超高性能混凝土与普通混凝土结合面抗腐蚀及力学性能研究

超高性能混凝土与普通混凝土(UHPC-NC)的结合面是影响整体装配式混凝土结构静、动力性能的关键部位。针对不同腐蚀环境中的UHPC-NC试件进行离子腐蚀及力学性能试验,分析了腐蚀机理。结果表明:总体上,UHPC-NC试件NC部分相同位置处的硫酸根离子浓度高于NC整浇试件;在相同腐蚀龄期、相同腐蚀深度下,NC整浇试件的抗氯离子腐蚀性能较UHPC-NC试件好;在硫酸盐及混合溶液中,UHPC-NC试件的劈裂抗拉强度随腐蚀龄期的增长总体呈先增加后降低的趋势;在氯盐溶液中,UHPC-NC试件的劈裂抗拉强度随龄期的变化相对较小;腐蚀前期,硫酸盐腐蚀产物的存在使试件内部结构更加密实,但腐蚀后期由于腐蚀产物的不断累积,体积增大,加速了裂缝的扩展,劣化试件内部结构。

普通混凝土初步配合比的设计

普通混凝土的配合比指混凝土中各种组成材料用量之间的比例关系,混凝土配合比设计对工程质量有着重要的影响,但因为混凝土初步配合比计算量比较大,信息比较多,导致对设计人员的专业知识储备要求高。结合C30混凝土配合比设计实例来重点探讨混凝土初步配合比的设计步骤,且在计算粗、细骨料用量时,采用质量法和体积法做了简单的配合比计算分析对比。结果表明,两种方法均能准确得到混凝土中粗细骨料用量以及符合设计要求的混凝土初步配合比。质量法计算流程要简化些,具有较强的适用性;体积法计算量较为复杂,但计算结果更符合实际情况。因此,在混凝土初步配合比设计时,可根据工程实际需求选取一种方法来进行计算。

普通混凝土-高延性混凝土组合式机场道面结构应力响应分析

由于普通混凝土(Regular Concrete,RC)弯拉强度较低、韧性差、易开裂,用于机场道面易出现断板、脱空和开裂等病害;高延性混凝土(High Ductility Concrete,HDC)具有高强度、高韧性和高抗裂性能,因此提出一种新型普通混凝土-高延性混凝土(RC-HDC)组合式机场道面结构,设计了RC单层板、HDC单层板和RC-HDC组合板3种机场道面结构。考虑基层支撑、接缝传荷能力和复杂起落架作用,建立了三维刚性道面有限元模型,分析了不同飞机荷载、道面板结构、道面板厚度、基层厚度、基层模量和土基反应模量等因素下的道面板应力响应,并计算了不同飞行区等级下的道面板最小设计厚度。研究结果表明:HDC单层板和RC-HDC组合板的弯拉强度为20 MPa和18 MPa,分别是RC单层板的4倍和3.6倍;RC-HDC组合板能够发挥HDC高弯拉强度和RC高模量的优势;对于相同道面结构,单轴单轮起落架荷载作用下道面板应力最大,双轴双轮起落架作用下道面板应力最小;4C、4D、4E、4F飞行区等级下,RC-HDC组合板的最小设计厚度分别为RC单层板的38.6%、39.0%、39.9%、41.5%;采用RC-HDC组合板不仅可以大幅减小道面板厚度,而且具有较好的经济性。

可再生资源在普通混凝土生产中的应用与优化策略

人们生活在一个地大物博的地球之上,地球上有很多的自然资源可以使人们很好的生存下去,自然资源可以分为可再生资源和不可再生资源两种资源类型,可再生资源是指通过自然力可以不断循环利用的资源,例如水资源、太阳能等。可再生资源并不是能永久的使用,它可以在特定的条件下持续再生或者扩大其储备量,这样可以延长资源的使用寿命。混凝土的生产过程中,可以运用可再生资源,从而减少资源浪费和环境污染,提高资源利用效率。本篇文章的主要内容是探讨可再生资源在普通混凝土生产中的应用与优化策略。

超高性能混凝土与普通混凝土的界面黏结及渗透性能研究

界面抗渗性是评价结构耐久性与适用性的重要指标。超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)由于力学性能和耐久性优异,作为加固修复材料可以有效提高试件界面黏结性能,从而提升试件整体性能。试验采用劈裂试验和渗透试验方法,探究了普通混凝土表面处理方式和混凝土强度对UHPC-普通混凝土界面黏结抗拉性能和渗透性能的影响,并建立了界面黏结抗拉强度与相对渗透系数的关系。试验表明,界面粗糙度的增加可以显著提升界面黏结性能和渗透性能,而混凝土强度的影响有限;界面抗渗性与界面粗糙度呈正相关,粗糙的接触面增加了两者的接触面积,提高了水流渗透时实际的渗流路径,阻碍了水分的传输;界面相对渗透系数与界面黏结抗拉强度呈负相关,相对渗透系数随着界面黏结抗拉强度的增加而降低。

普通混凝土巷旁充填沿空留巷试验

基于缓斜中厚煤层综采工作面沿空留巷顶板岩层运动规律及其变形特征,分析了采用普通混凝土进行巷旁充填沿空留巷的可行性,提出了支护体的特点和性能要求,并设计出合理、经济的支护体系。试验表明,采用普通混凝土巷旁充填结合巷内锚、网、索联合支护、巷旁充填体两侧采用单体液压支柱临时支护以及采空区侧用锚索加强支护的护巷方式,充分弥补了普通混凝土初凝时间长、初期强度低的缺点,能有效地控制顶板岩层。

活性粉末混凝土与普通混凝土黏结劈拉性能

采用立方体黏结劈拉试件研究活性粉末混凝土中钢纤维掺量、界面黏结方式、试件浇筑形式及普通混凝土强度等级对活性粉末混凝土-普通混凝土黏结劈拉性能的影响,分析两者之间的黏结机理。试验结果显示,活性粉末混凝土-普通混凝土界面黏结良好,破坏形式有黏结面破坏、黏结面破坏＋普通混凝土开裂及普通混凝土破裂3种;活性粉末混凝土中的钢纤维可提高界面粗糙度和机械咬合力,有阻裂抗裂作用,增加钢纤维掺量使黏结劈裂强度增大;以劈裂面作为黏结面能够提高活性粉末混凝土-普通混凝土黏结界面的粗糙度,黏结劈拉强度高于以自然面黏结的试件;水平浇筑的黏结劈拉强度值大于竖向浇筑,约为竖向浇筑的1.1~1.3倍;普通混凝土强度的提高使得黏结劈拉强度增大。

南海岛礁普通混凝土结构耐久性的调查研究

为了探究热带海洋环境下混凝土结构的耐久性,通过对我国南海岛礁普通混凝土结构的现场调研与测试,研究了普通混凝土的破坏现状、碳化深度、自由氯离子含量（C_f）和总氯离子含量（C_t）,并计算了氯离子结合能力（R）、表面自由氯离子含量（C_s）、表观氯离子扩散系数（D_a）和自由氯离子扩散系数（D_f）。结果表明：在南海岛礁工程中,普通混凝土结构的主要破坏特征为混凝土保护层胀裂、剥落、垮塌、露筋、钢筋锈蚀等;其碳化服役寿命不足25a;海风是加速氯离子扩散渗透的主要因素之一;普通混凝土在南海岛礁环境下的D_a值大于北欧、北美及我国东海等近海环境,大致高1~2个数量级。

再生混凝土与普通混凝土抗冻性能的比较

通过对普通混凝土和再生混凝土遭受一次冻结后的冻害情况进行分析和比较,分掺加外加剂和未掺外加剂两种情况分别进行的。比较后分析再生混凝土与普通混凝土在抗冻性能方面的差异和联系,并阐述产生差异的原因以及外加剂对各自抗冻性能的影响。

超高性能混凝土-普通混凝土界面抗剪性能试验研究

力学性能和耐久性优异的超高性能混凝土(UHPC)非常适用于损伤普通混凝土(NC)结构的修复加固,其中UHPC-NC界面的抗剪性能对确保良好的加固效果至关重要。论文通过7组抗剪推出试验,评估NC表面光滑、凿毛、露筋、刻槽、钻孔和植筋等UHPC-NC界面的抗剪性能和破坏模式;并利用斜剪试验,探讨UHPC龄期、NC基体湿润度、NC表面粗糙度和UHPC养护条件对界面抗剪强度的影响。试验结果表明,UHPC-NC界面抗剪黏结性能优异,界面破坏方式基本为NC剪切破坏或界面+NC破坏两种模式,未出现完全的界面剥离破坏。NC表面粗糙度是影响界面抗剪强度的主要因素,凿毛或刻槽的UHPC-NC界面获得了最佳的抗剪承载力,植筋和刻槽界面在抗剪破坏时表现出较好的延性。此外,NC越湿润,UHPC-NC界面的抗剪强度越高,在UHPC早期龄期(3~7d)时界面可获得绝大部分抗剪强度(88.5%~95.0%),在常温养护条件下UHPC-NC界面的抗剪性能优于高温养护界面。

提高普通混凝土强度和耐久性的正交试验研究

本文针对当前国内普遍使用的普通混凝土所存在的结构不均匀、抗渗性差、寿命短等问题 ,采用正交试验方法 ,进行了提高普通混凝土强度和耐久性的试验研究。研究结果表明 :通过调整混凝土内部各组分的比例 ;限制混凝土单方用水量 ;控制混凝土的水胶比 ;掺入细度合适的一定量的复合掺合料 ;同时使用减水率高、可以控制塌落度损失的高效减水剂等措施 ,可以使混凝土拌和物结构均匀 ;塌落度损失得到控制 ,保证泵送和大流动性施工的要求 ;硬化的混凝土具有较高的强度 ;混凝土耐久性得到大幅度提高 ,使用寿命可以显著延长。

橡胶混凝土与普通混凝土的黏结性能

通过对100多块橡胶混凝土和普通混凝土试件的劈裂抗拉试验研究,分析了2种混凝土浇筑间隔时间、黏结面处理方法、橡胶颗粒掺量和种类对2种混凝土间黏结性能的影响;研究了2种混凝土间劈拉强度与轴心抗拉强度的关系.研究结果表明:浇筑间隔时间、黏结面处理方法、橡胶颗粒掺量和种类对劈拉强度均有影响;不管采取何种措施,2种混凝土的黏结面都是抗拉破坏的薄弱环节;劈拉强度和轴心抗拉强度未呈明显的线性关系.

石灰石粉在普通混凝土中的应用研究

利用磨细石灰石粉分别取代混凝土中粉煤灰、矿粉的用量进行了相关混凝土性能试验,分析了石灰石粉在不同掺量情况下对混凝土的工作性能、力学性能的影响,研究结果表明:利用石灰石粉取代50%以上甚至完全取代粉煤灰与矿粉复合掺入混凝土中,能够改善混凝土的和易性能,其各龄期强度能够与基准混凝土持平甚至是有所超过;针对不同细度的石灰石粉进行了混凝土试验,证明石灰石粉越细,其填充性越好,对混凝土性能的益化作用越大;同时对石灰石粉取代不同厂家粉煤灰50%、100%用量进行了对比试验研究,证明石灰石粉替代粉煤灰用量具有广泛的适应性。

超高性能混凝土-既有普通混凝土界面粘结性能研究综述

超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)具有优异的力学性能和耐久性,被广泛应用于组合构件及结构加固中,其中,UHPC与既有普通混凝土(Existing normal concrete,NC)之间的界面粘结性能至关重要。本文综述了国内外UHPC-NC的界面粘结性能的试验方法及界面抗剪强度计算公式、影响因素与界面耐久性能的研究进展,指出了测试方法存在的不足,探究了不同规范的界面抗剪强度计算式对UHPC-NC的适用性,总结了不同因素对UHPC-NC界面粘结性能的影响,包括纤维、界面粗糙度、界面含水率、界面剂、既有混凝土强度、胶凝材料和养护制度等,阐述了其界面特性的增强机理,探讨了耐久性的现阶段研究。UHPC-NC具有优异的界面粘结强度,其中,合适的养护制度与纤维能够减少UHPC的收缩,增强材料之间相容性;界面粗糙度与既有混凝土强度的增加可以有效避免界面破坏;界面剂、胶凝材料及适当的界面含水率可以改善过渡区;UHPC-NC界面具有较好的抗渗透性能和抗冻融性能。

普通混凝土与轻集料混凝土的受压动力性能

为探究混凝土结构的动力特性,对轻集料混凝土与普通混凝土进行了10种应变率下的单轴受压动力性能试验,得到了2种混凝土应力-应变曲线及不同工况下的破坏形态特征.根据试验所得应力-应变曲线提取试件的峰值应力、峰值应变和弹性模量,同时对不同加载工况下试件破坏形态进行动力特征对比分析.结果表明:静动力应变率下普通混凝土的破坏形态主要是黏结材料破坏,而轻集料混凝土的破坏形态主要是轻骨料剪切破坏;随着应变率的提高,2种混凝土峰值应力、弹性模量均有明显提高,但轻集料混凝土较普通混凝土受加载应变率的动力影响更为明显;普通混凝土、轻集料混凝土峰值应变随应变率变化较小但其离散性较大.同时根据试验结果建立了普通混凝土与轻集料混凝土的应变率与峰值应力、弹性模量的关系公式,峰值应力和弹性模量经无量纲化处理后的值与相对应变率的对数值成线性关系.

普通混凝土基本受力形态动力性能试验研究

为探究普通混凝土基本受力形态动力性能,利用液压伺服机和材料剪切设备,设置五种不同加载应变率对普通混凝土展开受压、劈拉和受剪动力性能试验研究,得到不同加载方式下混凝土破坏形态和应力-变形曲线,根据应力-变形曲线提取峰值应力和峰值变形特征参数,分析三种不同受力方式下混凝土的动力性能。研究结果表明:混凝土受压、劈拉和受剪均存在明显动力效应,破坏形态受应变率影响较为明显;随着加载应变率提高,三种受力方式混凝土峰值应力均明显提高,其中劈拉加载方式受应变率的影响最为明显;针对峰值变形分析,受压和劈拉加载方式作用下混凝土峰值变形不受加载应变率影响。而剪切荷载作用下,随着加载应变率的提高,混凝土受弯曲效应和旋转效应影响逐步明显,导致剪切峰值变形逐步增大。同时,根据本试验数据进行数学回归分析,三种不同加载方式混凝土峰值应力与加载应变率无量纲化对数值呈线性变化关系。

早期标准养护时间对普通混凝土抗碳化能力的影响

借助加速碳化试验对混凝土抗碳化能力随早期标准养护时间的变化规律进行了试验研究．得到：在胶凝材料为42．5级普通水泥、水灰比为0．50和砂率为40％的条件下，早期标准养护时间对混凝土强度影响较大，早期标准养护时间越短则28d混凝土强度越低．早期标准养护时间对混凝土碳化影响较大，早期标准养护时间越短则混凝土（加速）碳化深度越大，特别是当早期标准养护时间小于3d龄期时混凝土的碳化深度与标养28d的相比增加了50％～100％．泵送剂的掺入对碳化试验结果影响不大．总之，早期保湿养护时间对混凝土的力学性能和抗碳化耐久性能均有较大的影响．

超高性能混凝土与普通混凝土的黏结抗冻性能

对147个超高性能混凝土与普通混凝土的100mm×100mm×100mm立方体黏结试件进行了冻融循环后的黏结性能研究,测量了冻融后试件的相对动弹性模量、质量损失率以及劈裂抗拉强度,研究了超高性能混凝土中的钢纤维掺量、普通混凝土的强度等级、黏结面形式、试件的浇筑方向等因素对黏结试件抗冻性能的影响。结果表明,冻融循环结束后,所有黏结试件中的超高性能混凝土部分都没有出现损伤,超高性能混凝土可以作为普通混凝土结构的理想外围护材料;随着冻融循环次数的增加,黏结试件的相对动弹性模量逐渐减小,质量损失率先降低后增加,黏结试件的劈裂抗拉强度线性下降;影响黏结试件冻融后劈裂抗拉强度下降速度的关键因素是超高性能混凝土中的钢纤维掺量和黏结面的形式。

再生保温混凝土与普通混凝土抗冻性能对比研究

对再生保温混凝土(以下简称为RATIC)与普通混凝土(以下简称为NC)的抗冻性能进行了对比研究。通过对两种混凝土冻融循环作用下的动弹性模量、质量损失率、表观破坏情况以及抗压强度衰减程度的检测记录,对比分析两种混凝土抗冻性能的优劣程度。研究结果表明当冻融循环次数为150次时,NC相对动弹性模量下降为初始值的54.8%,质量损失率达到5.36%,抗压强度降低幅度为45.2%,试件出现严重水泥浆体剥落,边角断裂等现象。当冻融循环次数达到225次时,RATIC相对动弹性模量下降为初始值的60.75%,质量损失率达到4.87%,200次冻融循环下RATIC抗压强度降低幅度为44.2%。