不同纤维对高强轻骨料混凝土力学性能影响及微观机理研究

为改善高强轻骨料混凝土的力学性能和弯曲韧性,研究了玄武岩纤维、细聚乙烯醇纤维、仿钢纤维、聚丙烯纤维和粗聚乙烯醇纤维的掺入对高强轻骨料混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗弯强度的影响规律。通过4点弯曲试验获取荷载-挠度曲线,基于韧性指标对比分析了5种纤维对高强轻骨料混凝土弯曲韧性的影响。通过扫描电子显微镜观察纤维破坏前后的表面微观形貌,阐释了不同纤维的增强增韧机理。研究结果表明:掺入纤维对高强轻骨料混凝土的力学性能均有提升,主要提升高强轻骨料混凝土的抗拉性能和弯曲韧性。粗聚乙烯醇纤维提升劈裂抗拉强度和抗弯强度程度最大,分别提高了83%和220%,使高强轻骨料混凝土破坏由脆性转为高延性。纤维对高强轻骨料混凝土抗拉性能和韧性的提升与纤维表面损伤程度成正比。

预置轻骨料混凝土与普通轻骨料混凝土的性能对比

研究了相近强度等级(LC40)下预置轻骨料混凝土与普通轻骨料混凝土的物理性能与耐久性能。结果表明:相同强度等级下,预置轻骨料混凝土密度较普通轻骨料混凝土降低约200 kg/m^(3);同时具有更好的匀质性(上下质量差仅为0.14%,普通轻骨料混凝土为1.68%)与体积稳定性(干缩为普通轻骨料混凝土的1/3)。但由于轻骨料自身强度与弹性模量低,相同强度等级预置轻骨料混凝土的脆性增大,抗折强度与弹性模量降低;并且大量轻骨料堆积提供水分与离子传输通道,抗氯离子扩散性能以及抗冻性能也会降低。

火山渣粒径和DPS掺量对轻骨料混凝土性能的影响

以火山渣作为粗骨料制备了轻骨料混凝土,研究了火山渣粒径(4.75~9.50、4.75~19.00、4.75~26.00 mm)对轻骨料混凝土坍落度、吸水率和抗压强度的影响,优选出了最佳火山渣粒径。在此基础上,研究了渗透结晶型无机防水剂(DPS)的掺量(0、0.6%、0.8%、1.0%)对轻骨料混凝土性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明:随着火山渣粒径的增大,轻骨料混凝土的坍落度降低,吸水率增大,抗压强度先增大后减小,最佳火山渣粒径为4.75~19.00 mm;随着DPS掺量的增加,轻骨料混凝土的坍落度和吸水率降低,抗压强度增大;掺入适量DPS可以有效提高混凝土基体的密实度,从而改善混凝土的性能。

轻骨料混凝土的研究进展与应用前景

介绍了轻骨料混凝土的特性,分析了轻骨料配合比设计方法,综述了国内外近年来不同轻骨料混凝土受各因素影响的性能研究进展,探究了轻骨料混凝土的微观表象,指出了轻骨料混凝土存在的如工作性较差、可泵送性易受阻等缺陷不足,给出了合理建议,对轻骨料混凝土的未来发展方向和应用前景做出了展望。

碳纤维轻骨料混凝土高温后动态压缩性能研究

目前针对碳纤维轻骨料混凝土在高温作用后的力学性能研究匮乏,考虑到火灾伴随的冲击和爆炸荷载对结构的破坏,采用直径74 mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对轻骨料混凝土(LWAC)进行了动态压缩试验,研究了温度和碳纤维含量对LWAC动态压缩性能的影响,并通过SEM扫描电镜揭示了高温对LWAC微观结构的影响。结果表明:碳纤维掺量的增加提高了LWAC的静态抗压强度,而高温对其静态抗压强度具有劣化作用,纤维的掺入能够在一定程度上阻止高温强度劣化。LWAC的应力-应变曲线随着温度的升高趋于扁平,动态抗压强度降低而峰值应变和极限应变增大,动态抗压强度、峰值应变和极限应变随着碳纤维掺量的增加均出现先增大后减小的趋势。不同温度作用和碳纤维掺量下LWAC试样的DIF随应变率的增加呈线性增加,普通LWAC试件比碳纤维LWAC试样的速率敏感性更高。高温最初改善了LWAC的内部微观结构,但随着温度持续升高,试样内部微观结构严重劣化。

混杂纤维高强轻骨料混凝土单轴受压试验研究

为了改善高强轻骨料混凝土(HSLC)的脆性破坏特征,采用钢纤维(SF)和聚丙烯纤维(PF)对HSLC进行增强,通过单轴受压试验研究两种纤维对HSLC单轴受压性能的影响。结果表明:SF和PF的体积掺量分别为2.0%和0.2%时具有最优的混杂效应,应力-应变曲线拐点处应力和收敛点处应变较单掺SF时分别提高了10.0%和56.5%,较单掺PF时分别提高了99.1%和150%;混杂纤维使HSLC的峰值应力、峰值应变和弹性模量最高分别提升了19.0%、1.20%和16.9%。最后,基于试验数据,提出了考虑两种纤维混杂效应的峰值应力、峰值应变和弹性模量的计算公式,建立了双参数混杂纤维增强HSLC的单轴受压本构模型,并且其与试验曲线吻合较好。该研究结果可为纤维增强HSLC的结构设计提供理论参考。

聚丙烯纤维和硅灰对轻骨料混凝土性能的影响

研究了聚丙烯纤维(PF)掺量(0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 kg/m^(3))与硅灰掺量(0、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%)对轻骨料混凝土(LAC)抗压、抗折强度和抗冻性能的影响。结果表明:同时掺入适量的PF和硅灰有效提高了LAC的抗压、抗折强度,其中,对于抗压强度,最佳PF和硅灰的掺量分别为0.8 kg/m^(3)和5%;对于抗折强度,最佳PF和硅灰的掺量分别为1.0 kg/m^(3)和5%;当PF和硅灰的掺量分别为1.0 kg/m^(3)和5%时,LAC试件的抗冻性能相对最优。

碳纤维掺量对轻骨料混凝土抗压强度的影响

为探究轻骨料混凝土掺入不同量碳纤维后的抗压强度变化,取不同量碳纤维制备轻骨料混凝土并根据相关试验规范分别制作棱柱体试件和立方体试件,测定各组试件的抗压强度,分析各组试件抗压强度随碳纤维掺量的变化规律。试验结果表明:掺加适量碳纤维能够强化轻骨料混凝土抗压强度,但掺量过大反而会导致结构强度下降,其中碳纤维质量分数取0.1%时性能达到较高值;立方体试件相较棱柱试件具有更优良的强度性能,但工程实践中所用混凝土结构通常为近似棱柱体形状,建议后续进一步研究棱柱体混凝土强度性能的主要影响因素。

轻骨料混凝土泵送稳定性测试与评价方法研究

文中针对当前用于泵送压力作用下轻骨料混凝土工作性能稳定性的测试与评价方法存在的局限,提出了一种操作简便、可量化表征的轻骨料混凝土泵送稳定性测试与评价方法,通过大量轻骨料混凝土生产数据的采集、跟踪与分析,验证了所提出方法的准确性与可靠性。结果表明,该方法可用于轻骨料混凝土泵送施工性能的表征。

不同种类轻骨料混凝土力学性能和耐久性研究进展

概述了国内外煤矸石、浮石和陶粒轻骨料混凝土的力学性能和耐久性的研究进展。介绍了不同轻骨料种类、粒径大小形状以及替代率、水灰比、外掺料和骨料活化等因素对混凝土力学性能和耐久性的影响,并对新型绿色环保轻骨料混凝土的力学和耐久性能进行初步探索。讨论了轻骨料混凝土在保持轻质特性基础上的高强高性能技术途径。展望了轻骨料混凝土在工程中的应用前景。

轻骨料混凝土锚固化学锚栓拔出承载能力试验研究

我国《混凝土结构后锚固技术规程》(JGJ 145-2013)并未对化学锚栓在轻骨料混凝土中的使用做出规定,国内外也缺少相关研究,制约了化学锚栓的应用。为研究拔出破坏模式下轻骨料混凝土锚固化学锚栓的抗拉性能,本文采用通丝及倒锥形化学锚栓,设计并进行了11组静力约束抗拉试验,分析化学锚栓直径、锚固深度、化学锚栓类型等因素对轻骨料混凝土中化学锚栓抗拉性能的影响。通过试验结果可以发现,后锚固化学锚栓的破坏模式包括胶-混界面破坏、胶-筋界面破坏、锚栓钢材破坏和劈裂破坏;倒锥形化学锚栓的承载力较通丝化学锚栓低,易发生胶-筋界面破坏,而通丝化学锚栓易发生胶-混界面破坏;通丝化学锚栓的平均粘结强度随锚固深度增大而增大,与化学锚栓的直径相关性不大,抗拉承载力均随锚固深度和直径的增加而增大。

轻骨料混凝土配合比设计与应用

为了配置密度等级和性能满足工程设计要求的轻骨料混凝土,试验分别选取相同粒径规格但不同堆积密度的天然浮石作为粗骨料,并选用陶砂作为部分细骨料,通过优化配合比设计方案,成功配置出符合设计密度等级1600 kg/m^(3)的LC25轻骨料混凝土,并对其性能做了对比试验。结果表明,当天然浮石(堆积密度800 kg/m^(3))用量为452 kg/m^(3)、陶砂用量为400 kg/m^(3)时,LC25轻骨料混凝土的干表观密度满足设计要求,28 d抗压强度最高可达到41.3 MPa,相应的吸水率为9.1%、软化系数为0.88,25次冻融循环强度损失率为7.6%。

钢-无机纤维对轻骨料混凝土力学性能及耐久性能的影响

为了研究钢-无机纤维对轻骨料混凝土力学性能和耐久性能的影响,设计不同掺量的单掺陶瓷纤维和玄武岩纤维以及不同掺杂方式的混杂钢-玄武岩纤维和钢-陶瓷纤维增强轻骨料混凝土试件。结果表明,钢-玄武岩纤维对轻骨料混凝土抗压强度和60d透水时水压强度提高最明显,最大增幅分别达14.5%、42.9%;掺入1.35kg/m^(3)玄武岩纤维对抗折强度增幅为62.2%;掺入陶瓷纤维降低了抗压强度和抗渗性能,但提高了抗折强度及抗冻性能;钢-陶瓷纤维对抗渗性能和抗冻性能提升效果较好。

钢纤维轻骨料混凝土早期抗裂性能的试验研究

为研究钢纤维轻骨料混凝土的早期抗裂性,文中采用带隔板的部分约束收缩环装置试验得到环形试件的环向拉应力及应变。试验表明,此装置可以加速混凝土试件的开裂,当试件未开裂时,可使用环向拉应力与劈裂抗拉强度的比值比较钢纤维轻骨料混凝土的早期抗裂性能,比值越大,早期抗裂性能越差。

铁尾矿制备陶粒及在轻骨料混凝土中的应用研究

为拓展梅山铁矿尾矿应用范围,以梅山铁矿尾矿为主要原料,采用碳化硅发泡法制备了轻质闭孔陶粒,并应用于陶粒混凝土。借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线计算断层扫描技术研究了碳化硅加入量和烧成温度对轻质陶粒结构和性能的影响,以及混凝土配料对轻骨料混凝土结构和性能的影响。试验结果表明:(1)以梅山铁矿尾矿为主要原料,采用碳化硅发泡法可以制备出900,800,700 kg/cm^(3)轻质闭孔陶粒,铁矿尾矿加入量高于80%;(2)在碳化硅加入量一定的情况下,随着烧成温度的升高,陶粒堆积密度降低,筒压强度降低,承载能力下降,可得到3种不同结构的陶粒;(3)利用700 kg/cm^(3)铁矿尾矿陶粒可以配制出满足国标要求的L15~L30轻质陶粒混凝土,陶粒混凝土的高强度源于水泥浆体与陶粒、粉煤灰以及砂粒之间的紧密结合。

输电线路装配式基础用轻骨料混凝土试验研究

针对输电线路装配式基础预制构件自重和工作环境服役的使用要求,开展了人造页岩陶粒、天然浮石两种粗骨料类别的轻骨料混凝土力学和耐久性能试验研究。室内试验结果表明轻骨料混凝土的力学和耐久性能指标良好,可以在输电线路装配式基础中进行试点应用;与浮石轻骨料混凝土相比,陶粒轻骨料混凝土的耐久性能优势更加明显。

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。

预制轻骨料混凝土夹芯复合外墙板生产制备工艺研究

建立了一种通用的预制轻骨料混凝土夹芯复合外墙板生产制备工艺。首先分析了此类墙板的结构特点,将其分为内外叶板、保温层、预埋件;然后据此制订了完整的制备流程,具体包括模具设计与组装、饰面安装、预埋件安装、外叶板LAC(Lightweight Aggregate Concrete,轻骨料混凝土)浇筑、PGC(Polystyrene Granular Concrete,聚苯颗粒混凝土)保温层浇筑、内叶板LAC浇筑、墙板质量检验等;最后从质量控制的角度出发,针对原材料和模具建立了管理策略,同时提出了抑制LAC轻骨料上浮的技术措施。

回收聚氨酯泡沫制备轻骨料混凝土及其性能研究

用聚氨酯泡沫(PU)制备了轻骨料混凝土,并研究其干表观密度、抗压强度、吸水率、导热系数和阻燃性能。研究结果表明,随着PU体积比不断增大,轻骨料混凝土的干表观密度和抗压强度逐渐减小;轻骨料混凝土的吸水率先降低后增大,PU体积比为45%时的吸水率降至最小值2.2%;轻骨料混凝土的导热系数逐渐降低,保温性能不断提高;轻骨料混凝土的质量损失率、总热值和炉内升温不断增大,PU的加入降低了轻骨料混凝土的阻燃性能,但是其阻燃等级仍然满足A1级。最终可以得出:PU体积比为45%时,轻骨料混凝土综合性能最优,其干表观密度为996kg/m^(3)、抗压强度为17.9MPa、48h吸水率为2.2%、导热系数为0.251W/(m·K)、阻燃等级满足A1,达到DB42T 1227-2016中LC15等级轻骨料混凝土的要求。

DIC方法测量高温后轻骨料混凝土弹性模量应用研究

应用数字图像相关方法(DIC)测量轻骨料混凝土的弹性模量,同电阻应变片测量方法进行对比分析,研究DIC方法应用于测量混凝土弹性模量中的可行性,应用DIC方法研究不同纤维掺量及高温作用对玄武岩纤维轻骨料混凝土弹性模量的影响.结果表明:应用DIC方法测量轻骨料混凝土应力-应变曲线线性较好,且与电阻应变片测得结果相差不大,可应用于混凝土静力受压弹性模量试验.轻骨料混凝土中掺入玄武岩纤维可提高其弹性模量,且随纤维体积掺量的增加呈先增后减的变化趋势,体积掺量0.2%时弹性模量最大.随着温度的升高,弹性模量总体下降,温度不超过300℃时,玄武岩纤维性能未发生明显衰减,仍可增加轻骨料混凝土的弹性模量.