基于CT图像三维重建的高温下再生混凝土孔隙特征研究

高温会导致混凝土微细观结构损伤劣化,进而导致混凝土力学性能下降。本工作利用计算机层析成像(CT)技术对高温后掺加玻化微珠的再生混凝土(Recycled aggregate concrete mixed with glazed hollow beads, GHB-RAC)试件孔隙结构特征进行识别,基于CT扫描与三维重构建模提取并分析了混凝土孔隙结构的特征参数,同时利用灰色关联理论探究孔隙结构特征参数对混凝土残余抗压强度的影响程度。研究结果表明,温度会影响GHB-RAC内部孔隙结构,内部孔隙孔径及表面积随温度升高而增大,温度的升高也会影响混凝土孔隙均匀性,加剧孔隙不均匀性分布;玻化微珠(Glazed hollow beads, GHB)对混凝土温度传导的阻碍作用明显,GHB的掺入改善了混凝土的孔隙结构,减弱了高温导致的孔隙畸化;孔隙尺寸、孔隙球体度及孔隙表面积与残余抗压强度的灰色关联度均在0.55以上,表明孔隙结构参数与残余抗压强度关联性较好。

冻融循环作用下保温混凝土黏结滑移本构模型研究

冻融循环作用下,钢筋与混凝土之间的黏结锚固性能遭到破坏,而钢筋与混凝土之间的黏结滑移本构关系模型能够综合反映两者间的黏结锚固性能。通过中心拉拔试验,研究了冻融循环作用下钢筋与玻化微珠保温混凝土(TIC)黏结锚固性能的退化规律,测定了试件的黏结滑移曲线,并与普通混凝土(NC)对比分析。研究结果表明:冻融循环次数增大,钢筋与TIC试件黏结锚固作用减弱,极限黏结强度减小,峰值滑移增大,与NC试件变化规律一致;相同冻融循环次数后,TIC试件的极限黏结强度大于NC试件,且其峰值滑移小于NC试件;冻融循环200次后,TIC试件破坏形式为拔出破坏,而NC试件为劈裂破坏。进一步基于试验研究,提出了冻融循环作用前后钢筋与玻化微珠保温混凝土黏结滑移本构关系模型,该模型与试验结果吻合较好,对于玻化微珠保温混凝土材料在工程实践中的应用和相应规范的完善具有参考价值。

再生保温混凝土受拉应力应变全曲线的研究

利用刚性框架法得出完整的再生保温混凝土(RATIC)受拉应力应变全曲线,对再生粗骨料取代率分别为0、30%、50%、70%、100%的RATIC抗拉性能进行了系统的研究,确定了RATIC的受拉性能特征值,得到了RATIC的受拉应力应变全曲线。结果表明,RATIC受拉应力应变全曲线与普通混凝土相似,抗压强度相同时,未掺加再生粗骨料的RATIC的变形能力比普通混凝土提升25.8%,弹性模量降低34.4%。RATIC的变形能力随着再生粗骨料取代率的增大而逐渐减小,弹性模量的变化较小,受拉应力应变全曲线的下降段越来越陡。结合试验数据拟合出RATIC受拉应力应变全曲线方程。

不同采收期无花果叶中补骨脂素含量的测定与分析

为探索青岛地区无花果叶补骨脂素含量随时间的变化情况,确立无花果叶的最佳采摘时间,将无花果叶茂盛期内每隔15 d采集的叶子利用乙醇浸提,然后采用薄层层析法和高效液相色谱(HPLC)分析法测定叶中补骨脂素的含量。结果表明,6月中旬采集的无花果叶中补骨脂素的含量最低,10月初采集的无花果叶中补骨脂素的含量最高,为无花果叶中补骨脂素的开发应用提供参考。

低速冲击下钢纤维混凝土梁的动力学行为与三维细观仿真

钢纤维的掺入可有效增强混凝土的整体性与基体韧性,满足实际工程中对混凝土材料高强度与高韧性的性能要求,但现阶段对于钢纤维混凝土增强增韧机理与破坏机制的研究主要基于宏观试验,难以全面揭示材料内部损伤破坏过程及钢纤维增韧机理。通过建立钢纤维增强混凝土梁的三维细观模型,更为直观地分析钢纤维掺量和冲击速率对于钢纤维混凝土梁抗冲击性能与破坏形态的影响。结果表明:利用三维钢纤维增强混凝土梁细观模型可有效反映动态冲击条件下梁的力学性能与破坏形式;在低速冲击下,钢纤维的掺入可提升混凝土的耗能与抗冲击性能,且钢纤维存在最优掺量;当冲击速率低于10 m/s时,钢纤维的增强效果更为显著。该成果可为复杂动力环境中或低速冲击威胁下钢纤维混凝土受弯构件的工程应用与安全评估提供参考。

基于X-CT的高温后再生保温混凝土损伤分析

火灾的发生往往会导致混凝土材料微细观结构的损伤劣化,体现在水化物分解、孔隙结构粗化、热开裂和水汽压力升高诱致开裂等,继而导致材料宏观力学性能及耐久性的下降。轻质高强、内部多孔、高热稳定的玻化微珠(GHB)的细观调控功能可实现混凝土耐高温性能的提升。为了研究受高温作用的再生保温混凝土(RATIC)内部细观结构及裂纹变化特征,本研究首先对高温作用后的RATIC开展了立方体抗压强度试验和CT扫描试验,之后利用基于改进的自适应阈值法和区域生长法的图像分割算法,建立了基于真实结构的RATIC细观模型,分析了不同GHB及再生骨料(RCA)掺量的RATIC试件随温度变化时其内部微裂纹的孕育、萌生、发展及贯通过程。并对RATIC破坏形态与CT结果进行了对比分析。研究结果表明:GHB对裂缝的延伸有显著阻断作用,为蒸汽压提供了释放通道,缓解了砂浆区域、孔隙边界处的开裂,减缓了热量的传播,提升了混凝土抗热致损伤性能。

高温射流冲蚀下耐火混凝土的热致劣化研究

为了研究导流槽专用耐火混凝土在高温射流冲蚀下的劣化机制与损伤演化,采用高温射流试验平台对耐火混凝土进行了试验,并采用扫描电子显微镜、X射线衍射技术分析了耐火混凝土的微观形貌和物相的组成和变化.结果表明:在高温射流过程中,耐火混凝土内部发生了一系列的脱水、转化、结晶和烧结过程,产生了大量孔隙和裂缝,界面过渡区也遭到破坏;混凝土的耐高温冲蚀性能随养护天数的增加而降低,冲蚀次数对混凝土的抗高温性能、体积稳定性、抗热稳定性影响不显著;混凝土的间歇性冲蚀深度远小于连续性冲蚀深度.结合混凝土的损伤演化特征,根据试验条件提出了一种单次受火平均烧蚀深度的计算假设,并对导流槽混凝土的寿命周期进行了预测.