透水混凝土力学性能影响因素的研究进展与分析

为保证工程建设的安全性和有效性,充分了解不同因素对透水混凝土力学性能的影响机理,总结了近年来国内外关于水灰比、砂率、掺合料种类及掺量、骨料粒径等因素对透水混凝土力学性能影响的研究成果,分析了现有研究中存在的不足和尚未解决的问题,并基于透水混凝土细观损伤机理和力学行为,指出了未来进一步研究方向。

煤矸石机制砂C20混凝土力学性能研究

为探究煤矸石机制砂对低强度等级C20混凝土力学性能的影响,调控煤矸石机制砂掺量和水灰比浇筑混凝土试块,开展抗压和抗折强度试验。结果表明:相同水灰比下,随煤矸石机制砂掺量增加,混凝土的抗压强度先增强后降低;相同取代率下,混凝土的抗压和抗折强度随水灰比增大而降低。相较于煤矸石机制砂取代率,水灰比对混凝土抗折强度的影响更大。取代率不超过30%时,对混凝土的抗压和抗折强度均有利,水灰比为0.55、取代率为25%时,混凝土抗压和抗折强度提高最多。

水灰比、砂率及纳米碳纤维对混凝土微波加热性能的影响

通过调整水灰比和砂率,研究了混凝土基本参数对其微波加热性能的影响,并对比分析了水灰比和砂率对混凝土力学性能及微波加热性能的影响程度。为提高混凝土的微波加热性能,以纳米碳纤维为吸波剂,研究了其对混凝土升温速率、温度分布、除冰效率等的影响。并通过介电常数试验和电阻率试验,分析了纳米碳纤维的影响机理。结果表明:随着水灰比和砂率的增大,混凝土的微波加热性能不断增强。与水灰比相比,砂率的改变对混凝土微波加热性能的影响程度更大。改变砂率对于混凝土微波加热性能的影响比对力学性能的影响更为显著。纳米碳纤维通过增大混凝土的介电常数、降低混凝土的电阻率,从而增强混凝土的介电损耗能力和电阻损耗能力,进而提高混凝土的微波加热性能。纳米碳纤掺量越大,混凝土的微波加热性能越佳。

风电塔筒用C80高性能混凝土配合比设计研究

本文以天津地区某混凝土塔筒工程实例为依托,对C80截锥状塔筒用混凝土的配合比进行优化设计,研究水胶比和砂率对混凝土工作性能、力学性能及表观效果的影响。综合各项性能测试结果表明:当C80截锥状塔筒用混凝土的水胶比为0.22,砂率为32%时,混凝土的工作性能、力学性能较优,且能够满足工程实际需求,可为该类现场预制塔筒构件用高强高性能混凝土的配合比设计提供技术参考。

超高性能混凝土配合比优化设计研究

针对UHPC的配合比优化开展试验研究,试验结果表明,UHPC的扩展度与水胶比呈正相关,力学性能与水胶比呈负相关,合理的水胶比为1.6~1.7, UHPC的扩展度与砂胶比呈负相关,力学性能随砂胶比增大先上升后下降,最佳砂胶比为1.1, UHPC的扩展度与钢纤维掺量呈负相关,力学性能与钢纤维掺量呈正相关,其中,钢纤维掺量大于1.5%之后,抗压强度的变化不明显,而抗折强度显著与钢纤维掺量呈正相关,钢纤维的合理掺量在1.5%~2%。

基于灰关联理论的混凝土抗压强度影响因素分析

基于灰色关联分析具备的发现系统中各因素对系统结果影响差别的特性,运用灰色关联分析方法,分析了粉煤灰掺量、砂率和水灰比等因素对混凝土抗压强度影响的显著程度。结果表明,粉煤灰掺量对混凝土抗压强度的影响最为显著,与实际实验结果基本一致。分析得出,灰关联分析方法具备一定的结果分析优势,对于现场混凝土试配具有较好的参考意义。

机制砂全再生粗骨料混凝土的力学性能

为探究骨料类型、水灰比与石粉含量对机制砂全再生粗骨料混凝土力学性能的影响,制备了不同石粉质量分数(5%、10%和15%)和不同水灰比(0.50、0.37和0.32)的全再生骨料混凝土试件.以72个立方体试件用于抗压强度试验,72个圆柱体试件用于弹性模量试验.结果表明,合理的石粉含量能有效提高再生骨料混凝土的力学性能,但在不同的水灰比下,最佳石粉含量存在差异;当水灰比和石粉含量双因素交互作用时,水灰比为0.32、石粉质量分数为15%的再生混凝土力学性能达到最优.构建了机制砂再生粗骨料混凝土抗压强度、弹性模量与水灰比、石粉含量的关系模型,计算结果的标准差与离散系数均不超过5%,模型精度良好.研究成果可为提高再生骨料混凝土力学性能及其工程应用提供理论依据.

水灰比对机制砂混凝土性能影响的试验研究

通过测试不同水灰比下C35、C40、C50花岗岩机制砂混凝土的工作性及力学性能,分析了水灰比对机制砂混凝土性能的影响,得到了机制砂混凝土的最佳配合比。结果表明:水灰比对机制砂混凝土的工作性有直接影响,也会间接影响机制砂混凝土的力学性能;在不同水灰比条件下,3种不同强度等级的机制砂混凝土力学性能的变化规律均相同;综合考虑机制砂混凝土的工作性和力学性能,确定了C35、C40、C50花岗岩机制砂混凝土的最佳水灰比分别为0.39、0.34、0.32。

基于DEM法的胶凝砂砾石材料宏细观破坏特征分析

【目的】探究胶凝砂砾石(CSG)材料宏细观力学特性及破坏特征。【方法】对不同水胶比(1.5、1.2、1.0)下的胶凝砂砾石材料进行室内单轴压缩试验,基于试验结果建立精细化CSG离散元(DEM)模型,采用宏-细观跨尺度结合的研究方法,探究CSG材料变形破坏特征。【结果】研究表明,当水胶比为1.0时,试件抗压强度最大,初始压密阶段最短。随着加载过程的持续,颗粒的侧向位移趋势逐渐增大,当进入裂纹发展阶段时,颗粒速度矢量出现明显的分隔线,最终发展为贯穿裂缝。整个加载过程,孔隙率表现为先减小后增大。【结论】研究成果揭示了CSG材料在不同加载阶段的力学特性及失效破坏时的宏细观特征。

超缓凝混凝土配合比设计及工程应用

超缓凝混凝土是一种能在较长时间内通过调整超缓凝高效减水剂掺量,改变凝结时间但不破坏混凝土性能,且其后期强度与普通混凝土无较大差异的新型混凝土。目前,超缓凝混凝土主要应用于高层建筑和地铁修建过程中的深基坑支护结构以及对混凝土凝结时间有特殊要求的超大体积混凝土,如超长大直径水下桩基工程,其在地铁车站等咬合桩施工中有广泛的应用优势。本文从工程实际要求出发,利用北京市地区常用原材料和苏博特超缓凝减水剂,配制出初凝时间大于36 h,24 h内具备一定流动性,7 d强度低于17.5 MPa,且28 d强度满足设计指标的C35超缓凝混凝土,并成功应用于实际工程施工中。

软基低阻水比模袋砂+钢管桩组合围堰受力特性分析

在总结现有水下隧道模袋砂围堰常见断面类型的基础上,针对软土地基模袋砂组合围堰断面尺寸大、阻水比高的问题,以广州某典型软土地基沉管隧道接口段围堰工程为研究背景,提出了低阻水比的模袋砂+钢管桩组合围堰方案。同时,分析了组合围堰中钢管桩的作用机制,探讨了围堰的受力特性,并研究了其对模袋充填厚度、模袋弹性模量和充填砂内摩擦角等参数的敏感性。分析结果表明:1)低阻水比组合围堰方案具有合理性,相较于常规方案,该方案中外侧围堰沉降显著增大,但其对模袋内力的影响较小,整体稳定性良好;2)围堰顶部沉降值和模袋拉力值均随模袋充填厚度的增加而增大;3)模袋弹性模量越大,围堰顶部沉降值越小,但模袋拉力值越大;4)围堰顶部沉降和模袋拉力与充填砂内摩擦角之间存在反向非线性关系。因此建议软土地基上的模袋充填厚度控制在0.5~0.7 m范围内,充填砂内摩擦角不小于28°,并可通过在底部铺设高强土工格栅来增强对围堰顶部沉降及其稳定性的控制。

胶砂比改性的高分子材料对古建筑修复的影响及性能研究

为了修复古建筑材料因病害造成的破坏,试验制备了3种硅烷偶联剂石灰类改性修复材料,并研究其性能。试验结果表明,减小胶砂比可以降低质量损失率,同时提升材料的抗压、抗折强度,最佳胶砂比为1∶3;对于不同掺量硅烷试件,长链硅烷的抗折强度较好,防水性较高,耐水性、耐久性良好;因此,最优硅烷偶联剂为辛基三乙氧基硅烷,最佳硅烷掺量为1%,此时,抗折强度为2.11 MPa,抗压强度为21.43 MPa,接触角为108.26°,软化系数为0.85,硫酸盐试验后质量变化率为0.81%,材料综合性能良好。

Effect of the Design Parameters on the Performance of Inner-Recycling Continuous Sand Filter

A novel integrated water treatment facility, inner-recycling continuous sand filter, is discussed. The theory of micro-flocculation is applied in the sand-washing circulation system with continuous filtration and backwashing. The design and operation parameters, which affect the performance of the filter, are discussed. The key design parameters are provided as follows: diameter of filter material is 0.7 to 1.0 mm, depth of filter bed is 0.6 m, filtration velocity is less than 12 m/h, ratio of gas to water is 9:11 and sand recycling rate is 2 to 4 mm/min.

机制砂混凝土抗碳化性能研究

为研究水灰比、水泥用量和石粉掺量对机制砂混凝土抗碳化性能的影响,分别制备不同水灰比(0.60、0.52、0.44、0.36)、不同水泥用量(360 kg/m^(3)、400 kg/m^(3)、440 kg/m^(3)、480 kg/m^(3))和不同石粉掺量(0、3%、5%、7%、9%、12%、15%)的机制砂混凝土试件,对其进行为期3 d、7 d、14 d、28 d、56 d、120 d的加速碳化试验,并测定其碳化深度。试验结果表明:在28 d碳化龄期前,机制砂混凝土碳化深度增长快速,28 d后趋于平缓,碳化龄期为28 d的碳化深度可作为机制砂混凝土抗碳化性能的评价指标;机制砂混凝土的碳化深度与水灰比呈正相关关系,与水泥用量呈负相关关系,且碳化深度随石粉掺量的增加呈先减后增的趋势。研究表明水灰比、水泥用量和石粉掺量均影响机制砂混凝土的抗碳化性能,可为机制砂混凝土的抗碳化性能设计提供依据。

海洋骨料混凝土力学性能试验研究

为了研究海洋骨料混凝土的力学性能,以海砂取代率、强度等级、减水剂与水泥质量比、复掺矿物掺合料类型、拌养用水和粗骨料类型为变化参数,设计并制作了44组共132个试件,进行轴心受压静力单调加载试验,观察其受力破坏过程及形态,获取试件轴压应力-应变曲线、重要物理及力学性能指标,分析各变化参数对其物理及力学性能指标的影响规律,提出了海洋骨料混凝土各强度指标之间的换算关系式和轴压应力-应变本构方程。结果表明:C30以上强度的海洋骨料混凝土呈珊瑚骨料劈裂破坏形态;各参数对海洋骨料混凝土干密度影响不大,变幅为1 983~2 143 kg/m^(3);海洋骨料混凝土峰值应变范围为3.59×10^(-3)~6.3×10^(-3);随海砂取代率的增加,试件力学性能指标上下波动变化;强度等级对其弹性模量、峰值应力及峰值应变影响显著;复掺偏高岭土和硅灰的海洋骨料混凝土力学性能较好;减水剂与水泥质量比对峰值应变影响显著,但对其他力学性能影响不大,变幅在14%以内;拌养用水对其峰值应力有一定影响;珊瑚粗骨料混凝土的延性及耗能均小于同强度的碎石混凝土,差幅为6%~48%。

掺陶砂超高性能轻质混凝土的性能及其影响因素

本文研究了水胶比、胶砂比、粉煤灰掺量、硅灰掺量、钢纤维掺量和陶砂密度等级对掺陶砂超高性能轻质混凝土(UHPLC)工作性能、力学性能、表观密度和比强度的影响,确定了最佳配合比,制得了干表观密度为1 950 kg/m^(3)、流动度为233 mm(略高于超高性能混凝土)、28 d抗压/抗折强度不小于120/20 MPa的UHPLC。借助X射线衍射仪和扫描电子显微镜,探讨了UHPLC水化产物、微观形貌随时间的变化规律,并从微观结构角度分析了陶砂与基体、钢纤维与基体的界面过渡区特征,揭示了相同条件下UHPLC比强度随陶砂密度等级增大而增大的变化规律。经过标准化回归系数分析,发现钢纤维掺量对UHPLC强度、密度影响最大,贡献率均大于40%,而对UHPLC流动性影响最显著的因素是水胶比,贡献率为38.18%,胶砂比对流动性有较为明显的影响,贡献率为27.20%。

活性粉末混凝土抗压强度研究现状综述

活性粉末混凝土(RPC)是一种新型水泥基复合材料,1993年由法国公司研制而成。RPC主要由水泥、硅灰、石英砂、石英粉和钢纤维等材料组成。RPC制备原理是提高组分的细度与活性,使材料的内部缺陷减小到最少,其强度、韧性和耐久性要远好于普通混凝土。立方体抗压强度是检验RPC性能的一项重要指标,也是区分其等级的重要参数,对RPC的试验阶段和工程应用有着重要的参考价值。以国内外对RPC抗压强度的试验过程和结果为基础,简要概述了不同养护制度、钢纤维掺量、水胶比和砂胶比对RPC抗压强度的影响,总结出养护制度、钢纤维掺量、水胶比和砂胶比合适的取值范围,对RPC配合比的后续研究起到一定参考作用,并在此基础上提出了RPC材料需要进一步研究的方向,使今后RPC的研究能够更符合我国研究现状。

致密砂岩纵横波速度比影响因素与气水识别

纵横波速度比在致密砂岩含气性评价中起着重要的作用。F含气区侏罗系沙溪庙组沙一段陆续出现产水井,流体性质由原来的单相气变为气水两相,且存在高电阻率水层,现有的纵横波速度比基值法以及电阻率法判断含气性的符合率均不高。通过数值模拟与地层条件下岩心纵横波实验,分析单一纵横波速度比在判断气水关系时的不足,即受岩性、物性和饱和度的耦合影响。针对高电阻率疑难层,结合研究区实验数据提出基于Gassmann方程反演流体体积模量估算饱和度模型,该模型在致密砂岩高电阻率水层的识别中具有一定的效果,在后续电阻率疑难层评价中体现出非电法的优势。

纤维类型及水胶比对海砂ECC宏观力学性能的影响机理分析

通过15组配合比研究了不同纤维类型、体积掺量及水胶比对工程水泥基复合材料(engineering cementitious composites,ECC)宏观力学性能(压缩、三点抗弯)的影响,并从宏观及微观尺度分析纤维对ECC的影响机理。结果表明,体积掺量由2%降低至1%时,日产聚乙烯醇纤维(polyvinyl alcohol fiber,PVA)ECC的抗弯强度降低约37.8%,抗压强度降低约5.7%,国产PVAECC的抗弯强度降低约48.8%,抗压强度降低约23.4%,PE-ECC的抗弯强度降低约20.6%,PE纤维掺量的改变对ECC的抗压强度几乎没有影响。水胶比由0.25提高至0.29时,日产PVA-ECC的抗压强度下降约32.6%,国产PVA-ECC的抗压强度下降约28.1%,PE-ECC的抗压强度下降约43%。由灰色关联分析可知,影响ECC抗压性能及抗弯性能的主要因素分别为水胶比和纤维体积掺量。

透水混凝土强度与渗透性影响因素及效应分析

为了探讨不同骨料级配、水胶比、减水剂用量和外掺砂率对透水混凝土的强度与渗透性的影响,采用控制变量法进行透水混凝土20组配合比设计,并分别对抗压强度(f_(cc))、抗折强度(f_(f))、透水系数(k)以及有效孔隙率(ρ_(e))进行测试。结果表明:1)骨料级配、水胶比、减水剂、外掺砂砂率均对透水混凝土性能产生显著影响,当骨料为单一粒径4.75 mm~9.5 mm的粗骨料、水胶比为0.27、减水剂用量为0.3%时,透水混凝土强度达到最高;2)随着外掺砂含量的增加,透水混凝土的强度呈先增大后减小的趋势,外掺细骨料后透水混凝土的最佳水胶比增大;3)根据强度变化规律,确定最优砂率为4%,抗压强度可达18.55 MPa,透水系数为3.54 mm/s;4)通过探究透水混凝土强度与渗透性之间的平衡关系,确定最优配合比,即骨料为单一粒径的4.75 mm~9.5 mm粗骨料、水胶比为0.28、减水剂用量为0.3%、外掺砂率为4%,使实际工程中透水混凝土强度与渗透率均满足要求。