混凝土断裂能的尺寸效应及测定方法研究

从局部断裂能分布的双直线模型出发,给出了混凝土真实断裂能和受尺寸影响的断裂能的关系式,进行了4组不同尺寸试件的楔形劈裂实验,求得不受尺寸影响的混凝土真实断裂能,从而为确定混凝土的断裂能提供了一种实践可行的测试方法。实验结果同时也表明,断裂能属于混凝土本身的材料特性,对于同一材料,断裂能值是恒定的,而断裂能之所以具有尺寸效应,是由于局部断裂能在断裂韧带上的非均匀分布引起的。

六铝酸钙骨料对刚玉-六铝酸钙质浇注料力学性能与断裂行为的影响

高温下刚玉质浇注料中铝酸钙水泥结合剂与基体发生反应生成片状六铝酸钙相,可以有效改善材料的抗热震性,但引入过多水泥会产生较大的体积膨胀,从而影响材料性能。为此,采用六铝酸钙骨料部分或全部取代板状刚玉骨料制备浇注料,在确保体积稳定性的同时发挥了六铝酸钙的增韧效应,研究了骨料气孔特性对浇注料养护后和高温处理后材料力学性能的影响,并借助楔形劈裂实验,研究其断裂行为。结果表明,25℃养护下,相比于板状刚玉,六铝酸钙骨料中气孔产生的吸释水效应,促进了在骨料周围生成更多水化产物,加快了水泥水化反应,使骨料与基质间的界面结合更好。经1600℃热处理后水化产物转变成为CA_(6)相,使材料中骨料与基质界面强度提高,且材料断裂过程中裂纹在骨料内扩展的比例增加,结合样品的断裂能和特征长度等参数,浇注料中加入30%CA_(6)骨料时具备最好的抗裂纹扩展能力。