剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁抗弯性能与抗弯承载力分析

通过对剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁进行抗弯性能的试验研究,验证其平截面假定,得到试验梁的荷载-跨中挠度曲线、钢筋荷载-应变曲线和破坏形态,并对试验梁的开裂荷载和抗弯承载力进行理论分析.试验结果表明:剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁和自密实轻骨料混凝土梁均满足平截面假定;掺加剑麻纤维或增加配筋率,能有效改善试验梁的裂缝形态并提高抗弯刚度,当剑麻纤维掺量为2 kg/m3时裂缝条数最多,但间距和宽度最小,韧性最好;剑麻纤维对自密实轻骨料混凝土梁的开裂荷载有一定影响,当剑麻纤维掺量为3 kg/m3时,开裂荷载提高最大为40%;开裂荷载和极限荷载建议采用本文修正后的推导公式计算,可与试验值吻合较好.

剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁裂缝宽度试验研究

通过对强度等级为C40的剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁进行抗弯性能试验,研究了剑麻纤维的掺量和配筋率对自密实轻骨料混凝土梁的裂缝形态、裂缝间距和裂缝宽度的影响,通过最大裂缝宽度计算公式进行了理论分析。试验结果表明,与未掺加纤维的混凝土试块和试验梁相比,剑麻纤维掺量为1 kg/m^3、2 kg/m^3和3 kg/m^3时混凝土试块的劈裂抗拉强度提高6.57%、23.87%、31.49%,试验梁的开裂荷载提高了0、12.5%和35%;掺加剑麻纤维可有效限制裂缝的产生和发展,并改善裂缝形态,与未掺剑麻纤维的试验梁相比,掺加1 kg/m^3、2 kg/m^3和3 kg/m^3的剑麻纤维可使自密实轻骨料混凝土梁最大裂缝宽度减小5%、12%和27%。

自密实轻骨料混凝土梁抗弯性能试验研究

试验研究了不同纵向受拉钢筋配筋率的自密实轻骨料混凝土梁和普通钢筋混凝土梁的抗弯性能。结果表明,在同级荷载作用下,自密实轻骨料混凝土梁纯弯段的裂缝分布较普通钢筋混凝土梁均匀,其极限抗弯承载力和截面刚度较小,各试验梁在受力过程中正截面平均应变符合平截面假定;通过增加受拉钢筋配筋率能够有效抑制裂缝的发展、增大截面刚度和提高极限抗弯承载力。提出了自密实轻骨料混凝土梁最大裂缝宽度计算公式,验证了GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中的梁的抗弯极限承载力计算公式适用于本文设计的试验梁,计算结果与试验结果均吻合。

铸造废砂对轻骨料自密实混凝土耐高温性能的影响及建模分析

采用铸造废砂(WFS)等质量替代0、25%、50%、75%、100%的河砂制备了轻骨料自密实混凝土(LWASCC),研究了LWASCC在不同温度(20、100、200、300、400℃)下的力学性能和导热系数变化规律,并采用有限元软件建立了高温环境中LWASCC的传热模型。结果表明:随着WFS掺量的增加,试件在不同温度下的抗压强度基本均先增大后减小;经历100~300℃高温后,试件的抗压强度较20℃时有所提高,而经历400℃高温后,试件的抗压强度较20℃时基本有所降低;试件的导热系数随着WFS掺量的增加呈先减小后增大的趋势;建立的传热模型能有效模拟LWASCC在高温下的传热过程;综合考虑试验及模拟结果,当WFS掺量为50%时,LWASCC的耐高温性能最好。

自密实纤维轻骨料混凝土耐久性试验

自密实纤维轻骨料混凝土的耐用程度与抗渗、抗冻、抗氯离子渗透等多项性能有关,本文按照水泥、粉煤灰、砂、轻骨料、水、外加剂(减水剂)质量比为384.5:187.6:765.7:436.8:183.1:8.5的配合比,制作了自密实轻骨料混凝土。根据混凝土的体积,分别掺入0%、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%的纤维,得到5种不同纤维掺量的自密实纤维轻骨料混凝土。在此基础上制作试件,分别进行了抗渗性能试验、抗冻融性能试验和氯离子渗透性能试验。结果表明,当纤维掺量在0.10%时,混凝土耐久性最佳。

自密实轻骨料混凝土的高温性能

为了保证自密实轻骨料混凝土(Self-compacting lightweight concrete,SCLC)在实际工程中的安全运用,本文分别对强度为C40和C50的自密实轻骨料混凝土试件进行了高温爆裂试验。通过测定混凝土试验前后的质量、超声波速、抗压强度和抗折强度,研究了自密实轻骨料混凝土的高温性能,并和同强度的普通混凝土、轻骨料混凝土和自密实混凝土的高温性能进行了对比。结果表明,自密实轻骨料混凝土比普通混凝土易爆裂,质量损失较大,但是高温后的超声波速和残余强度损失均小于普通混凝土。

自密实轻骨料混凝土工作性能的研究

采用改进的L-800自密实混凝土拌合物流变性能测定仪,通过测定混凝土拌合物流过40cm,同时结合扩展度值、坍落度值及1h坍落度、扩展度损失情况,介绍了粉煤灰掺量、砂率大时的时间t40小、外加剂品种和硅灰掺量对自密实轻骨料混凝土拌合物工作性的影响。结果表明,30%左右Ⅰ级粉煤灰、50%左右体积砂率、2%～6%硅灰掺量和掺有粘塑组分的复合高效减水剂是保证自密实轻骨料混凝土拌合物具有较好工作性能的关键。

自密实轻骨料混凝土的工作性能

在自密实混凝土的基础上,考虑轻骨料吸水的影响,配制了密度小于1 950 kg/m3的自密实轻骨料混凝土(SCLC),采用EFNARC 2005建议的方法开展了强度等级为SCLC40,SCLC50的自密实轻骨料混凝土工作性能试验研究.分别通过V型漏斗、流动扩展度、L槽、U型槽、筛分、柱分层及表面沉降试验对自密实轻骨料混凝土的流动性、变形性、填充性和抗离析性进行了评价,对自密实轻骨料混凝土的工作性能进行了验证.

自密实轻骨料混凝土抗离析性控制与试验方法

轻骨料混凝土容易出现因轻骨料上浮而导致的混凝土离析现象,严重影响混凝土质量.通过对混凝土基体中骨料的受力和运动状态进行分析,研究了影响混凝土骨料上浮和下沉的主要因素.并在此基础上,结合普通自密实混凝土和轻骨料混凝土的配合比设计方法,设计了2种28d抗压强度分别为42.6MPa和50.1MPa的自密实轻骨料混凝土,通过湿筛试验、粗骨料分层试验、试件断面切片试验以及观察的方法验证了所设计的自密实轻骨料混凝土具有良好的抗离析性能.

自密实轻骨料混凝土配合比设计及基本力学性能试验

采用全计算法中水量计算公式和固定砂石体积法中粗骨料、砂子的固定体积分数相结合的方法,根据流动扩展度和L槽试验参数优选出强度等级为SCLC40和SCLC50的自密实轻骨料混凝土的配合比。分析了自密实轻骨料混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量等主要力学性能参数,并与普通混凝土的基本力学性能进行了对比。结果表明:自密实轻骨料混凝土具有强度高、韧性好、弹性模量小等特点,所得结论为自密实轻骨料混凝土的工程应用提供了参考。

自密实轻骨料混凝土的收缩与徐变性能

通过试验研究了两种水胶比分别为0.33和0.29的自密实轻骨料混凝土(SCLC)的收缩和徐变性能,并与配合比相似的普通骨料自密实混凝土(SCC)及强度接近的普通混凝土(NC)进行了对比。收缩试验从入模后12小时开始,至6个月结束。徐变试验从3天龄期开始加载,分别在7、14、21和28天继续加载,而后保持荷载不变,加载应力水平分别为相应龄期抗压强度的40%,持续12个月。试验结果表明:SCLC前10天龄期有轻微膨胀现象,收缩变形始终小于SCC和NC,至6个月时三者有接近趋势;360天龄期SCLC徐变系数低于NC和SCC,而徐变度则高于NC,与SCC相当;随着抗压强度的提高,SCLC的徐变系数和徐变度均有减小趋势。

不同长度及直径的剑麻纤维对自密实轻骨料混凝土力学性能的影响

为研究不同长度及直径的剑麻纤维对C40自密实轻骨料混凝土工作性能和力学性能的影响,通过对混凝土的坍落扩展度,T_(500),抗压强度及劈裂抗拉强度进行试验后发现:剑麻纤维长度和直径的变化对自密实轻骨料混凝土的抗压强度提高幅度很小,均在4.6%之内;随着剑麻纤维长度增加,抗拉强度均有较明显的提高,并呈现先升后降的规律;随着剑麻纤维直径增大,抗拉强度均有较大的增长,并呈现逐渐增大的趋势;随着剑麻纤维长度增加或直径减小,表观密度和坍落扩展度均减小,T_(500)均增大,但均满足国家标准要求;当剑麻纤维长度为10 mm,直径为304μm,掺量为2 kg/m^3时,对自密实轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度提高的效果最好,最大可达到44%.

自密实高性能轻骨料混凝土的研究

自密实轻骨料混凝土兼有自密实混凝土和轻骨料混凝土特性,应用前景广阔。针对其工作性能和力学性能,系统介绍了国内外已有研究成果,采用不同水胶比、矿物掺合料进行了强度等级为LC50的配合比方案研究,对抗压强度、坍落扩展度试验、V型漏斗试验、L型槽试验及U型槽试验结果进行了研究。研究表明:在水胶比为0.3,体积砂率为49%,Ⅰ级粉煤灰、硅灰的替代率(占水泥质量百分比)分别为30%、4%,聚羧酸高性能减水剂为胶凝材料质量的1.1%条件下,能够满足强度等级为C50的自密实高性能轻骨料混凝土的要求,工作性能良好,为实际工程提供了应用基础与理论依据。

轻骨料混凝土梁弯曲性能试验研究

通过对5根梁试件(2根轻骨料混凝土梁、1根纤维轻骨料混凝土梁和2根普通混凝土梁)的试验,研究了轻骨料混凝土受弯梁在单调荷载作用下的基本力学性能,包括破坏形态、正截面承载力、挠度变化规律和裂缝开展过程等,对轻骨料混凝土梁、纤维轻骨料混凝土梁和普通混凝土梁的受力性能进行了对比.结果表明:轻骨料混凝土梁、纤维轻骨料混凝土梁均能满足JGJ12—2006《轻骨料混凝土结构技术规程》的挠度限值要求;按照现行规程进行使用荷载下最大裂缝宽度的验算是足够安全的,但应用于纤维轻骨料混凝土梁时,宜作适当修正.

基于砂浆的自密实轻骨料混凝土配合比设计

为了解决自密实轻骨料混凝土配合比设计方法复杂的问题,提高配合比设计效率,提出了以自密实砂浆为基础的配合比设计方法。按照砂浆组成材料体积累加的原则,用全计算配合比方法配制出工作性能良好的自密实砂浆,采用粗骨料空隙超量取代法在砂浆中加入轻骨料,确定自密实轻骨料混凝土的配合比。试验结果表明,该方法得到的自密实轻骨料混凝土工作性能良好,满足自密实混凝土工作性能要求,提高了配合比设计效率。

钢-聚丙烯混杂纤维自密实轻骨料混凝土性能

采用钢纤维和聚丙烯纤维对自密实轻骨料混凝土进行改性,完成了1组无纤维自密实轻骨料混凝土及4组钢聚丙烯混杂纤维自密实轻骨料混凝土的工作性能、力学性能及微观结构的试验研究,从宏观与微观2个尺度系统分析了钢聚丙烯混杂纤维的增强增韧机理.结果表明:5组自密实轻骨料混凝土均具有良好的流动性、黏聚性和间隙通过性,可满足自密实混凝土工作性要求;钢纤维与聚丙烯纤维可在不同结构层次和受荷阶段发挥阻裂作用,产生正协同效应,显著提高自密实轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度;骨料基体界面区的密实度随养护龄期延长而明显提高,而纤维与基体间存在微细孔隙,界面区结构较为松散.

LC50自密实轻骨料高性能混凝土配合比参数设计

针对轻骨料混凝土拌和物在大流动性条件下，轻骨料易于上浮而导致拌和物匀质性较差且混凝土无侧限抗压强度相对偏低的现象，结合具有较高强度等级的自密实混凝土、轻骨料混凝土配合比设计方法和大流动性混凝土拌和物均匀流动性理论，采用绝对体积法，在水胶比为0．29～0．33，体积砂率为50％的条件下，掺加30％Ⅰ级粉煤灰和占胶凝材料用量1．5%掺有增粘组分的复合高效减水剂HFMN，研制出工作性好、质量较均匀、强度等级达LC50、干表观密度为1779kg／m^3的自密实轻骨料高性能混凝土（SCLC），给出了最优配合比参数值及部分性能指标．

自密实轻骨料混凝土配合比设计及基本力学性能试验

为了配制既能满足工作性能又能达到基本力学性能要求的自密实轻骨料混凝土,结合固定砂石体积法和全计算法对SCLC30的配合比进行设计,采用正交试验设计配制9组试件,研究各因素对工作性能和基本力学性能的影响。结果表明:在9组试验中,第1、3、7、8组的工作性能最好,5、6、7、9组的抗压强度值最高。经分析选取和调整,确定最优配合比为:碎石系数0.52,砂系数0.42,粉煤灰掺量为30%,减水剂用量为1.5%,并对最优配合比试件组进行试验,该组混凝土具有良好的工作性能,且满足所要配制的抗压强度的要求。

剑麻纤维增强自密实轻骨料混凝土力学性能的研究

在C40自密实轻骨料混凝土中掺加剑麻纤维,用于提高自密实轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度及抗裂性。研究了剑麻纤维的长度及掺量对自密实轻骨料混凝土抗压、劈裂抗拉强度的影响。结果表明,剑麻纤维对提高自密实轻骨料混凝土抗压强度的贡献不大,甚至降低7 d抗压强度,但对劈裂抗拉强度有大幅提高作用。剑麻纤维长度为10 mm、掺量为3 kg/m^3时,自密实轻骨料混凝土的28 d劈裂抗拉强度较基准混凝土提高54.2%。

自密实轻骨料混凝土的配合比设计研究

选用普通硅酸盐水泥、陶粒、河砂、粉煤灰、硅灰等原材料,采用绝对体积法,研究了水胶比、轻骨料体积掺量、矿物掺合料用量对自密实轻骨料混凝土性能的影响,确定了SCLC40、SCLC50强度等级的自密实轻骨料混凝土配合比。结果表明:当轻骨料体积掺量为42%、Ⅰ级粉煤灰掺量为20%、硅灰掺量为10%(SCLC50)时,SCLC的自密实性能和表观密度最佳。