陶粒高钛矿渣混凝土叠合梁受弯性能研究

对3根不同配筋率的掺陶粒高钛矿渣混凝土叠合梁和1根普通混凝土叠合梁进行受弯性能对比试验,对叠合梁的正截面受弯承载力、抗裂性进行分析。结果表明:陶粒高钛矿渣混凝土叠合梁的破坏形态、受弯性能与整浇对比梁相近,叠合梁正截面的平截面假定仍然适用;相同条件时,提高纵向钢筋强度可以有效提高叠合梁的性能,正截面受弯承载力、开裂荷载仍可按照现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中的公式进行计算。

复高钛重矿渣混凝土与钢筋粘结性能试验研究

通过36个复高钛重矿渣混凝土和普通混凝土试件拉拔试验,以强度等级、钢筋直径及锚固长度为变量,对复高钛重矿渣混凝土与钢筋的粘结性能进行了对比研究。研究表明,同条件下,复高钛重矿渣混凝土与钢筋的粘结锚固性能优于普通混凝土,具有良好的共同工作性能。并基于受均匀内压作用的厚壁圆筒力学模型,提出了复高钛重矿渣混凝土与钢筋粘结强度的建议计算公式。

复高钛重矿渣路面混凝土配合比优化设计试验研究

以清-乌复线道路为工程背景,采用高钛重矿渣作粗、细骨料,并掺加磨细高钛矿渣复合微粉部分取代水泥来配制复高钛重矿渣路面混凝土(以下简称CHTHSPC)。以7、28 d抗弯拉强度、工作性3个参数作为考察指标,采用正交试验与极差分析方法,考察水胶比、砂率、复合微粉取代率对其性能的影响,对其进行优化设计,寻求最优配合比,在攀西道路工程中推广,为工程应用提供有益的参考。

HRB500E高强抗震钢筋高钛重矿渣混凝土梁裂缝试验研究

通过对6根HRB500E高强抗震钢筋高钛重矿渣混凝土梁和3根HRB335普通钢筋高钛重矿渣混凝土梁进行正截面抗弯性能试验,以钢筋、混凝土强度等级为变量,研究最受关注的高强抗震钢筋高钛重矿渣梁荷载作用下的开裂变形问题。结果表明:在混凝土强度、配筋都相同的情况下,HRB500E高强抗震钢筋高钛重矿渣混凝土梁的开裂弯矩、极限弯矩比普通梁高,屈服弯矩接近于普通梁;随着混凝土强度提高,最大裂缝宽度受钢筋强度的影响不甚明显;随着纵筋率的增加,裂缝宽度得到明显约束。较之普通梁,HRB500E高强抗震钢筋高钛重矿渣混凝土梁的裂缝开展分布较均匀,裂缝条数相对较多,平均裂缝和最大裂缝宽度更大。在试验数据基础上,提出更适合于该种钢筋混凝土梁最大裂缝宽度修正公式,弥补了现有公式的不足。本项目研究为高强抗震钢筋在高钛重矿渣混凝土工程结构中的推广应用提供了有益参考。

高钛重矿渣钢筋混凝土柱性能研究

将混凝土粗细集料全部取代为高钛重矿渣材料,分析高钛重矿渣钢筋混凝土的结构性能。试验设计出高钛重矿渣钢筋混凝土柱,分析其轴压性能,并和普通钢筋混凝土柱进行对比。研究表明:高钛重矿渣混凝土的力学性能指标高于普通混凝土,具有较高的界面能;高钛重矿渣钢筋混凝土柱和普通钢筋混凝土柱的结构性能相似,但极限受压承载力比普通钢筋混凝土柱提高了29.68%。认为高钛重矿渣钢筋混凝土结构满足结构设计的要求。

钢筋和高钛重矿渣混凝土界面粘结性能的研究

为研究高钛重矿渣混凝土与钢筋的粘绪性能，采用中心拉拔的试验方法分析研究了钢筋直径和相对粘结长度对C50高钛重矿渣混凝土与钢筋粘结性能的影响，并与C50普通混凝土进行对比。研究结果表明：高钛重矿渣混凝土整体上与普通混凝土的粘结一滑移曲线趋势相似；相同条件下，高钛重矿渣混凝土比普通混凝土的极限粘结应力提高了3％～71％；高钛重矿渣混凝土与钢筋的初始粘结刚度高于普通混凝土。

高钛重矿渣混凝土梁受弯性能研究

为研究高钛重矿渣混凝土的结构性能,制备C50高钛重矿渣混凝土和C50普通混凝土梁,探讨两种混凝土梁截面的受弯性能。实验结果表明:高钛重矿渣混凝土梁截面平均应变符合平截面假定;其受力过程经历了弹性阶段、带裂缝工作阶段及破坏阶段,和普通混凝土梁相似;其截面受弯承载力及延性均优于普通混凝土梁,延性系数提高15.5%;在极限承载力状态下裂缝宽度为普通混凝土的2.7倍。

高钛重矿渣混凝土单轴压缩试验及PFC二维重塑数值模拟分析

通过高钛重矿渣混凝土单轴压缩试验发现:高钛重矿渣混凝土的抗压强度可达37.2 MPa,略高于普通碎石混凝土;其破坏面形态与普通混凝土稍有不同,文章高钛重矿渣混凝土的破坏形态表现为破坏面穿越高钛重矿渣粗骨料和硬化砂浆。文章通过PFC重塑高钛重矿渣混凝土模型,经过单轴压缩数值模拟,得到了高钛重矿渣混凝土的细观力学参数,基于此细观力学参数的单轴压缩数值模拟曲线能很好地与应力-应变曲线吻合;通过数值模拟观察了高钛重矿渣混凝土模型的裂缝开展情况和最终破坏形态,验证了用PFC二维重塑模拟高钛重矿渣混凝土单轴压缩试验的可行性。研究结果可为研究高钛重矿渣混凝土破坏过程及破坏机理提供参考。

高钛重矿渣混凝土抗冻试验研究

本试验对高钛重矿渣混凝土抗冻性能进行研究,采用标准慢冻法对高钛重矿渣混凝土试块进行50次冻融循环。研究了不同粉煤灰取代水泥掺量,硅粉取代10%水泥,钢渣取代全部粉煤灰三种情况对高钛重矿渣混凝土抗冻性能的影响,并与普通高钛重矿渣混凝土抗冻性能进行比较。试验研究表明:不同的配合比对高钛重矿渣混凝土的抗冻性能、质量损失和强度损失具有一定的影响,高钛重矿渣混凝土的抗冻性能符合GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》的要求。

高钛重矿渣混凝土施工质量问题的预防及处理方法

一种完全利用攀钢高炉冶炼产生的高钛重矿渣作为集料配制而成的高钛重矿渣预拌混凝土(以下简称“混凝土”),其质量影响因素包含有原材料质量、设备运行、配合比设计、生产控制、施工工艺等,本文就混凝土在施工中常见的强度不足、坍落度损失快、凝结时间异常、麻面、蜂窝、孔洞、缺棱掉角、冷缝等质量问题,通过对原因分析、制定预防措施并实施处理进行浅析,可有效助力混凝土的质量保证率达到100%。

不同纵筋率的复高钛重矿渣混凝土有腹筋约束梁抗剪性能试验研究

对5根纵筋率不同的复高钛重矿渣混凝土有腹筋约束梁进行抗剪性能试验研究,同时制作2根普通混凝土梁进行对比,分析该种混凝土梁的不同纵筋率对有腹筋约束梁破坏程度的影响及受剪承载力的影响。试验采用集中荷载作用于剪跨比为1.5的约束梁,观测分析梁裂缝开展及破坏情况得到:随着复高钛重矿渣混凝土有腹筋约束梁纵筋率的增加,其临界斜裂缝的倾斜角逐渐减小,梁的主要裂缝发展程度也越小,梁的抗剪能力逐渐增强;当梁的纵筋率大于某一临界值时,梁的破坏形态会由弯曲破坏转为剪切破坏。通过比较《规范》计算的抗剪承载力和抗弯承载力对应的剪力大小,能够判断复高钛重矿渣混凝土有腹筋约束梁的最终破坏形态;其抗剪承载力试验值比按《规范》计算值平均高36.1%,满足规范要求,为该种梁的工程运用提供理论依据。

复高钛重矿渣混凝土长期变形性和耐久性研究

对复高钛重矿渣混凝土的长期变形性和耐久性能进行研究,结果表明:复高钛重矿渣混凝土没有体积安定性问题,收缩变形和徐变均符合设计标准;复高钛重矿渣混凝土没有碱-骨料反应,其碳化性能、抗渗等级、氯离子扩散系数、硫酸盐抗蚀性能和抗冻等级均满足混凝土耐久性设计规范。对主要指标收缩和徐变性能进行机理研究和分析,并对原高钛渣混凝土工程进行耐久性抽样调查,其芯样混凝土抗压强度均高于设计强度,外观没有变异。试验成果对该种骨料混凝土的推广应用提供了重要参考依据。

高钛重矿渣混凝土破坏机理及数值模拟

进行了高钛重矿渣混凝土和普通混凝土配合比试验设计,分别制作了4组混凝土立方体试块和棱柱体试块并进行强度测试,通过PFC离散元软件标定了高钛重矿渣混凝土与普通混凝土试件的细观力学参数,模拟了高钛重矿渣混凝土和普通混凝土棱柱体试件受压破坏,分析了高钛重矿渣混凝土棱柱体试件破坏现象和破坏机理。研究结果表明,高钛重矿渣骨料内部的孔洞会削弱骨料的强度;高钛重矿渣骨料的粗糙表面会提高界面过渡区的粘结强度;高钛重矿渣混凝土破坏形态与普通混凝土破坏形态不一致,高钛重矿渣混凝土破坏时形成的破坏面会穿越骨料与硬化砂浆,而普通混凝土破坏时形成的破坏面会沿着界面过渡区穿越硬化砂浆。