振动搅拌对超高性能混凝土施工及力学性能影响

搅拌过程是超高性能混凝土(UHPC)获得良好施工性能及实现优异力学性能的重要环节。为此,设计两个UHPC配合比,分别采用传统单、双卧轴强制搅拌及振动搅拌,通过对比试验研究振动搅拌对UHPC施工及力学性能影响。通过扩展度、抗压强度和四点弯曲试验,得到了各组UHPC随不同湿拌时间的扩展度、充分湿拌时间、静停一段时间扩展度损失量、抗压、抗折强度、能量吸收、断裂能及弯曲应力-挠度曲线及四点弯曲出现可视裂纹时下缘等效拉应力;对抗压、抗折强度进行了变异性分析;利用应力-挠度曲线,基于规范及其改进法、Nemkumar法计算了弯曲韧性指标。结果表明:湿拌时间相同时,振动搅拌相较强制搅拌可显著提升UHPC的扩展度;UHPC达最大扩展度时,单、双卧轴强制搅拌和振动搅拌的充分湿拌时间分别为6 min、6 min、5 min;振动搅拌3 min时,UHPC扩展度即可达到或超过充分湿拌(6 min)时的强制搅拌;静停时间为4 h时,振动搅拌下UHPC的扩展度损失量均较大幅度低于强制搅拌;振动搅拌相较强制搅拌可显著提升UHPC的抗压强度,提升幅度最大可达33.1%(平均值)和41.46%(标准值),同时变异系数大幅降低;不同搅拌方式时,UHPC抗折强度平均值和标准值基本持平,但振动搅拌可显著降低抗折强度变异系数,降低幅度在19.61%~80.85%之间;采用振动搅拌时UHPC弯曲韧性指数、能量吸收及断裂能均显著优于强制搅拌。

平直型钢纤维掺量与长径比对超高性能混凝土性能的影响

为研究平直型钢纤维体积掺量及长径比对超高性能混凝土(UHPC)施工及力学性能的影响,选用四种镀铜平直型钢纤维,设计并制备了12组不同钢纤维体积掺量(0~4%,长径比均为65)及长径比(65、80、90、100,对应钢纤维体积掺量均为2.5%)的UHPC试件。通过扩展度、抗压强度和四点弯曲试验,得到了各组UHPC的扩展度、抗压强度、抗折强度及弯曲应力-挠度曲线;基于UHPC弯曲应力-挠度曲线,并结合CECS13∶2009计算了UHPC的弯曲韧性指数。结果表明:随着钢纤维体积掺量的增加,UHPC的扩展度呈下降趋势,UHPC抗压、抗折强度、弯曲韧性指数基本呈增加趋势,对应最佳钢纤维体积掺量分别为4%(平均值174.4 MPa)、3.5%(平均值46.18 MPa)和4%;随着钢纤维长径比的增大(钢纤维体积掺杂量2.5%不变),UHPC扩展度呈下降趋势,抗压、抗折强度平均值及弯曲韧性指数呈增加趋势;其中,抗压、抗折强度最大值分别为173.53 MPa和44.9 MPa。

水胶比对GRC抗弯强度和韧性的影响

抗弯强度是评价GRC力学性能的重要技术指标。本文通过试验研究了水胶比对预混浇注生产的GRC抗弯性能的影响。研究表明:水胶比对GRC抗弯强度的影响规律与混凝土类似,随着水胶比的增加,GRC抗弯强度显著下降。水胶比从0.32增加至0.50时,GRC的抗弯强度从10.93MPa下降到5.76MPa,降幅达47.3%;在0.32~0.50范围内,水胶比越大,GRC的弯曲应力-挠度曲线下降段越平缓。

砂胶比对GRC抗弯强度和韧性的影响

本文通过试验研究了砂胶比对预混浇注法GRC抗弯性能的影响。研究表明:砂胶比对GRC抗弯强度影响较小,砂胶比从0.75增至1.75,GRC抗弯强度从8.5MPa下降至7.9MPa,降幅仅为7%。砂胶比的变化对GRC的韧性影响较为明显,当砂胶比为1.00和1.25时,GRC具有较好的韧性特征,过高或过低的砂胶比都会降低GRC的韧性。