于RSFR,混杂RSF(体积掺量为0.5%)与PP纤维显着提高了 UHPC(CA)的抗高温爆裂性能。因此,RSFR和RSF可以替代部分普通钢纤维应用到超高性能混凝土结构构件中,具有重要环保意义。
王书强[9]2004年在《自密实高性能混凝土在建筑结构方面的研究与应用》文中认为自密实混凝土属于高性能混凝土，它具有高流动性、高抗离析性、高填充性的性能，在自重作用下无需振捣，自行填充模板空间，形成自密实的混凝土结构，有良好的力学性能和耐久性能，可以加快工程建设进度、缩短工期、有效控制混凝土的质量、提高建筑物及构筑物的耐久性，并有利于环境保护，具有较高的社会和经济效益。 国内自密实高性能混凝土的研究与应用还处于起步阶段，而且这种高性能混凝土的性能随各地区材料的不同其差异较大。本文旨在通过在青岛地区材料基础上的自密实高性能混凝土的试验研究应用，得出自密实高性能混凝土的工作性能和力学性能规律，研制出常用强度等级的免振捣高性能自密实高性能混凝土，促进自密实高性能混凝土在我国的推广应用。 为得到自密实高性能混凝土的最佳工作性能，在研究中借助流变学理论，分析研究了混凝土拌合物免振捣成型和密实的机理，在大流动性的前提下，要求混凝土具有良好的填充性、钢筋间隙通过性和粘聚性，防止泌水、离析，解决变形能力与抗离析性能力的矛盾。通过加工的March筒、截锥形圆模、U型仪、L型混凝土流动仪等实验仪器以及对各种原材料的物理及化学性能展开详尽的调查研究，进行了多种材料下的水泥与外加剂相容性、混凝土的流动性、混凝土的填充性和钢筋通过性、混凝土的抗离析性等系统试验，在对34组试验、500多个数据的详细认真分析的基础上，利用复合后的外加剂，得出各项工作性能均较佳的自密实混凝土所用原材料比例范围。 在满足自密实高性能混凝土工作性能的前提下，通过强度试验得出常用强度等级混凝土的配合比，检测该配合比下的自密实高性能混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、钢筋握裹力性能、抗渗性、收缩性、抗炭化性等性能，以及各种性能与普通混凝土的比较，验证自密实高性能混凝土硬化后的各方面力学性能是完全能够符合要求的，并且具有较高的耐久性。 试验研究后，在高层住宅楼的剪力墙板中进行了实践应用，经检测，试验数据完全正常，达到了预期目的和要求，较为成功。 根据工程应用后结果，利用本文所提出的自密实高性能混凝土的工作性能标准和混凝土设计方法是可行的，具有使用的适用性和可靠性，为该种混凝土在更广阔的领域的进一步发展奠定了基础。
张小云[10]2008年在《自密实轻骨料混凝土试验研究》文中研究表明混凝土是目前土木工程领域应用最多的建筑材料,自普通混凝土出现以来,得到快速的发展,通过改变混凝土的组成材料,越来越多的新型高性能混凝土(HPC)不断出现。自密实轻骨料混凝土(SCLC)就是其中的一种,它是在自密实混凝土(SCC)和轻骨料混凝土(LWC)的基础上发展起来的。自密实轻骨料混凝土兼有自密实混凝土和轻骨料的特性,既有轻骨料混凝土自重轻又有自密实混凝土自动填充成型的特点。同时SCLC又具备SCC和LWC不具有的性能,开拓了混凝土发展的新的领域。SCLC的出现为结构设计、结构补强、结构修复提供了良好的建筑材料,必将成为结构工程领域混凝土应用的趋势。但是自密实轻骨料混凝土是在2000年以后才出现的,目前关于SCLC研究者还很少,关于SCLC的资料还很有限,这对它的推广应用有着很大的限制作用。本文采用全计算法中水量计算公式和固定砂石体积法中粗骨料、砂子的固定体积系数相结合的方法,通过多次实验室试配,根据坍落扩展度和L槽试验参数优选出强度等级为SCLC40和SCLC50的自密实轻骨料混凝土的配合比。对自密实轻骨料混凝土的工作性能(坍落扩展度、J-环、U-管、L-槽、V型漏斗和分层试验),力学性能(抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和弹性模量)和长期性能(0～230天自由收缩性能和3～365天徐变试验)进行了研究,并与普通混凝土和普通骨料自密实混凝土的各项参数进行了对比。结果表明:自密实轻骨料混凝土(SCLC40和SCLC50)的工作性能均达到了欧洲自密实混凝土工作性标准的要求;自密实轻骨料混凝土具有比强度高、韧性好、弹性模量小的优点;自密实轻骨料混凝土的早期收缩和徐变主要发生在拆模和加载后的一个月内,后期发展速度相对较小。与普通自密实混凝土相比,自密实轻骨料混凝土早期收缩率小(一周之内都处于膨胀状态),但后期发展速度较快;自密实轻骨料混凝土徐变系数小。研究结果为自密实轻骨料混凝土的工程应用提供了参考。
参考文献：
[1]. 低强度自密实混凝土及其收缩性能的试验研究[D]. 杨静. 河北农业大学. 2008
[2]. 干拌自密实混凝土基本力学性能试验研究[D]. 汪秀石. 合肥工业大学. 2007
[3]. 钢管混凝土构件在复杂受力状态下的工作机理研究[D]. 尧国皇. 福州大学. 2006
[4]. 纳米SiO_2高性能混凝土性能及机理研究[D]. 王宝民. 大连理工大学. 2009
[5]. 混杂纤维高性能混凝土抗裂和抗冻融性能研究[D]. 马晓华. 大连理工大学. 2006
[6]. 珠江新城超高层钢管混凝土框架—核心筒结构施工技术的研究与应用[D]. 王成洋. 安徽理工大学. 2013
[7]. 低收缩免振捣自密实高性能混凝土的配制与质量控制技术研究[D]. 何锦华. 东南大学. 2006
[8]. 含粗骨料超高性能混凝土的高温力学性能、爆裂及其改善措施试验研究[D]. 杨娟. 北京交通大学. 2017
[9]. 自密实高性能混凝土在建筑结构方面的研究与应用[D]. 王书强. 西安建筑科技大学. 2004
[10]. 自密实轻骨料混凝土试验研究[D]. 张小云. 大连理工大学. 2008
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