掺玄武岩活性粉末砂浆的试验研究

通过试验研究了不同玄武岩活性粉末掺量对普通硅酸盐水泥胶砂试件强度的影响。根据抗折强度和抗压强度确定了玄武岩活性粉末的最佳掺量。利用X射线衍射研究了水化产物的组成变化,分析了玄武岩活性粉末的增强机理。试验结果表明:玄武岩活性粉末的掺加对水泥的抗折强度和抗压强度有明显的改善,当玄武岩活性粉末掺量为10%时,其对水泥的增强效果最为显著。

玄武岩纤维活性粉末混凝土性能测试及实体工程应用

玄武岩纤维活性粉末混凝土是一种新型的超高性能水泥基复合材料。室内力学性能和耐久性能试验表明,该材料具有超高强度和高耐久性。依托吉林省集安至双辽高速公路项目,将玄武岩纤维活性粉末混凝土应用于某桥梁防撞墙实体工程。根据施工情况,介绍了玄武岩纤维活性粉末混凝土的施工工艺,并总结了施工过程中出现的问题,提出了相应的改进措施。

玄武岩纤维活性粉末混凝土与钢绞线粘结滑移过程声学特性表征

针对预应力锚索因粘结失效而导致的高边坡失稳问题,提出将预应力锚索与高性能材料结合应用的方法以提高边坡抗灾韧性。首先,开展了预应力钢绞线与玄武岩纤维活性粉末混凝土(BFRPC)中心拉拔试验,研究了公称直径为15.2 mm的钢绞线在两种浆体材料(BFRPC、M40普通水泥砂浆)下的钢绞线粘结性能,总结其破坏形式;其次,基于声发射特征参数的分布规律,识别应力状态下钢筋混凝土材料的损伤过程;再次,通过对上升时间/振幅-平均频率(RA-AF)值进行对比,明确钢绞线-混凝土拉拔过程中的损伤模式;最后,依据Ib值识别不同应力状态下钢绞线混凝土材料裂纹发展的各个阶段。研究结果表明:3个阶段的能量、幅值变化规律与试件内部裂纹的产生、扩展等损伤过程联系紧密;通过RA-AF分析得出,剪切裂纹主要发生在界面混凝土附近,而拉伸裂纹的宏观体现为垂直于加载方向上的裂纹;Ib值波动差至0.25时可以将其视为一个预警值,以警告预应力钢绞线-混凝土材料即将发生劈裂破坏。

BFRPC盖梁模壳结构参数数值分析

为了探讨玄武岩纤维活性粉末混凝土(BFRPC)盖梁模壳结构的可行性,采用Abaqus软件建立有限元模型,分析了模壳厚度、纵筋配筋率和U形箍筋配筋率等参数对模壳后浇混凝土阶段受力特点的影响。结果表明:1)后浇混凝土阶段,20 cm厚的BFRPC模壳承载能力极限状态下的最大主应力和正常使用极限状态下的最大位移均满足规范要求,证明了半预制盖梁施工方式的可行性;2)在其他条件不变的前提下,模壳厚度对结构施工阶段受力的影响最大,纵筋配筋率和U形箍筋间距对其影响较小;3)根据所得应力与位移随结构参数的变化曲线,推断出各参数的合理区间,为实际工程应用提供基础。

BFRPC与预应力钢绞线黏结-滑移本构模型

预应力钢绞线与玄武岩纤维活性粉末混凝土BFRPC(Basalt Fiber Reactive Powder Concrete)之间的黏结性能,对预应力BFRPC桥梁结构的抗弯承载力、裂缝控制、刚度等性能具有显著影响。为了明晰预应力钢绞线与BFRPC之间的黏结-滑移失效过程,通过中心拉拔试验研究了钢绞线直径和黏结长度对预应力钢绞线与BFRPC之间黏结性能的影响。深入探讨了黏结应力-滑移曲线特征、黏结强度及影响因素;建立了BFRPC与预应力钢绞线的分段式双线型线性黏结应力-滑移本构关系模型;综合考虑钢绞线螺旋缠绕特征与旋转滑移失效模式,修正了预应力钢绞线与BFRPC的极限黏结强度计算模型。研究结果表明:对于相同直径的预应力钢绞线,黏结长度每增加100 mm,初始黏结应力下降15%~18%,极限黏结应力下降20%~23%;泊松效应会削弱混凝土和钢绞线之间的握裹力,使得黏结强度与钢绞线直径成反比;钢绞线与BFRPC的黏结-滑移本构关系模型可有效区分拉拔损伤的线性段和滑移段;建立的极限黏结强度修正模型精度良好,误差控制在理论计算控制线两侧±8%以内。