钢纤维再生混凝土剪切性能的正交实验研究

地震后,科学的处理和再利用废弃混凝土成为降低灾区环境污染、开发新型材料的关键问题。为研究水灰比、再生粗骨料掺量和钢纤维掺量3个因素对钢纤维再生混凝土剪切性能的影响,采用正交试验法设计了27根等高变宽梁进行连续加载试验。试验结果表明:水灰比为0.35、再生粗骨料取代率为20%和钢纤维体积掺量为1%的配合比条件下,钢纤维再生混凝土的抗剪强度和峰值剪切模量可达到最高;主拉应变ε1p、主压应变ε3p和剪应变γp随抗剪强度τp的增大而提高,经线性回归分析得出钢纤维再生混凝土试块的峰值应变与抗剪强度的关系式。     

高温后钢管再生混凝土短柱的理论分析与试验研究

首先进行了高温后钢管再生混凝土轴压短柱的试验研究,在分析试验结果的基础上提出了高温后核心再生混凝土的应力一应变关系模型,模型考虑了再生粗骨料取代率和曾经历的最高温度的影响;然后采用数值方法对高温后钢管再生混凝土轴压短柱的荷栽一变形全过程关系曲线进行了计算分析,数值计算结果得到试验结果的验证;最后利用数值方法系统分析了再生粗骨料取代率、曾经历的最高温度和约束效应系数等参数对高温后钢管再生混凝土短柱轴压强度系数的影响,并提出了相应的简化计算公式,轴压承载力的简化计算结果与试验结果基本吻合。     

固化黄土力学特性三轴试验研究

为进一步认识固化黄土的力学特性,以郑州地区黄土为试验材料,制备不同固化剂掺量的试样,并在标准养护条件下养护至试验龄期后饱和。应用GDSTTS标准应力路径三轴仪,开展固结不排水(CU)剪切试验,主要研究围压、固化剂掺量以及养护龄期对固化黄土力学特性的影响。试验结果表明：郑州地区固化黄土具有显著的结构性,其应力应变曲线呈现出应变软化特征,并可用驼峰型三参数表达式描述;同时,增大围压和固化剂掺量以及延长养护龄期,固化黄土的峰值应力及残余应力都增大、养护龄期超过一定时间后,其对固化黄土强度的影响趋弱。     

再生混凝土低矮剪力墙抗震性能试验研究

为了研究不同再生骨料取代率对剪力墙性能的影响,进行了4个剪跨比为1.0的低矮剪力墙的低周反复荷载试验研究,包括1个普通混凝土剪力墙和3个再生混凝土剪力墙.在试验的基础上,分析了各剪力墙的承载力、延性、刚度、滞回特征、耗能及破坏特征.研究表明:与普通混凝土剪力墙相比,再生混凝土低矮剪力墙的抗震性能略差,且随着再生骨料掺量的增加,再生混凝土剪力墙的性能呈下降趋势;暗支撑的设置能够明显改善再生混凝土低矮剪力墙的抗震性能;在一定的条件下,再生混凝土可用于一些剪力墙结构的抗震设计.     

基于双参数损伤阈值的高延性混凝土损伤本构模型研究

通过9组不同配合比高延性混凝土试件的单轴受压试验,研究了纤维桥联应力的约束作用对高延性混凝土试件单轴受压破坏形态的影响。根据高延性混凝土单轴受压应力-应变曲线的形状和特点,引入两个损伤阈值参数γ和β,建立了基于双参数损伤阈值的高延性混凝土单轴受压损伤本构模型。试验结果表明:高延性混凝土单轴受压损伤本构模型的初始损伤阈值γ远高于普通混凝土和钢纤维混凝土;达到峰值应变时,高延性混凝土的损伤值D远小于钢纤维混凝土的;纤维桥联应力的横向约束作用,显著提高了高延性混凝土单轴受压的耐损伤能力。本文建立的模型曲线与试验曲线吻合良好,能较好地描述纤维桥联作用的影响以及高延性混凝土单轴受压应力状态下的损伤发展过程。     

玄武岩纤维再生混凝土抗压强度试验研究

针对C20、C25和C303个强度等级,50%和70%2种取代率,1.0和1.5、2.0kg/m33种纤维掺入量的不同标养混凝土试块进行了抗压强度试验,并分析了各种再生混凝土的抗压强度数据。研究结果表明:随着玄武岩纤维掺入量的增大,再生混凝土的抗压强度会随之增强,对于试验的3个强度等级的混凝土,当纤维掺入量在1.5kg/m3时,混凝土强度可以达到无再生粗骨料普通混凝土的强度。     

再生混凝土框架柱抗震性能试验研究

进行了再生粗骨料取代率分别为0%、50%、100%的3个再生混凝土框架柱低周反复荷载的对比试验,在相同轴压比、不同取代率的情况下,对普通混凝土与再生混凝土框架柱、再生混凝土框架柱之间不同取代率的破坏形态、滞回特性、延性性能、耗能特性等问题进行了对比分析。试验结果表明再生混凝土与普通混凝土框架柱的破坏过程相似,前者的滞回特性、延性和耗能均满足抗震要求,因此在有抗震设防要求地区的框架中采用再生混凝土是可行的,但再生混凝土较普通混凝土框架柱构件延性减小,耗能能力降低,不建议直接采用原有设计方法,需进行合理的构造加强措施。     

回弹法检测纤维再生混凝土抗压强度的试验研究

以废弃混凝土为原材料,制作了再生粗骨料,而后用这种粗骨料在50%取代率的情况下,在拌合物中掺入一定量的玄武岩短切纤维,配制了纤维再生混凝土。试验共配制了RC20、RC25和RC30 3个强度等级的混凝土,并制作了150mm×150mm×150mm的标准立方体试块。对于这些试块,先后进行了回弹法和立方体抗压强度试验。通过分析试验数据,发现纤维再生混凝土的回弹值相比普通混凝土,有所降低,如此以来,原有的测强曲线便不能再用于检测纤维再生混凝土的强度,因此有必要建立纤维再生混凝土的专用测强曲线。     

再生混凝土短柱抗震性能试验研究

本文进行了4个剪跨比为1.75的再生混凝土短柱模型抗震性能对比试验,模型按1/2缩尺。模型1为普通混凝土短柱,模型2为再生粗细骨料取代率均为50%的再生混凝土短柱,模型3为再生粗细骨料取代率均为100%的再生混凝土短柱,模型4为再生粗细骨料取代率均为100%且带交叉钢筋的再生混凝土短柱。分析了各模型的承载力、刚度及其退化过程、滞回特性、位移延性、耗能能力、破坏形态。研究表明:随着再生骨料取代率的增加,其混凝土的弹性模量明显减小,试件初始刚度、承载力、耗能能力明显下降;加设交叉钢筋的试件抗震性能显著提高;再生混凝土柱可以在轴压比较小的结构中应用。提出了基于再生混凝土强度折减的承载力简化计算方法,计算结果与实测值符合较好。     

不同再生骨料取代率再生混凝土柱抗震试验研究

进行了1根普通混凝土柱和3根不同再生骨料取代率的再生混凝土柱模型的低周反复荷载试验研究,模型按1/2缩尺。在试验基础上,分析了其承载力、刚度及其退化过程、滞回特性、延性、耗能能力、破坏形态等,提出了基于混凝土强度折减的承载力实用计算方法。研究表明:随着再生骨料取代率的增加,其混凝土的弹性模量明显减小,试件初始刚度明显下降、承载力呈下降趋势、耗能值下降,抗震能力呈下降趋势。再生混凝土柱可用于多层结构轴压比较小的柱的抗震设计。     

方钢管再生混凝土柱滞回性能试验与影响因素分析

为研究方钢管再生混凝土柱的滞回性能,以再生粗骨料取代率和轴压比为设计参数,开展6个方钢管再生混凝土柱试件的拟静力试验。观察试件的破坏形态,实测试件的滞回曲线,探讨设计参数对位移延性系数、强度、刚度和耗能系数等滞回性能指标的影响规律。研究结果表明:试件破坏形态与方钢管普通混凝土柱相似,方钢管底部鼓曲破坏,再生混凝土底部被压碎;试件的滞回曲线比较饱满,滞回曲线的形状从梭形发展到弓形;基于滞回性能指标需求,方钢管再生混凝土构件应用于工程承重结构之中是可行的;除刚度随轴压比的减小而减小外,其他滞回性能指标对现有的轴压比变化范围并不敏感。     

低掺量三元混杂纤维混凝土弯曲韧性试验研究

借助正交试验设计方法,研究了钢纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维三种因素对混杂纤维混凝土弯曲韧性的影响,并筛选出增强、增韧效果最佳的纤维组合,结合荷载-挠度曲线,对混杂纤维混凝土变形过程、破坏机理进行描述。研究表明,钢纤维含量是影响混杂纤维混凝土弯曲韧性的关键因素;钢纤维体积掺量为1.5%,聚丙烯体积掺量为0.15%,玄武岩体积掺量为0.2%,得到的混杂纤维混凝土试件在破坏前期的增强增韧效果最好;钢纤维体积掺量为2%,聚丙烯体积掺量为0.1%,玄武岩体积掺量为0.2%,得到的混杂纤维混凝土试件在破坏后期的增韧效果最好,同时结合荷载-挠度曲线借鉴复合材料理论和纤维间距理论分析了其破坏过程及增韧机理,可为实际工程设计和选材提供参考。     

改性再生混凝土角节点抗震性能试验研究

通过对再生混凝土进行改性处理,制作出了再生粗骨料取代率为100%、粉煤灰取代率分别为15%和0%(取代水泥)的两榀框架角节点,并对其进行了低周反复荷载作用下的试验研究。对模拟地震作用下得到的滞回曲线、刚度退化曲线、延性及耗能曲线进行了对比。结果表明,适量的改性再生混凝土能够满足抗震性能要求,可应用于实际工程中。     

GHPFRCC轴心抗压强度和弹性模量的试验研究

绿色高性能纤维增强水泥基复合材料GHPFRCC(Green High-performance Fiber-reinforced Cementitious Composites Column)以工业废料粉煤灰代替水泥、PVA(Polyvinyl Alcohol)纤维等为主要原料配制而成,能够大大改善结构耗能能力和耐久性。对16组GHPFRCC试件(尺寸为70.7mm×70.7mm×213.8mm)进行静力受压试验,研究分析GHPFRCC棱柱体轴心抗压强度和弹性模量的影响因素及规律。试验结果表明:①水灰比对抗压强度的影响最大,要提高GHPFRCC抗压强度需减小水灰比;②对GHPFRCC弹性模量影响最大的因素为水灰比,砂胶比影响最小;③GHPFRCC抗压强度大小与普通混凝土相似,说明粉煤灰替代水泥没有明显降低其抗压强度;④由于含有PVA纤维和不含粗骨料,GHPFRCC弹性模量略低于普通混凝土;⑤给出了GHPFRCC抗压强度和弹性模量之间的数值表达式。     

再生轻质砌块填充墙再生混凝土框架抗震性能的试验研究

本文通过对1 ： 2比例模型的普通混凝土框架和两榀再生骨料掺量为50%的再生混凝土框架（其中一榀再生混凝土框架用再生轻质砌块作填充墙）,在恒定的竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下进行了抗震性能的对比试验,研究了再生混凝土框架和再生砌块填充墙再生混凝土框架在低周反复荷载作用下的破坏机制、承载力、滞回特性、延性、强度退化、刚度退化和耗能等问题,并和普通混凝土框架进行对比分析,为再生轻质砌块和再生混凝土结构的深入分析研究和实际应用提供了理论基础。     

废砖再生粗骨料自密实混凝土抗震性能及应用研究

我国经济快速发展的同时,村镇地区新老建筑物的更替频率逐步加大,导致了大量废弃粘土砖等建筑垃圾的产生。建筑废弃物的处理需要占用大量的土地资源,同时还造成了村镇地区环境再污染等一系列的环境问题。而将废弃粘土砖用于制备再生粗骨料混凝土,不但可以有效地消解建筑废弃物,减少原生粗骨料的消耗,降低建筑物的建造成本,同时又以循环再利用的方式解决了建筑垃圾带来的一系列环境问题,即既符合"绿色建筑"的理念,又符合建筑业可持续发展的战略目标。首先通过试验,研究了再生粗骨料级配以及水灰比对废砖再生粗骨料自密实混凝土强度的影响,并通过试验验,证了再生粗骨料自密实混凝土应用的可行性。     

桥面铺装低掺聚丙烯纤维混凝土耐久性试验与分析

试验研究以本地化的材料,针对寒区桥面铺装这一特殊应用领域要求进行低掺聚丙烯纤维混凝土配合比设计及优选。然后对不同掺入量组成的低掺聚丙烯纤维混凝土的冻融循环、冻融-氯盐共同作用下的耐久性试验研究,并对试验结果进行分析评价。     

CFRP约束预压混凝土棱柱的轴压试验研究

通过42个混凝土棱柱体的轴压试验,研究了混凝土、CFRP约束混凝土和CFRP约束预压混凝土3种情况的棱柱体试件在轴压力作用下的应力-应变关系,与此同时还得出了混凝土方柱在预压后用CFRP加固再受荷时,试件的峰值应力随预加轴压比的增加的变化规律,并给出了考虑预加轴压比影响的峰值应力的计算公式,为在役混凝土结构构件的加固设计提供试验依据.     

不同再生骨料掺量的中高剪力墙振动台试验研究

为了研究再生混凝土剪力墙的动力性能,进行了3个1/3缩尺的不同再生骨料取代率的中高剪力墙模型的模拟地震振动台试验,其中1个为普通混凝土剪力墙、1个为再生粗骨料混凝土剪力墙、1个为全再生骨料混凝土剪力墙。试验过程经历了剪力墙弹性、开裂和破坏阶段,实测并比较分析了各剪力墙在不同阶段的动力特性、动力反应及破坏形态。试验结果表明:再生粗骨料混凝土中高剪力墙具有和普通混凝土剪力墙相近的抗震性能,其墙体开裂时台面加速度输入降低9.7%,其弹塑性位移角达到1/120时台面加速度输入降低5.8%,经合理设计,可用于建筑结构。     

再生混凝土框架抗震性能非线性研究

首先通过13组39个棱柱体试件,研究了不同取代率下(普通混凝土,30%,50%,70%,100%)再生骨料混凝土(RAC)弹性模量、应力-应变曲线等变化规律,确定了RAC适宜的本构方程。然后基于试验所得到的在50%取代率条件下再生混凝土材料的参数,利用ANSYS有限元软件分别建立了该RAC及普通C30混凝土两个单榀框架的有限元模型,并进行了拟静力试验模拟非线性分析,通过对所得到的滞回曲线进行分析,结果表明:相对于普通混凝土而言,50%取代率的RAC框架具有更好的耗能能力,并能够应用于实际工程中。