不同钢纤维掺量全轻混凝土梁落锤冲击试验研究

由于全轻混凝土结构抗剪承载力较低,因此有必要探究钢纤维的加入对全轻混凝土梁动力性能的影响。设计钢纤维体积掺量为0%、1%、2%共3根适筋梁,对其跨中区域进行落锤冲击试验,并利用LS-dyna有限元软件进行数值模拟,对比分析各试件破坏形态、冲击力时程曲线、跨中位移时程曲线。试验结果表明:在相同冲击荷载作用下随着钢纤维体积掺量的增加抑制裂缝产生和发展的现象越显著,并且裂缝相对更加集中于梁跨中区域,支座处裂缝相对减少。钢纤维的加入不影响试件冲击力最大值,但随着钢纤维体积掺量的增加,各试件冲击力第二峰值与最大值之比增加14%和26%,跨中位移最大值与残余位移分别降低3、8mm与3、7mm。经研究得出钢纤维的加入显著提高全轻混凝土梁抗冲击性能。

单掺和双掺不同长径比钢纤维对全轻混凝土力学性能的影响

为研究单掺和双掺不同长径比钢纤维对免烧结粉煤灰陶粒全轻混凝土力学性能影响,选用体积掺量为1%的剪切钢纤维作为增强材料,以钢纤维长径比(18.75,25和31.25)和掺入方式(单掺、双掺)为试验参数,对LC30全轻混凝土进行立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量试验。试验结果表明:钢纤维能明显改善全轻混凝土的力学性能;不同的长径比和掺入方式对全轻混凝土的抗折度和劈裂抗拉强度影响较大,对立方体抗压强度和轴心抗压强度影响较小,对弹性模量几乎没有影响。

钢纤维长径比变化对全轻混凝土梁抗冲击性能影响

本文以无钢纤维为对照组,研究不同长径比钢纤维对全轻混凝土梁试件抗冲击性能的影响。采用落锤冲击试验装置对钢纤维全轻混凝土试件进行抗冲击试验,对试验现象和结果进行记录并分析。通过观测记录冲击荷载作用下全轻混凝土梁的裂缝分布、落锤冲击力及跨中位移等试验结果,对比分析表明:掺入纤维筋能有效提高全轻混凝土的抗冲击能力。增加长径比后,全轻混凝土变形能力得到显著提高,进一步增加了全轻混凝土的抗裂性能。

电厂炉底渣在全轻混凝土中的应用研究

电厂炉底渣作为锅炉底部湿排出的灰渣,其含水高以及活性低的特点导致其难以被有效利用。为解决这一问题,本试验研究了炉底渣在全轻混凝土的制备中应用的可行性,分别研究炉渣砂和炉渣石等体积取代陶砂和陶粒对全轻混凝土坍扩度、容重、抗压强度的影响,并采用SEM和EDS对全轻混凝土微观形貌进行了分析。结果表明:炉渣砂中含有一定量粉煤灰,取代陶砂时能发挥形貌效应和火山灰效应,炉渣级配和密度与陶粒接近,全取代时全轻混凝土性能能满足设计要求。炉渣石与本试验所用陶粒相差较大,取代陶粒时对全轻混凝土的容重和抗压强度不利,取代量不宜超过25%。从微观分析结果来看,炉底渣掺入混凝土,能发挥火山灰效应,对水化有利。

全轻混凝土基本力学性能试验研究

研究了水泥用量、水灰比、砂率对全轻混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗拉强度和抗弯强度的影响。结果表明:全轻混凝土受压破坏形态为散体状、受拉断裂面平齐,呈现明显的脆性破坏特征;全轻混凝土的强度取决于水泥砂浆强度和陶粒强度的强弱,存在使全轻混凝土各强度指标达到最佳值的砂率、水泥用量和水灰比。与普通混凝土及采用轻粗骨料、普通砂的轻骨料混凝土不同,全轻混凝土的轴心抗压强度接近于其立方体抗压强度、轴心抗拉强度高于劈裂抗拉强度,对此需进一步系统研究。

基于正交设计的大流动性自燃煤矸石全轻混凝土试验研究

为了实现大流动性自燃煤矸石全轻混凝土的配制要求,采用正交试验分析了粉煤灰取代率、减水剂掺量、砂率3个配合比因素对自燃煤矸石全轻混凝土拌合物工作性及硬化强度的影响。研究结果表明:粉煤灰取代率对拌合物工作性及硬化强度的影响最显著,其次是减水剂掺量和砂率。用粉煤灰取代率15%、减水剂掺量0.72%、砂率42%为参数进行配合比设计时,可使设计强度为C20的自燃煤矸石全轻混凝土在保持拌合物粘聚性和保水性良好的前提下,既实现预拌混凝土大流动性的目标(H>160mm),又保证了硬化混凝土具有较高的强度。研究结果对进一步探索预拌全轻混凝土提供了理论参考。

钢纤维全轻混凝土抗冻性能研究

试验研究了水泥用量、水灰比和钢纤维对全轻混凝土、钢纤维全轻混凝土抗冻性能的影响,混凝土轻骨料采用膨胀页岩陶粒和轻砂。结果表明:全轻混凝土和钢纤维全轻混凝土均未因冻融循环产生质量损失;与相对动弹性模量比较,抗弯强度损失率随冻融循环的变化更加明显。采用适当水泥用量和水灰比配制的全轻混凝土具有一定的抗冻能力,钢纤维对全轻混凝土抗冻性能具有显著的增强效果。建议对于主要承受弯曲作用的结构构件混凝土,增加抗弯强度损失率作为抗冻性评价指标。

纤维素醚和砂率对全轻混凝土性能影响研究

重庆地区率先在楼面保温中大规模应用全轻混凝土技术,由于陶粒是多孔结构,密度比水小,造成全轻混凝土施工过程中陶粒易上浮,并且和易性差、易泌水。针对这些问题,采用在其中掺入适量纤维素醚对全轻混凝土改性。本次实验主要研究了砂率、纤维素醚掺量的变化对全轻混凝土强度、干密度的影响。研究结果表明:适宜的砂率能提高全轻混凝土强度、改善和易性,在全轻混凝土施工中应严格控制砂率。适量的纤维素醚能大大改善全轻混凝土的工作性能、减少上浮,提高强度。

混合纤维增强全轻混凝土弯曲韧性试验研究

通过对不同钢纤维体积率、聚丙烯纤维掺量下,混合纤维增强全轻混凝土的弯曲韧性进行试验表明:混合纤维全轻混凝土的弯曲初裂强度、等效弯曲强度、弯曲韧性比以及弯曲韧性指数均随着钢纤维体积率的增加而明显提高,等效弯曲强度和弯曲韧性比随着聚丙烯纤维掺量增加而较大提高,弯曲初裂强度和弯曲韧性指数随聚丙烯纤维掺量变化较小,单纯考虑弯曲韧性比时可采用聚丙烯纤维等效钢纤维以降低材料自重。

混合纤维增强全轻混凝土早龄期抗裂性试验研究

试验研究了掺加聚丙烯纤维对钢纤维全轻混凝土早龄期抗裂性能的影响。根据力学性能试验结果,选取钢纤维体积率为1.0%,并按照强度等级LC35、轻骨料密度800级进行全轻混凝土配合比的设计,聚丙烯纤维掺量在0.3～1.5 kg/m3范围内选取5个水平。结果表明,聚丙烯纤维与钢纤维混掺具有提高全轻混凝土早龄期抗裂性的作用,早龄期抗裂性随着聚丙烯纤维掺量的增加而提高,在掺量为0.9 kg/m3时效果最佳,裂缝降低系数达到71.4%(相对于未掺聚丙烯纤维时)。

建筑地面保温工程用全轻混凝土配制技术

全轻混凝土用于建筑地面保温工程优势在于同时具有承重和保温性能,简化保温构造;但全轻混凝土配制过程中强度与密度或保温性能的矛盾是其推广应用的主要障碍之一。在优选陶粒基础上,采用外加剂增强和外掺料降低密度提高保温性能,配制出强度超过LC15、密度等级1000 kg/m^3、保温性能优良的全轻混凝土;其干表观密度1009 kg/m^3、抗压强度21.2 MPa、导热系数0.23 W/(m·K)、蓄热系数4.85 W/(m^2·K)、吸水率15%、软化系数0.88、28 d收缩值0.27 mm/m、内照射指数0.41、外照射指数0.67。

高强全轻混凝土基本性能试验研究

采用陶粒和陶砂作为粗细骨料配置高强全轻混凝土,研究了水灰比和砂率对全轻混凝土拌合物工作性能、干表观密度、立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和轴心抗拉强度等基本性能的影响.结果表明：拌合物工作性能良好;不同配合比的全轻混凝土干表观密度在1 668.2～1 731.6 kg/m3范围内变化,密度等级为1 700;当水灰比由0.35减小至0.25时,全轻混凝土立方体抗压强度由45.6MPa增加到50.5MPa;砂率对全轻混凝土强度的影响较小;轴心抗压强度相对于立方体抗压强度的换算系数可取为0.92,劈裂抗拉强度相对于轴心抗拉强度的换算系数可取为0.52.

钢纤维全轻混凝土长期强度和碳化试验

通过试验研究了水胶比和钢纤维体积率对钢纤维全轻混凝土长期强度和碳化性能的影响规律。试验采用连续级配烧结页岩陶粒、轻质陶砂和铣削型钢纤维,水胶比0.25~0.35,钢纤维体积率0.8%~1.6%。试验结果表明:钢纤维全轻混凝土抗压强度随龄期增加呈现早期快速、后期缓慢的增长规律,与28 d的强度值比较,增长率与水胶比和钢纤维体积率关系不大;抗拉强度在一定龄期内与抗压强度同比例增长,而后随龄期增加而缓慢降低;钢纤维全轻混凝土的碳化具有产生时间延迟、初期发展较缓的现象,碳化深度随水胶比增大而增加、随钢纤维体积率增大而减小,并呈现随碳化龄期增加而增大的规律。根据试验结果分析,提出了钢纤维全轻混凝土长期强度和碳化深度的预测计算公式。

钢纤维全轻混凝土基本性能试验研究

钢纤维全轻混凝土配合比设计及其基本力学性能是工程应用的基础.考虑水灰比、砂率、钢纤维体积率及纤维名义裹浆厚度等参数,采用绝对体积法配制钢纤维全轻混凝土,测试了钢纤维全轻混凝土拌合物的工作性能、表观密度、立方体抗压强度和劈裂抗拉强度.结果表明：配制的钢纤维全轻混凝土具有良好的拌合物工作性能,密度等级为1 700～1 900;水灰比和砂率对钢纤维全轻混凝土强度影响较小,钢纤维裹浆厚度以1.0 mm为宜.本试验配制的钢纤维全轻混凝土,具有受压裂而不散、劈拉裂而不断的破坏形态,其抗压和抗拉强度显著提高.在钢纤维体积率为2.0%时,钢纤维全轻混凝土的立方体抗压强度和劈裂抗拉强度,较同配比的全轻混凝土,分别提高了20.6%和177.3%.

细集料改性对全轻混凝土性能的影响

在轻细骨料表面喷涂不同浓度(质量浓度)憎水剂溶液对其改性处理,并通过力学性能实验及热工性能实验分析轻细骨料改性处理对全轻混凝土性能的影响。实验结果表明,憎水剂用量增加,全轻混凝土的抗压强度呈先增加而后降低的特性,而全轻混凝土的导热系数则表现为先快速降低而后基本保持不变的趋势。分析憎水剂浓度对全轻混凝土性能影响规律,结果表明,憎水剂溶液浓度为1%、憎水剂溶液与玻化微珠质量比为1∶1时,全轻混凝土各项性能表现为最优,其28 d抗压强度为12.8 MPa,导热系数为0.302 W/(m·K),与对比试件相比,抗压强度提高约30%,而导热系数基本不变。有机硅憎水剂在轻细骨料形成的一层致密的薄膜,改善了轻细骨料的表面性能,减少了混凝土总用水量。但有机硅憎水剂也增加了颗粒之间的排异性能,用量过多将导致混凝土力学性能下降。因此应选择合适的有机硅溶液浓度,尽可能高的开发混凝土强度潜能。

钢纤维全轻混凝土叠浇配筋梁裂缝宽度试验研究

根据钢纤维全轻混凝土叠浇配筋梁、钢筋混凝土梁和钢筋钢纤维全轻混凝土梁的受弯性能试验,结合裂缝分型统计分析,研究了纵向受拉钢筋配筋率和钢纤维全轻混凝土截面高度对叠浇梁正截面主要裂缝分布平均间距、平均宽度和最大宽度的影响规律,提出了钢纤维全轻混凝土配筋叠浇梁正截面裂缝计算公式。研究成果为钢纤维全轻混凝土配筋叠浇梁正常使用极限状态裂缝验算提供了计算方法。

全轻混凝土材料力学性能试验研究

为研究全轻混凝土材料的基本力学性能和破坏特征,以页岩陶粒为轻粗骨料、页岩陶砂为轻细骨料进行LC30、LC35级全轻混凝土配合比设计,对配制而成的全轻混凝土干表观密度、立方体抗压强度、抗折强度、劈拉强度、轴心抗压强度及弹性模量进行试验研究。试验结果表明,配制的全轻混凝土受压时的破坏面内为轻骨料断裂破坏、断面较平整,表现出良好的塑性变形能力和破坏形态,为进一步深入研究全轻混凝土结构抗震体系奠定理论基础。

钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁裂缝宽度试验研究

通过14根钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁及用于对比的4根钢筋混凝土梁和钢筋钢纤维全轻混凝土梁的试验,研究了钢纤维体积率和钢纤维全轻混凝土截面高度对钢纤维全轻混凝土叠浇梁正截面裂缝分布的影响规律,确定了考虑钢纤维全轻混凝土受力特性的叠浇梁截面有效受拉区高度和纵向受拉钢筋计算方法,提出了叠浇梁正截面平均裂缝间距、平均裂缝宽度和最大裂缝宽度的计算公式.

钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁抗弯刚度试验研究

钢纤维全轻混凝土叠浇梁兼具钢纤维全轻混凝土质量轻、抗拉性能好与普通混凝土抗压性能好的优良特性.通过14根钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁、2根钢筋混凝土梁和2根钢筋钢纤维全轻混凝土梁的正截面受力性能对比试验,研究分析了钢纤维体积率、钢纤维全轻混凝土截面高度对叠浇梁正截面抗弯刚度的影响规律,提出了基于有效惯性矩的钢纤维全轻混凝土叠浇梁正截面抗弯刚度计算公式.结果表明:叠浇梁的正截面抗弯刚度随着钢纤维体积率的增加而增大,随着钢纤维全轻混凝土截面高度比例的增大而减小;基于有效惯性矩的抗弯刚度进行叠浇梁的挠度计算结果与试验结果符合良好.

憎水处理页岩陶粒用于配制全轻混凝土

普通页岩陶粒吸水率偏大,对其进行表面憎水处理,可大大降低吸水率,能满足高性能全轻混凝土(HPLC)的需要。利用憎水处理后的普通页岩陶粒能配制出抗压强度30MPa以上的全轻混凝土。