盐冻条件下纤维混凝土耐久性及强度预测

为探明玄武岩纤维细石混凝土在盐冻条件下的耐久性,准确预测混凝土在非线性特征及外界多因素影响下的强度变化,以甘肃景电灌区盐碱地的水工建筑物群及其服役环境条件为验证原型,通过开展室内材料试验,改变冻融介质(清水、3%NaCl溶液、5%Na2SO4溶液)及玄武岩纤维体积掺量(0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%),初步探究玄武岩纤维细石混凝土在不同盐冻环境下的单轴抗压强度变化规律。基于室内试验结果,通过构建天牛须搜索算法(BAS)与BPNN结合的BAS-BP模型,预测了盐冻条件变化下玄武岩纤维细石混凝土的抗压强度;为验证BAS算法的准确性,同时构建经两个智能算法改进的BPNN模型,对不同模型计算得出的性能指标进行分析及误差对比。试验结果表明:适量的玄武岩纤维掺入可以提高细石混凝土的抗盐冻性能,纤维体积掺量为0.15%时,细石混凝土的各方面性能最优;NaCl溶液中的试件比Na2SO4溶液的冻融损伤更严重。模型预测误差对比表明,BAS-BP模型具有较好的准确性和稳定性。

GFRP管约束竹筋细石混凝土组合杆力学性能试验

在当前绿色发展、“双碳”目标、科技创新的多元化发展中,工程建设行业要实现“双碳”目标,需寻找合适的钢制品替代产品。竹材作为重要工程结构用材应时而发,很有必要研发“以竹代钢”的创新技术和产品。依据实际工程需求,提出一种玻璃纤维复合材料(GFRP)管约束大截面竹筋细石混凝土组合(GBCC)构件,替代薄壁钢管用作围栏承载立杆。GBCC构件力学性能良好、制作工艺简单、产品绿色低碳。为研究GBCC的基本受力性能和不同材料的协同工作状态,进行了12根GBCC短杆轴压破坏试验、7根长杆轴压稳定试验和10根长杆抗弯试验,并研究了GBCC杆力学性能的影响规律。结果表明:GBCC短杆轴压胀裂压溃破坏,长杆轴压失稳,长杆抗弯脆性断裂破坏;GBCC材料构成、含竹率、细石混凝土密实性、试件受力方向、竹筋缺陷均影响GBCC杆的受力性能;含竹率20%左右的GBCC试件能够达到甚至超过薄壁空心钢管试件的承载力和变形能力;GBCC长杆具有很好的弹性变形能力,基于试验结果构建了GBCC长杆抗压失稳极限承载力公式。

掺加钢纤维抑制住宅楼(屋)面细石混凝土开裂试验研究

针对住宅楼(屋)面细石混凝土保护层的开裂问题,开展了掺加不同掺量钢锭铣削型钢纤维细石混凝土和传统工艺的内配钢丝网片细石混凝土的工程试验。试验结果表明:传统的钢丝网片细石混凝土保护层抗裂性能满足不了新的结构形式对抗裂性能的要求。针对无机保温砂浆、XPS板、EHS纳米橡塑保温垫等三种常用保温材料,实际应用钢纤维细石混凝土施工保护层时,观测28 d完全无裂缝产生。在细石混凝土中钢纤维掺量为30 kg/m^(3)时,即可以达到控制细石混凝土保护层开裂的目的。试验结果为解决住宅楼、屋面细石混凝土开裂问题提供了技术支撑。

增粘剂在苏州地铁无砟轨道结构中的应用

本文将增粘剂应用于苏州地铁无砟轨道填充层自密实钢纤维细石混凝土中,通过对增粘剂掺量进行调整,研究混凝土拌合物的性能。结果表明:不加入增粘剂时,混凝土拌合物对用水量很敏感,容易出现泌水离析问题;加入增粘剂后,混凝土的增稠保水能力增强,具备高流动性的同时不泌水离析,和易性良好;当增粘剂掺量为4%时,拌合物性能最佳,混凝土不离析不泌水,混凝土能够自密实成型,56 d抗压强度达到54.3 MPa。现场对自密实钢纤维细石混凝土性能进行验证,混凝土拌合物和易性良好,顺利完成灌板且揭板效果良好,板面无大气泡和浮浆层,小气泡面积不超过板面面积的2%,满足技术要求。

基于正交试验法的钢纤维细石混凝土配合比设计

基于正交试验法研究了钢纤维掺量、砂率、水胶比、粉煤灰置换率等因素对钢纤维细石混凝土力学性能指标的影响规律,并通过极差分析得到了较优配合比。结果表明:钢纤维细石混凝土抗压强度主要受水胶比和粉煤灰置换率影响,水胶比在0.3~0.34和0.36~0.4间的变化分别引起抗压强度指标波动达10%和15%,而粉煤灰置换率的变化对抗压强度的影响随着水胶比的减小和龄期的增加而减弱。钢纤维细石混凝土的抗折强度主要取决于钢纤维掺量和粉煤灰置换率,钢纤维掺量在2%~2.5%和粉煤灰置换率在0.2~0.3间的变化引起指标结果的波动幅度都在20%以上。

“刚性防水和混凝土结构自防水”系列报道之十一 城际铁路桥面混凝土防水保护层的性能研究

选用聚丙烯腈纤维(PAN)、聚丙烯纤维网(PPW)、聚丙烯纤维(PP)以及聚乙烯醇纤维(PVA),研究纤维种类及掺量对混凝土工作性能及抗塑性开裂性能的影响。结果表明:PP掺量0.15%或PVA掺量0.1%时,均对混凝土的塑性开裂有良好的抑制作用,同时对其工作性能影响较小,更适用于C40细石纤维混凝土桥面防水保护层。

自密实纤维细石混凝土连续板的力学性能试验研究

以杭州市某快速路高架桥梁连续板结构为原型,进行了9块桥面连续板比例模型的三点弯曲试验研究。试件的部分区域采用纤维细石高强混凝土代替普通混凝土,以配筋率和纤维细石高强混凝土替代宽度为参数,对连续板的起裂荷载、承载力、变形、钢筋应变、中和轴高度等力学特性进行了研究。结果表明,相同配筋率条件下,纤维细石高强混凝土的替换可一定程度控制裂缝的扩展,提升试件的延性,且与普通混凝土界面黏结良好,协调变形。