抗收缩工程水泥基复合材料力学性能研究

工程水泥基复合材料(ECC)具有较好的延性和抗拉性能,但成型收缩率较大,容易导致试件成型开裂,严重影响结构的耐久性。在ECC中掺入高性能硫铝酸钙(HCSA)膨胀剂以减小ECC成型收缩率,研究了不同掺量的膨胀剂对ECC收缩率和力学性能的影响。结果表明:膨胀剂掺量为6%~8%(质量分数,下同)时可明显改善ECC的收缩率,膨胀剂掺量过高会使ECC出现膨胀现象;膨胀剂掺量为4%~6%时可明显提高ECC的抗压强度,但对抗拉强度影响较小;膨胀剂掺量为2%~4%时可明显提高ECC的剪切韧性,但对抗剪强度影响较小;膨胀剂掺量为6%~8%时可明显提高ECC的极限弯曲强度。

ECC-混凝土组合机场道面力学性能及疲劳寿命分析

机场水泥混凝土道面板由于受外界环境和人为因素影响,在使用5~7年后就会出现表面开裂等早期病害,并导致其他病害的加速发展,使其使用寿命远达不到设计的20~30年。为解决道面板表面开裂的问题,同时兼顾经济性的因素,设计了一种上层为工程水泥基复合材料(ECC,engineered cementitions composite)下层为普通混凝土的组合道面板。使用ABAQUS软件模拟飞机轮载作用在组合道面板上的力学性能并分析其使用寿命。结果表明:随着ECC层厚度的增加,道面板的弯沉量会略微增加,但由于ECC具有良好的抗拉、抗折性能,道面板的使用寿命会明显提升;ECC层厚度从100 mm增大到200 mm时,道面板的疲劳寿命提高约5.2倍。

环境温度作用下圆形混凝土沉箱温度场试验研究

以东北地区营口港码头已建成的圆形混凝土沉箱为研究对象,设计了环境温度作用下混凝土外壁温度场监测试验方案,完成了2018—2019年冬、春、夏、秋每个季节混凝土温度的7 d连续监测,同时采用LS-DYNA有限元软件建立了试验沉箱的有限元模型,分析了环境温度作用下沉箱混凝土四季的温度场和温度效应。研究表明:环境温度作用下沉箱外壁内侧混凝土温度变化缓慢,外侧混凝土随日照变化而快速变化;冬季沉箱内外侧混凝土温差和拉应力最大且超过混凝土抗拉强度;结构初始温度对冬季混凝土温度应力影响较大,当初始温度超过10℃时,沉箱混凝土外壁存在开裂风险,因此我国东北地区设计时应考虑环境温度作用对混凝土沉箱的温度效应。