凍融循環(huán)閉孔珍珠巖水泥土力學(xué)性能影響

將33塊規(guī)格為150mm×150mm×150mm塊試塊分成11組,每組3塊,分別做好編號標(biāo)記。對這11組試塊分別進(jìn)行0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10次凍融循環(huán),同組的試塊同時進(jìn)行凍融。試驗表明隨著凍融循環(huán)的進(jìn)行,橡膠混凝土表面會出現(xiàn)裂縫,并有細(xì)小顆粒脫落。凍融循環(huán)次數(shù)增加,則其表面的裂縫會變多且越來越粗。橡膠混凝土的質(zhì)量損失隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加而增大,隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,質(zhì)量損失的幅度呈增大趨勢。

為改善軟弱地基力學(xué)性能,采用水泥摻量為16%,浮石粉摻量為8%,含水量分別為10%、15%、20%、25%的4組浮石粉水泥土試件進(jìn)行三軸剪切試驗,分析了不同含水量下浮石粉水泥土的力學(xué)性能。結(jié)果表明:隨著含水量的增加,浮石粉水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度呈拋物線形變化,試件含水量為15%時強(qiáng)度達(dá)到峰值,說明泥土中摻入8%的浮石粉加固含水量為15%左右的軟弱地基效果最佳。

為充分利用當(dāng)?shù)刈匀毁Y源,改善路基施工過程中的軟弱地基現(xiàn)狀,用浮石粉水泥土試件進(jìn)行了不同水泥摻量、不同浮石粉摻量的水泥土三軸剪切試驗,進(jìn)一步分析了水泥土的力學(xué)性能,通過三軸剪切試驗測得不同圍壓下水泥土的應(yīng)力—應(yīng)變曲線、峰值強(qiáng)度等力學(xué)指標(biāo)。試驗結(jié)果表明:隨著水泥摻量的增加,浮石粉水泥土的抗剪強(qiáng)度增大,但水泥摻量達(dá)到16%以后,抗剪強(qiáng)度增加幅度降低,存在一個最佳水泥摻量值16%,在水泥土中加入浮石粉可以改善水泥土力學(xué)性能。

混凝土作為重要的土木工程材料,在現(xiàn)代建筑中運(yùn)用的越來越廣泛,其耐久性研究也得到越來越多的重視,凍融循環(huán)可以造成混凝土的凍融損傷進(jìn)而影響混凝土的耐久性能,不僅可以導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面混凝土脫落,影響結(jié)構(gòu)的使用功能和外觀,更嚴(yán)重的是使混凝土的強(qiáng)度降低,使構(gòu)件承載力降低,主要對不同等級的混凝土試塊進(jìn)行凍融循環(huán)試驗,通過力學(xué)性能試驗研究凍融循環(huán)對混凝土耐久性的影響,為混凝土耐久性研究提供依據(jù)。

纖維加筋技術(shù)是一種新式的改良土體方法,能夠有效地提高土體力學(xué)性能。選取聚丙烯纖維和水泥作為加筋穩(wěn)定材料,將纖維的物理加筋作用和水泥的化學(xué)加固作用相結(jié)合,開展無側(cè)限抗壓強(qiáng)度(ucs)試驗,研究了纖維加筋穩(wěn)定土的強(qiáng)度力學(xué)特性與應(yīng)力-應(yīng)變性狀。通過試驗,研究了不同水泥摻量(6%、8%、10%)、纖維摻量(0.15%、0.3%、0.45%)及不同齡期(3d、7d、14d)對試樣強(qiáng)度的影響。試驗結(jié)果表明,水泥和纖維的摻入均能夠提高土體的強(qiáng)度,纖維的加入使纖維加筋水泥土試樣由脆性破壞模式向塑性破壞模式轉(zhuǎn)變。

通過對鋼纖維水泥土試樣的室內(nèi)試驗,研究了鋼纖維水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、變形模量隨參數(shù)不同的變化規(guī)律,為鋼纖維水泥土的應(yīng)用提供參考依據(jù)。

為了研究水泥土在實際應(yīng)用中經(jīng)一定次數(shù)的循環(huán)荷載作用后,抗壓強(qiáng)度的變化情況,得到循環(huán)荷載對水泥土耐久性影響的一般規(guī)律,通過正交試驗的方法,得到了經(jīng)不同頻率、振幅、次數(shù)的循環(huán)載荷加載后水泥土的抗壓強(qiáng)度,并通過極差分析、方差分析,探究了頻率、振幅、次數(shù)對水泥土抗壓性能影響的主次關(guān)系,分別建立了在設(shè)計范圍內(nèi)水泥土抗拉強(qiáng)度隨循環(huán)荷載的頻率、振幅、次數(shù)變化的回歸方程。試驗結(jié)果表明:在試驗設(shè)計范圍內(nèi),水泥土抗壓強(qiáng)度隨循環(huán)荷載的振幅及次數(shù)增加而逐漸降低;頻率對水泥土抗壓強(qiáng)度影響相對最小,無明顯變化;其中次數(shù)影響最為明顯,振幅的影響次之。

在道路與橋梁工程建筑中,混凝土是應(yīng)用范圍最廣、用量最大的一種建筑材料。在高速公路的建設(shè)中,混凝土路面和各種類型的鋼筋混凝土橋梁的應(yīng)用最多。因此研究好混凝土的各種性能,能使我們在工程中更好地使用這種重要的材料。從混凝土最基本的性能,如混凝土的強(qiáng)度、和易性和耐久性等方面作出論述。

本文介紹了一種混凝土引氣劑的制備技術(shù),并同時對摻加該引氣劑后的混凝土力學(xué)性能進(jìn)行了測試,測驗結(jié)果表明,摻加該引氣劑后,混凝土密度下降,能改善混凝土的工作性能,但對混凝土抗壓強(qiáng)度影響不明顯。

以鎂渣為研究對象,利用物理激活方法對其活性進(jìn)行激發(fā),通過設(shè)置不同的粉磨時間得到比表面積不同的鎂渣,將其以等量取代水泥的方式摻入不同強(qiáng)度等級混凝土中。通過檢測混凝土抗壓強(qiáng)度力學(xué)性能,探究在混凝土強(qiáng)度等級不同時,鎂渣比表面積及摻量的改變對混凝土力學(xué)性能的影響,并對其作為混凝土摻合料的可行性進(jìn)行論證。

使用淤泥陶粒為粗骨料分別配制無纖維、塑鋼纖維(hppf)和聚丙烯腈纖維(panf)陶粒混凝土,經(jīng)凍融循環(huán)試驗后,研究其表面破壞特征、質(zhì)量、抗壓強(qiáng)度、彈性模量、劈裂抗拉強(qiáng)度與微觀結(jié)構(gòu)的變化。相關(guān)試驗結(jié)果表明,摻入纖維能夠有效抑制陶?；炷林辛芽p的產(chǎn)生和發(fā)展,改善陶粒混凝土的抗凍性能。凍融損傷使陶?；炷帘砻娴乃酀{層變脆剝落,但質(zhì)量損失不明顯;凍融循環(huán)后陶?；炷量箟簭?qiáng)度下降,彈性模量變小,變形增大,劈裂抗拉強(qiáng)度變小。

針對水泥石極限應(yīng)變小、抗沖擊性能差等特點,嘗試將不同的纖維材料摻入水泥漿中,以改善水泥石的力學(xué)性能。室內(nèi)試驗表明,代號d的特種化纖材料能夠顯著提高水泥石的力學(xué)性能,使水泥石的抗折強(qiáng)度增長18%～26%,抗沖擊能力增長17%～64%,且該種纖維材料的加入,水泥石的抗壓強(qiáng)度不低于14mpa。

為促進(jìn)\"水泥土改良地層凍結(jié)法\"在地下工程中的推廣應(yīng)用,對凍融水泥土進(jìn)行了無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗,研究了水泥摻量、含水率、土體溫度、水泥土齡期和密度等因素對凍融水泥土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、強(qiáng)度和彈性模量的影響規(guī)律,主要得出:隨著水泥土受凍溫度的降低,凍融水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度逐漸減小;不同水泥摻量、齡期的凍融水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度均小于同摻量、齡期的未凍融水泥土;隨著含水率的增加,凍融及未凍融水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度均逐漸減小;隨著干密度增加,凍融水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度呈上升趨勢,但增長幅度小于未凍融水泥土;水泥土凍融前后應(yīng)力應(yīng)變曲線均呈應(yīng)變軟化型,試樣呈脆性破壞,但水泥土經(jīng)過凍融循環(huán)后,其峰值強(qiáng)度明顯降低,初始切線模量減小,破壞后殘余強(qiáng)度也減小;隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,凍融水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度逐漸減小,前期凍融循環(huán)對水泥土強(qiáng)度損失有較大影響。

采用快速凍融方法,對不同水灰比的普通混凝土分別進(jìn)行0,25,50,75次凍融循環(huán)以及單軸壓等5種比例加載路徑的雙軸壓試驗,測得了混凝土的峰值應(yīng)力和應(yīng)變。根據(jù)試驗結(jié)果,探討了凍融循環(huán)后,不同水灰比的混凝土在各種比例加載下的強(qiáng)度和變形等力學(xué)性能,為處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土的抗凍融設(shè)計提供了理論依據(jù)。

研究了密封條件下,三種不同水泥所配制的鋼管混凝土的成型品質(zhì)、混凝土力學(xué)性能、限制膨脹率以及軸心短柱抗載承載能力。結(jié)果表明:快硬硫鋁酸鹽水泥混凝土的限制膨脹率、鋼管混凝土短柱的軸壓極限荷載均最大,低熱微膨脹水泥鋼管混凝土次之,普通硅酸鹽水泥鋼管混凝土最小。

針對紅黏土這種特殊土質(zhì),研究了水泥摻量、齡期、ca(oh)2摻量等對水泥紅黏土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明:水泥紅黏土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著齡期的延長而增強(qiáng);水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著水泥摻量的增加逐漸增強(qiáng),15%的水泥摻量為最優(yōu)摻量;ca(oh)2對水泥紅黏土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度影響較大,隨著ca(oh)2摻量的增加強(qiáng)度增強(qiáng)。

袋裝水泥土是一種新型的砌筑材料.針對一2160mm×1000mm×2250mm擋土墻的袋裝水泥土試塊進(jìn)行了一系列的實驗研究,對擋土墻中的袋裝水泥土試塊在不同齡期、不同堆積荷載、浸泡與不浸泡的條件下的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了對比分析;討論了模型袋、堆積荷載、齡期、浸泡對袋裝水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響,以及同條件下不同齡期和不同堆積荷載下的袋裝水泥土的強(qiáng)度關(guān)系式,以及相同配比、相同齡期的袋裝水泥土在浸泡后與浸泡前強(qiáng)度比值,為其用于實際工程提供了實驗依據(jù).

進(jìn)行了含氣量為1.5%、3%、5%、7%的基體砂漿以及將其破碎后制成的再生混凝土的抗壓、抗折、劈拉強(qiáng)度試驗。結(jié)果表明,隨著含氣量增加,基體砂漿抗壓、劈拉強(qiáng)度下降,抗折強(qiáng)度變化不大。再生混凝土的抗壓強(qiáng)度隨基體砂漿含氣量的增加而減小;基體砂漿含氣量對再生混凝土抗折強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度影響不大。

運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)研究輕集料的顆粒群特征,采用多種參數(shù)表征輕集料顆粒群的粒度和粒形特征.在此基礎(chǔ)上,通過灰色關(guān)聯(lián)分析,研究輕集料顆粒群特征對混凝土力學(xué)性能的影響.結(jié)果表明,當(dāng)輕集料顆粒群比表面積在520m2.m-3以上并且顆粒長寬比低于1.34時,所配制的輕集料混凝土能同時達(dá)到較高的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度.這為高性能輕集料混凝土的配制提供了依據(jù).

討論了粉煤灰、礦渣及減水劑中的一種或兩種外摻劑在摻入混凝土之后對混凝土的力學(xué)性能影響。試驗結(jié)果表明：若合理選擇外摻劑的種類和摻量，“單摻”和“雙摻”外摻劑對混凝土的工作性能、力學(xué)性能都有改善并可進(jìn)行優(yōu)化。

為了研究鋼纖維摻量對混凝土力學(xué)性能的影響,對鋼纖維體積摻量分別為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的混凝土進(jìn)行了強(qiáng)度(抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度與抗彎強(qiáng)度)、靜彈性模量以及抗沖擊性能測試,分析了混凝土拉壓比和彈強(qiáng)比,同時研究了聚丙烯纖維和mgo膨脹劑對鋼纖維混凝土力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:鋼纖維摻量對混凝土抗壓強(qiáng)度、靜彈性模量和彈強(qiáng)比無明顯影響,但隨著鋼纖維摻量增加,混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度以及拉壓比逐漸增大,抗沖擊性能顯著提高。摻入聚丙烯纖維及膨脹劑均可顯著提高鋼纖維混凝土抗沖擊性能,并且膨脹劑可以有效改善鋼纖維混凝土抗壓強(qiáng)度和彈強(qiáng)比。

為了探索最佳的發(fā)泡水泥基材配合比,為超輕發(fā)泡水泥保溫板在最低體積密度下實現(xiàn)最高強(qiáng)度提供配方依據(jù),首先對新拌漿體的流動度和凝結(jié)時間進(jìn)行了測試,然后對滿足發(fā)泡漿體工作性要求的配比進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試,在最高的抗壓強(qiáng)度配比的基礎(chǔ)上,探索了纖維的長度、直徑、品種及纖維摻量對發(fā)泡水泥基材力學(xué)性能的影響。最后,在優(yōu)選出的發(fā)泡水泥基材配比基礎(chǔ)上進(jìn)行了中試,所獲得的發(fā)泡水泥保溫板性能滿足"十二五"國家科技支撐課題提出的各項指標(biāo)要求。