基于正交试验的水泥砂浆开裂敏感性研究

选取比表面积、SO3含量、碱含量、水灰比及养护温度5种因素,采用正交设计理论,通过水泥砂浆的圆环约束试验,分析讨论各因素对砂浆开裂敏感性影响的显著程度,为水泥的生产如何适应混凝土的质量要求以及如何在配合比设计和施工中提高混凝土的抗裂性提供参考.结果表明:各因素对水泥砂浆开裂敏感性的影响程度为比表面积>水灰比>养护温度>碱含量>SO3含量,水灰比、比表面积和养护温度对水泥砂浆开裂有显著影响.水灰比降低、比表面积增大和养护温度提高都会引起水泥砂浆开裂趋势的增大,显著降低水泥砂浆的抗裂性能,应引起足够的重视.

硬化水泥浆体早期开裂敏感性试验研究

通过小圆环约束开裂试验方法评价了不同胶凝材料体系的体积稳定性能.研究结果表明:不同胶凝材料体系开裂敏感性差异较大,其中硅灰>矿渣>粉煤灰>二元和三元复合组分;减缩剂能降低混凝土开裂敏感性;减缩剂和膨胀剂复合使用能够显著改善混凝土体积稳定性能.

粉煤灰对高性能砼收缩开裂性能影响试验研究

设计收缩、小圆环约束开裂、水化热、极限拉伸率以及抗氯离子渗透性等5种试验方法来考核粉煤灰对高性能混凝土收缩开裂性能的影响。研究结果表明:粉煤灰能够改善高性能混凝土的工作性、降低早期弹性模量和水化热、7 d后强度能够快速增长并逼近基准混凝土,能够有效地提高混凝土的抗裂性能。

超高性能混凝土圆环约束收缩试验研究

以约束水平、环境条件(密闭或干燥)和钢纤维等为参数,开展了超高性能混凝土(UHPC)圆环约束收缩试验。研究了钢环应变随龄期的发展规律;分析了各参数对圆环约束下的残余应力与各关键龄期的力学性能的影响;采用了拉应力水平和应力松弛率来评价UHPC的开裂性能。为配合圆环收缩试验,开展了自由收缩与基本力学性能试验。试验表明,未掺钢纤维的UHPC早期开裂风险大,在14d前均发生开裂,裂缝平均宽度大于0.25mm,含钢纤维试件均未开裂。不同约束程度对拉应力水平与应力松弛率的影响均显著,降低约束程度能有效降低开裂风险。与自由收缩测试结果不同,圆环约束UHPC在密闭条件下后期的开裂风险会高于环向干燥条件。建议以密闭条件下14d的抗裂性能作为控制指标评价圆环约束下UHPC的开裂性能。

方钢管混凝土柱外环肋节点及其改进型破坏模式研究

通过对方钢管混凝土柱-钢梁外环肋节点的拟静力试验研究和数值分析,探讨了节点的变形特征和破坏模式,指出外环肋节点虽然可满足抗震设计的要求,但存在节点承载力偏小、节点焊缝应力集中等缺陷。借鉴圆钢管混凝土结构中的内锚构造,提出改进型外环肋节点,即在钢管混凝土柱内壁增设"T"型或"L"型内锚。通过对改进型外环肋节点单调加载理论分析,研究了节点各组件受力情况和节点的荷载-位移曲线,指出改进型节点的内锚增强了混凝土的约束效应,显著提高了节点的承载力。

考虑径向湿度梯度约束环形试验开裂过程研究

对于实际工程中的平板式混凝土结构,例如混凝土路面、桥面板等,收缩裂缝随处可见。针对美国试验材料学会(ASTM)推荐的约束环形试验,采用试验与数值相结合的方法研究了考虑径向湿度梯度混凝土环的开裂过程。通过引入虚拟温度场模拟混凝土的收缩过程,结合虚拟裂缝模型和基于起裂韧度的裂缝扩展准则研究了混凝土环裂缝起裂与扩展全过程,并且定量分析了裂缝扩展过程中钢环约束与自身约束的关系。根据试验与数值结果可知,考虑径向湿度梯度的影响,混凝土环截面最大拉应力始终出现在试件外环即干燥面处,试件开裂时裂缝从外侧起裂并且由外侧向内侧扩展。由于裂缝失稳,起裂当天可以观察到,裂缝贯穿整个截面。构件失稳破坏的标志是钢环压应变出现滞回。驱动试件开裂的约束作用中,钢环约束占主要作用,裂缝扩展过程中钢环约束作用不断增强。