不同玄武岩纤维掺量的早强混凝土劈裂拉伸强度研究

配制了体积掺量为0%、0.1%、0.2%和0.3%的玄武岩纤维增强早强混凝土,利用液压试验装置,对其3 d、7d及28 d的劈裂拉伸性能进行测试,并对纤维改善因子(FII)进行了分析。试验结果表明:除了纤维掺量为0.3%的3 d劈裂拉伸强度略有降低外,其余掺量对早强混凝土各龄期的劈裂拉伸强度均有不同程度的提升,且当掺量为0.2%时增强效果最佳;BC1和BC2组混凝土试件劈裂拉伸强度在7 d龄期时增长量最大,28 d次之,3 d最小,而BC3组试件的劈裂拉伸强度增长量则随着龄期的增长而逐渐增加,且前期增长迅速,后期较为缓慢。

石灰矿渣稳定黄土的劈裂拉伸强度试验研究

以石灰矿渣稳定的黄土为对象,通过击实试验和劈裂拉伸强度试验,研究了养护龄期和石灰矿渣掺量对稳定黄土含水率、干密度和劈裂拉伸强度的影响。结果表明:随着石灰矿渣掺量的增加稳定黄土的最大干密度减小、最优含水率增大;当石灰矿渣掺量一定,随矿渣掺量的增加最优含水率减小、最大干密度增大;劈裂拉伸强度随石灰矿渣掺量的增加而增大、随养护龄期的延长而增长;通过对劈裂拉伸强度数据的拟合,建立了劈裂拉伸强度与石灰/矿渣的比值、孔隙率、石灰矿渣体积掺量的关系。

玄武岩纤维混凝土孔隙结构表征及劈裂拉伸试验研究

基于试验研究不同长度(0 mm、6 mm、12 mm、18 mm)玄武岩纤维混凝土内部孔隙结构表征及在不同应变率下劈裂拉伸力学特性,采用核磁共振(nuclear magnetic resonance)及电镜扫描(scanning electron microscope)技术,分析试件T谱分布、孔径分布、孔隙率及纤维与混凝土间的黏结情况,并利用万能试验机与分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar)对不同长度玄武岩纤维混凝土试件开展不同应变率下的劈裂拉伸试验,分析纤维长度、应变率对混凝土劈裂拉伸力学性能的影响。结果表明:玄武岩纤维混凝土的T谱曲线为双峰型,素混凝土试件T谱峰值最大,孔隙率最大,纤维的掺入能有效降低试件孔隙率,长度为6 mm时效果最佳;试件内部孔隙以微孔、小孔为主,纤维的掺入使试件微孔占比增大,小孔占比降低;随着应变率的增大,试件表现出应变率强化效应,动态增强因子(dynamic increase factor)与应变率间呈良好对数相关;纤维的掺入能有效增强试件拉伸强度,减小其极限应变,纤维长度为18 mm时效果最佳;SEM结果表明玄武岩纤维与混凝土材料间黏结作用能有效承担荷载,减小裂隙扩展,增强试件抵抗受力变形能力。

蒸压加气混凝土砌块单轴拉伸力学性能研究

为了研究蒸压加气混凝土砌块(AACB)在静力状态下单轴拉伸的力学行为,通过对不同密度的AACB进行单轴拉伸试验,分析了AACB抗拉破坏特征、破坏机理,并探讨了其抗拉强度、弹性模量在不同密度下的变化规律及单轴拉伸强度与孔隙率、抗压和劈裂拉伸强度关系的相关公式。试验结果表明,随着AACB的密度增大,其拉伸屈服强度、弹性模量逐渐提高并呈幂函数增加,然而拉伸屈服应变却逐渐减小;AACB材料在单轴拉力作用下的宏观破坏主要由材料受拉损伤机制控制,并表现出明显的脆性破坏特征。基于多孔材料理想预测模型及试验结果回归分析,拟合得到试验条件下AACB单轴拉伸强度与孔隙率半经验公式及修正系数,并提出AACB抗拉强度与其抗压强度、劈裂拉伸强度的换算关系。

两种纤维加筋模拟月壤地聚合物动态劈裂试验研究

为了解纤维加筋模拟月壤的动态劈裂力学特性,选用聚丙烯纤维和玄武岩纤维制备了纤维加筋模拟月壤地聚合物圆盘试件,利用分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)装置开展了冲击劈裂试验,并使用扫描电子显微镜观察地聚合物断裂面处纤维的分布排列情况。试验结果表明:当聚丙烯纤维掺量为0.4%时试件的劈裂拉伸强度达到最大,较未掺时提高22.9%~27.3%;相同纤维掺量下,聚丙烯纤维对试件劈裂拉伸强度的增益效果要优于玄武岩纤维;纤维掺量一定时,试件动态劈裂拉伸强度与冲击气压呈正相关,纤维对劈裂拉伸强度的增益效果与冲击气压呈负相关;试件在冲击荷载作用下沿轴向劈裂为相对完整的两半,纤维的掺入减小了试件的破坏程度,改善了脆性破坏;试件的劈裂破碎块度平均粒径随纤维掺量的增加而增大。研究结果为未来月球基地建造材料的选择提供参考。

石灰-粉煤灰-水泥稳定碎石的力学性能试验

石灰-粉煤灰-普通硅酸盐水泥稳定碎石是一种常用的路面基层材料,但其早期强度较低,用作路面的维修养护材料时不能快速开放交通.为提高稳定碎石的早期强度,将其中的普通硅酸盐水泥用等质量的硫铝酸盐水泥替换,通过无侧限抗压强度试验(UCT)和劈裂拉伸强度试验(STS)对比了两种不同水泥综合稳定碎石的无侧限抗压强度(UCS)和劈裂拉伸强度(STS),并对无机结合料掺量、水泥掺量及级配对稳定碎石强度的影响开展了试验研究.结果表明,稳定碎石的UCS和STS随水泥含量的增加、养护龄期的增长而增大;养护龄期1 d的石灰-粉煤灰-硫铝酸盐水泥稳定碎石的UCS可达2.28 MPa,达到了路面基层开放交通的规定,且后期强度没有出现降低.论文为路面基层的快速维修养护提供了一种新材料.

再生粗骨料替代率对再生混凝土力学性能影响

为研究19~26.5 mm粒径范围内的再生粗骨料等质量替代同粒径范围内天然粗骨料的再生混凝土的力学性能影响,采用再生粗骨料替代率为0~100%等质量替代天然粗骨料拌制了11种C30混凝土,对不同替代率下的新拌混凝土进行了抗压和劈裂拉伸试验。结果表明：再生混凝土的抗压、劈裂拉伸破坏形态与普通混凝土基本一致。当再生粗骨料替代率分别为60%和0时,再生混凝土的抗压强度与劈裂拉伸强度分别达到最大。研究结果可为再生粗骨料应用于混凝土中提供指导和借鉴。

玄武岩纤维再生混凝土的基本力学性能

玄武岩纤维(basalt fiber,BF)是一种新型无机纤维材料,具有较好的延性,抗拉强度高,密度小,且在建筑工程使用中具有较突出的经济优势,为再生混凝土力学性能的改善提供新的思路.针对C30混凝土强度等级,研究了玄武岩纤维掺量(体积分数,下同)分别在0.1%、0.2%、0.3%情况下,不同再生粗骨料替代率的抗压和劈裂抗拉性能.试验结果表明,玄武岩纤维会降低再生混凝土的流动性,增大水泥基体间的摩擦力,并对再生混凝土立方体抗压强度和劈裂拉伸强度具有一定的增强、增韧效果.玄武岩纤维掺量为0.3%,再生粗骨料替代率40%时C30混凝土抗压强度达到最大值.纤维掺量为0.1%时,再生混凝土劈裂拉伸强度的增加趋于稳定,为再生粗骨料在混凝土工程实践中的应用提供指导和借鉴.

粉煤灰掺量和沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土力学性能影响

为了研究粉煤灰掺量和沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土力学性能影响,进行不同粉煤灰掺量和沙漠砂替代率的沙漠砂混凝土28 d抗压强度和28 d劈裂拉伸强度试验研究,分析粉煤灰掺量和沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土28 d的抗压强度和劈裂拉伸强度的影响规律。实验结果表明:随着沙漠砂替代率增加,沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度均呈现先增大后减小趋势,沙漠砂替代率为20%时,沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度均达到最大值;随着粉煤灰掺量增加,沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度先增大后减小,粉煤灰掺量为10%时,沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度达到最大值。试验结果可为沙漠砂在工程中的应用提供指导和借鉴。

粉煤灰掺量和沙漠砂替代率对高强沙漠砂混凝土力学性能影响

为了研究粉煤灰掺量和沙漠砂替代率对高强沙漠砂混凝土力学性能影响,进行不同粉煤灰掺量和沙漠砂替代率高强沙漠砂混凝土28 d抗压强度和劈裂拉伸强度实验,分析粉煤灰掺量和沙漠砂替代率对高强沙漠砂混凝土28 d抗压强度和劈裂拉伸强度影响规律。实验结果表明:随着沙漠砂替代率增加,高强沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度呈现先增大后减小趋势,沙漠砂替代率为20%时,高强沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度均达到最大值;随着粉煤灰掺量增加,高强沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度先增大后减小,粉煤灰掺量为15%时,高强沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度达到最大值,为沙漠砂在工程中的应用提供指导和借鉴。

氧化石墨油井水泥基复合材料的力学性能研究

针对油井水泥石易脆裂而导致油气井水泥环层间封隔失效这一问题,实验研究了氧化石墨对油井水泥石力学性能的增强效果。利用SEM、EDS和XRD等手段对氧化石墨增强水泥石进行了表征,并探讨了氧化石墨增强机理。实验结果表明:氧化石墨可显著增强水泥石力学性能,氧化石墨掺量为0.05%时,增强水泥石的28 d抗压、抗折和劈裂拉伸强度较纯水泥石分别提高68.63%、17.44%和159.12%;氧化石墨对水泥浆的应用性能无不良影响,反而有助于改善水泥浆的沉降稳定性并降低水泥浆失水量。机理分析结果表明:水泥石在受外力破坏时,氧化石墨层内、层间均出现损伤;一方面氧化石墨层内破坏时其化学键必然断裂而耗能,另一方面氧化石墨层间剥离时需克服层间作用力而耗能,氧化石墨主要通过上述两方面的作用增强水泥石力学性能。研究结果可为解决油井水泥石易脆裂问题提供理论参考。

干湿再生粗骨料对再生混凝土力学性能的影响

为研究9.5~16 mm粒径范围内的再生粗骨料干燥和潮湿两种状态对再生混凝土的力学性能影响,以干燥状态再生粗骨料作为对比进行干湿两种状态再生粗骨料替代率为0、20%、40%、60%、80%、100%等质量替代天然粗骨料配制6种C30混凝土,对不同状态下的再生混凝土进行抗压和劈裂拉伸试验。结果表明:潮湿状态下的再生粗骨料对应的再生混凝土抗压和劈裂拉伸强度均低于干燥状态下再生粗骨料对应的再生混凝土抗压和劈裂拉伸强度。

沙漠砂再生混凝土力学性能试验研究

为进一步拓展新疆地区丰富的沙漠砂资源在建筑材料领域的应用,本研究以沙漠砂部分替代天然河砂,以实验室自产再生粗骨料部分替代碎石配制沙漠砂再生混凝土,研究2种骨料掺量对沙漠砂再生混凝土力学性能的影响。研究中选取的沙漠砂和再生粗骨料的掺量均为0、20%、40%、60%,并在每个取代率水平下设定恒定不变的减水剂掺量、灰砂比以及水胶比等参数,浇筑不同配合比的混凝土,通过对比分析得到混凝土强度与沙漠砂取代率和再生粗骨料取代率之间的关系,提出在同时考虑材料强度要求和资源利用效率下沙漠砂和再生粗骨料的合适掺量分别为20%、40%。试验结果证明沙漠砂再生混凝土能满足材料的基本力学要求,具有工程实用价值。

毛乌素沙漠砂混凝土力学性能研究

设计正交试验,研究水胶比、粉煤灰掺量、砂率和沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土7 d、28 d、56 d抗压强度和28 d劈裂拉伸强度的影响,通过极差分析和方差分析确定了沙漠砂混凝土的最优配合比。研究结果表明:用沙漠砂替代中砂配制混凝土是可行的;综合考虑沙漠砂混凝土7 d、28 d、56 d抗压强度和28 d劈裂拉伸强度,沙漠砂混凝土的最优配合比为水胶比0.34、粉煤灰掺量10%、砂率30%、沙漠砂取代率30%,为沙漠砂在工程中的应用提供指导和借鉴。

改性再生粗骨料对再生混凝土力学性能的影响

研究粒径16~19 mm内的改性再生粗骨料替代天然粗骨料对再生混凝土力学性能的影响,采用高强砂浆裹浆处理再生粗骨料进行改性,将天然混凝土作为对照组,以替代率为0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%的等质量替代天然粗骨料配制11种C30混凝土,对不同替代率下的再生混凝土试块进行抗压和劈裂拉伸试验。结果表明:当裹浆再生粗骨料替代率分别为20%、80%时对应的再生混凝土抗压和劈裂拉伸强度达到最大。

三灰稳定砂砾力学性能研究

以石灰、粉煤灰、普通硅酸盐水泥和石灰、粉煤灰、硫铝酸盐水泥稳定砂砾为研究对象,通过无侧限抗压强度试验及劈裂拉伸强度试验研究稳定砂砾力学性能。结果表明:在相同的无机结合材料掺量下,养护早期石灰、粉煤灰、硫铝酸盐水泥稳定砂砾的无侧限抗压强度和劈裂拉伸强度均较大,随着养护龄期的增长,两类稳定砂砾的强度趋于接近;相同养护龄期稳定砂砾的强度随无机结合材料掺量的增加而增大;当无机结合材料掺量相同,水泥掺量越多,稳定砂砾强度越高。

早期振动对混凝土抗拉性能影响

对处于初、终凝前后混凝土材料选取了6个不同时间点作为振动的起振点,分别施加4种不同频率和振幅组合的振动,通过劈裂拉伸强度试验,判断受振动混凝土1、3、28 d抗拉性能变化情况。试验中得到76组劈裂拉伸强度结果,有29个结果是强度降低的。这些强度降低的数据均在10%以内,其中强度降低在7%以内的占了76%。试验结果表明:对处于初、终凝前后混凝土材料施加试验中设计的振动,对1、3、28 d混凝土的劈裂拉伸强度有一定影响。