马少军[1]2004年在《高性能混凝土及其抗裂性能的研究》文中进行了进一步梳理裂缝是混凝土材料普遍存在的问题,也是影响混凝土结构长期耐久性的主要原因之一。和抗渗、抗冻、抗冲磨等耐久性指标不同,裂缝是难以量化的指标。由于裂缝产生的原因复杂,对其进行分析计算、采取适当的预防和控制措施也成为长期以来困扰工程技术人员的一大难题。 近十多年来,随着工程界对混凝土耐久性问题的日益关注,以高强度为主要特征的高性能混凝土得到越来越多的研究和应用。然而,由于对混凝土的耐久性概念认识不清,以及对混凝土所谓“高性能”的理解存在差异,往往在设计和施工过程中陷入很多误区,如过分追求高强度、低渗透性能等,却忽视了随之出现的更易产生、更为严重、同时对混凝土结构整体性潜在危害更大的裂缝问题。高性能混凝土采用低水灰比、高标号水泥、高水泥用量等多种措施虽然使混凝土达到高强,但控制不当往往会加大混凝土早期收缩的趋势,增大混凝土早期开裂的风险。 本文在回顾和分析混凝土耐久性、裂缝及高性能混凝土理论与研究现状的基础上,首次提出对高性能混凝土,应重点关注裂缝—耐久性关系,将抗裂性能作为耐久性的主要控制指标之一。结合某工程泄洪建筑物C_(70)高性能混凝土的配制与应用,研究了硅粉、粉煤灰、高效减水剂等掺合料对新鲜混凝土物理性能、硬化混凝土物理力学性能及混凝土耐久性的影响;以提高混凝土抗裂性能为主要目标,优化混凝土配比参数,充分利用各种掺合料复合加入混凝土后所产生的迭加效应,相对提高了C_(70)高性能混凝土的抗裂性能,从而实现了抗裂、高强、抗冲磨、抗空蚀等一系列高性能组合;从多方位、多角度就大体积C_(70)高性能混凝土产生裂缝的原因进行了全面的分析,通过对观测资料的计算和分析,首次提出了C_(70)高性能混凝土产生裂缝时的极限参数,并提出了水工大体积高性能混凝土裂缝的预防控制措施和修补处理方法。
闫振鹏[2]2011年在《高速铁路道床板用纤维混凝土及其抗裂性能研究》文中提出在高速铁路的建设中,双块式无砟轨道结构形式已被广泛的采用。双块式无砟轨道结构采用连续现浇道床板混凝土,由于结构设计、材料性能及施工等复杂因素导致道床板发生体积变形,容易产生开裂现象,严重影响了无砟轨道结构的使用性能和服役寿命。本研究使用掺加纤维和减缩剂的方法提高高速铁路道床板混凝土抗裂性能,并通过测定混凝土力学性能、弹性模量、干燥收缩和塑性收缩、吸水率、氯离子渗透、抗裂等级、抗冻融循环等多方面性能指标的变化,研究纤维种类与掺量、减缩剂掺量等因素对道床板混凝土抗裂性能的影响情况,并探讨其微观机理,为道床板混凝土减缩抗裂措施提供了理论依据。通过文献调研结合现有理论,分析了道床板混凝土裂缝特点、种类及成因,研究表明道床板混凝土开裂主要由早期塑性收缩、干燥收缩和温度收缩引起。初步探讨了道床板混凝土裂缝控制的可行性措施,提出通过掺加合成纤维可提高道床板混凝土的抗裂性能,掺加减缩剂减少道床板混凝土的收缩。掺加纤维对道床板混凝土的力学性能研究表明,纤维能够明显提高道床板混凝土的力学性能。聚丙烯纤维与聚乙烯醇纤维以1：1混杂掺加0.9kg/m3时,道床板混凝土的力学性能最好。28d抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗拉强度和抗折强度较基准混凝土分别提高了17.2%、22.5%、6.7%和12.3%,弹性模量较基准混凝土降低了4.1%。掺加不同纤维的道床板混凝土抗裂性能和裂缝分布规律的试验结果表明,纤维能够有效提高道床板的抗裂性能。掺加聚丙烯纤维混凝土初裂时间较基准混凝土延后20min,裂缝的长度、宽度和面积较基准混凝土分别降低4%、67%和68%；掺加聚乙烯醇纤维和混杂纤维混凝土均未产生裂缝。掺加纤维可显着提高道床板混凝土的抗冻融性能,并且随着冻融次数的增加,纤维的作用愈加明显。300次冻融循环后,聚乙烯醇纤维混凝土和混杂纤维混凝土MF1的相对动弹性模量较基准混凝土分别提高了96%、57.5%。综合道床板混凝土各方面性能考虑,混杂纤维作用效果最好,可用于双块式无砟轨道道床板混凝土改善其抗裂性能；复掺减缩剂可以显着降低道床板混凝土早期收缩,提高抗裂性能。本研究提出了有效的道床板混凝土裂缝控制方法,初步给出了纤维和减缩剂较合适的掺量,为高速铁路工程上解决道床板混凝土开裂问题提供了有效的手段。
郑蕾董[3]2012年在《复掺矿物掺合料混凝土性能及其抗压强度预测模型研究》文中认为混凝土由于其自身特点满足就地取材和经济原则、易于加工成型等特点,在土建中一直扮演着不可或缺的角色。随着混凝土材料和结构科学的发展,越来越多的矿物掺合料和外加剂加入到混凝土家族,不仅使混凝土的组成形式变得更加多样,也使混凝土应用范围更加广泛。而且将工业废渣(粉煤灰、矿渣等废弃物)作为混凝土的矿物掺合料,不仅减少工业废渣引起的环境污染及土地占用,减少了生产水泥造成的环境污染及能源、资源的消耗,降低了混凝土的制造成本,而且掺加矿物掺合料能有效改善混凝土的性能。本文首先基于骨料比表面积法设计复掺矿物掺合料混凝土配合比。再以此配合比混凝土为主要研究对象,通过试验和理论相结合的方法研究复掺矿物掺合料混凝土的力学性能、耐久性能及其抗裂性能,并结合以前学者对复掺矿物掺合料混凝土的研究成果,总结分析不同掺量混凝土力学性能之间的相互关系及其随龄期的发展规律。并基于等效龄期,研究复掺矿物掺合料混凝土力学性能受温度的影响,建立复掺矿物掺合料混凝土强度预测模型,促进了复掺矿物掺合料混凝土在工程中的推广应用。试验结果表明,复掺矿物掺合料混凝土的力学性能与基准混凝土相比,虽然前期略微降低,但后期更加具有优势。通过对复掺矿物掺合料混凝土的收缩、平板开裂和环开裂的分析研究,表明复掺矿物掺合料混凝土具有较好抗裂性能。同时,复掺矿物掺合料混凝土的力学性能受到温度的影响,环境温度越高早期强度越高。因此,合理地对混凝土结构进行早期温度养护可以有效缩短混凝土施工工期,降低成本。
邹波[4]2015年在《一种新型混凝土的强度及抗裂性试验研究》文中提出近年来,中国建设工程领域取得了前所未有的成就。基础设施的建设,高层、超高层建筑的兴起,高速公路、地铁、高铁的跨越式发展,促进了高性能泵送混凝土的发展。以高耐久性为主要目标的高性能泵送混凝土自问世以来备受青睐。然而在工程实践中,现浇泵送混凝土结构普遍存在较为严重的早期开裂现象。骨料作为混凝土中比例最大的组分,对混凝土和易性、尺寸稳定性、耐久性、强度和经济性方面影响重大。众多试验研究表明,在一定范围内增加混凝土中粗骨料含量,对混凝土抗压强度、抗折强度等都有不同程度的改善。然而,在自拌泵送混凝土中,二次抛填不同比例的粗骨料,对混凝土抗裂性能影响的研究还不深入。本文将重点研究粗骨料二次抛填工艺对自拌泵送混凝土强度及抗裂性的影响。本文采用粗骨料二次抛填工艺,来增加自拌泵送混凝土中粗骨料的含量。即在自拌泵送混凝土浇筑前,向其中均匀抛入不同比例的粗骨料,旨在通过增加骨料的含量,来配制出一种性能更好的新型混凝土。本文重点研究粗骨料二次抛填量对自拌泵送混凝土强度和抗裂性的影响。首先配制出工程建设中上常用的中低强度等级(C30、C40和C50)的大坍落度混凝土,即自拌泵送混凝土。坍落度值控制在200mm±20mm范围内。然后进行该新型混凝土的立方体抗压强度试验和平板约束抗裂性试验。取抛入量为0%、10%、15%、20%(其中0%代表与该新型混凝土作对比的基准自拌泵送混凝土),来分析粗骨料二次抛填比例对自拌泵送混凝土强度及抗裂性的影响。
吴彻平[5]2013年在《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统及其抗裂性能研究》文中研究表明胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统具有保温性、耐候性较好、施工快捷简便、工程造价较低等特点，近年来在节能工程中广泛应用，已成为我国夏热冬冷和夏热冬暖地区主要外墙外保温系统之一。该系统胶粉聚苯颗粒保温砂浆强度较低、吸水率高、耐候性差、收缩应力较高，抗裂层易开裂，系统耐久性、安全性存在一定隐患，系统开裂、渗漏、脱落的质量事故时有发生。研究胶粉聚苯颗粒保温砂浆、抗裂砂浆浆配制及其外保温系统开裂成因与机制，从材料及系统构造着手，改善和提升系统抗裂性对于提高夏热冬冷和夏热冬暖地区胶粉聚苯颗粒保温砂浆及其外保温系统的使用效率和保温效果，具有重要的现实意义和良好的指导作用。为克服原发聚苯乙烯颗粒保温砂浆粘聚性、施工性差的缺陷，系统研究了聚苯颗粒表面改性技术。利用偶联剂和粘接剂的双重作用，采用预处理表面造壳，使聚苯颗粒表面形成亲水性无机薄层，表面由憎水性改变为亲水性，从根本上解决了胶凝材对聚苯颗粒表面不润湿的技术难题，使改善胶凝材与聚苯颗粒基面的结合由粗放式的采用有机粘结剂向聚苯颗粒表面改性方向发展。这一低成本表面改性技术为高性能聚苯颗粒保温砂浆制备奠定了坚实的技术基础。系统研究了聚苯颗粒级配、形貌、聚合物粘结剂、保水剂、聚合物纤维、有机硅防水剂对保温砂浆性能的影响。可再分散乳胶粉可显着改善保温砂浆施工性和粘结性能，并提高硬化体韧性，其适宜掺量为5.0~6.0kg m3；甲基纤维素醚是聚苯颗粒保温砂浆的高效保水剂，但存在水灰比增加，强度降低的负面影响，其适宜掺量为1.5~1.7kg m3；聚丙烯纤维能有效抑制保温砂浆收缩，提高硬化保温砂浆的断裂韧性和抗开裂性，其最佳长度宜控制在8~12mm，适宜掺量为0.7~1.0kg m3；有机硅防水剂可显着降低保温砂浆吸水率，改善其耐水性，其适宜掺量为0.6kg m3。采用聚苯颗粒表面改性，以及聚合物粘结剂增粘增韧、聚丙烯纤维增强、甲基纤维素醚保水、有机硅防水等综合措施，配制了干表观密度230kg m3、导热系数0.056W m k、抗压强度0.8MPa、压剪粘结强度0.117MPa、吸水率2.5%、干缩率0.872‰的保温砂浆，其施工性、强度、耐水性、抗裂性均明显优于传统的高性能聚苯颗粒保温砂浆。抗裂砂浆是胶粉聚苯颗粒外保温系统的重要组成材料。对特细砂抗裂砂浆的配制原理与方法以及砂浆物理力学性能进行了研究。揭示了特细砂含泥量、细度模数对砂浆强度和干缩率的影响规律。通过聚丙烯纤维与木质纤维复合增强、聚合物增韧等措施配制了拉伸粘结强度0.96MPa、裂缝指数1.6、56d收缩率0.565‰、28d冲击能8.7J、28d断裂能300.3J m2、最大变形量3.02mm、抗裂性优良的特细砂抗裂砂浆，对外保温系统特细砂抗裂砂浆制备有很好的指导作用。采用有限元数值模拟分析软件研究了胶粉聚苯颗粒外保温系统在重庆极端高温和极端低温下的应力应变行为。保温层的温度梯度和温度应变最大，通过使用原发聚苯颗粒配制的保温砂浆和在保温层中设置伸缩缝可以有效降低构造层的温度应变，伸缩缝的宽度应不少于8mm，伸缩缝的设置间隔不超过2层或6m。抗裂砂浆层的温度应力最大，且不均匀，开裂风险较大，通过使用特细砂抗裂砂浆可以有效降低构造层的温度应力。窗洞口、阴阳角和女儿墙还出现应力集中现象，窗洞口应力集中区域为洞口四角450方向0.32m0.84m范围，其应力集中大小和范围不随窗洞口大小的变化而变化，阴角应力集中范围为交界处两边各0.05m范围，阳角应力集中范围为交界处两边各0.08m范围，女儿墙应力集中范围为交界处屋面方向0.35m、女儿墙方向0.25m范围，上述区域范围内必须采取玻纤网格布增强措施。论文研制的胶粉聚苯颗粒保温砂浆和特细砂抗裂砂浆进行了工业化生产，产品已在重庆龙湖U城一期4组团多层建筑进行了大规模工程应用。该工程采用35mm原发聚苯颗粒外保温加特细砂抗裂砂浆面层外保温系统，构造上采取每6m设置1030mm水平伸缩缝，窗洞口、阴阳角、女儿墙等应力集中区域采用增强耐碱玻纤网格布增强处理。2012年1月进场，不到2个月即完成该工程外保温施工，同年5月通过了重庆市沙坪坝区建委质量监督站组织的建筑节能专项验收。工程质量获得开发、施工、监理及业内人士一致好评，为成果的推广应用奠定了良好的工程基础。
朱荣军[6]2011年在《人工砂混凝土配合比设计方法及抗裂性能的研究》文中指出随着我国土木工程建设力度的逐渐加大和可用自然砂资源的日益匮乏，人工砂将是混凝土细骨料的必然选择。然而，人工砂混凝土配合比设计方法及其抗裂性能的研究较少。经过一系列人工砂骨料试验，确定了骨料比表面积和密实度的试验和计算方法。基于最少浆体理论，建立起将泥石粉作为掺合料的人工砂混凝土配合比设计方法。通过试验，研究泥石粉对人工砂混凝土工作性、力学性能、自收缩、拉伸徐变和抗裂性能的影响规律。研究表明：1．利用自制的砂比表面积测定仪可以测定人工砂的比表面积。Toufar骨料模型可以用于人工砂和碎石混合体密实度的计算。2．采用最少浆体理论能合理设计出人工砂混凝土配合比，在满足混凝土各项性能指标前提下，使混凝土浆体量最少。3．当泥石粉掺量小于6%时，人工砂混凝土拌合物的坍落度未有明显变化；当掺量为6%～30%时，随着泥石粉掺量的增大，坍落度逐渐减少。4．当掺量为0%～30%时，随着泥石粉掺量增加，人工砂混凝土的立方体抗压强度、轴压强度、弹性模量和劈拉强度均呈现先增大后减小的变化规律。当泥石粉掺量为24%时，人工砂混凝土各项力学性能达到最大值。5．随着泥石粉掺量的增加，人工砂混凝土水化产生的总水化热逐渐减少，人工砂混凝土内部的湿度场却未发生明显变化，人工砂混凝土的自收缩逐渐减少。6．当掺量小于18%时，随着泥石粉掺量的增大，人工砂混凝土的拉伸徐变值逐渐降低，抗裂能力逐渐变差；然而当泥石粉掺量为24%时，人工砂混凝土的拉伸徐变值较大，抗裂性能较好。7．在人工砂混凝土中，建议的泥石粉最佳掺量为24%。
李祖仲[7]2009年在《应力吸收层沥青混合料组成设计及抗裂性能研究》文中认为在沥青面层与旧路面或基层之间设置应力吸收层,能大幅度地降低沥青面层层底荷载应力和温度应力,减少接缝或裂缝处应力集中现象和裂尖应力强度因子的幅值,有效地消散及吸收由交通荷载及环境温度变化所产生的应力及变形,延缓反射裂缝在沥青面层中形成及扩展,提高了沥青面层的使用寿命。目前,国内对于应力吸收层材料组成研究还是一个空白,开发应用于应力吸收层的沥青结合料,进行应力吸收层沥青混合料配合比设计及其抗裂性能研究,推荐应力吸收层的合理厚度,对于推广应力吸收层技术具有重要的现实意义。采用叁维有限元法对基于应力吸收层的沥青路面结构进行数值模拟计算,分析了轴载变化对应力吸收层荷载应力的影响,表明应力吸收层处于复杂的受剪、抗拉受力状况,抗拉伸与剪切可作为评价该混合料技术性能；分析了应力吸收层模量变化对沥青面层层底接缝处荷载应力和温度应力的影响,低模量的应力吸收层能显着降低加铺层层底的荷载应力与温度应力,结合应力吸收层结构要求及材料组成特性,常温下,应力吸收层回弹模量约在400～600MPa较为合适,为混合料配合比设计提供了重要参考。随后,根据应力吸收层的功能特点,提出应力吸收层混合料设计空隙率应在1.0～2.0%之间较为合理。通过大量的室内试验,研发了Sampave特种改性沥青结合料,并研究其粘温特性,确定合理的拌和与压实温度,为施工工艺中温度控制提供了重要依据。对基于Sampave特种改性沥青结合料的胶浆进行了较深入的研究,分析粉胶比对胶浆高、低温性能及粘温特性的影响,提出了合理的粉胶比范围。采用贯入与直接拉伸试验,发现矿料的贯入耗散形变能和混合料的贯入剪切形变能、拉伸形变能是衡量矿料及混合料变形特性的重要指标,权衡混合料的抗剪和抗拉性能,推荐出应力吸收层矿料级配走向,为配合比设计中的级配选取提供了方向。进行旋转压实试验,分析旋转压实次数与油石比对混合料压实度的影响,确定合理的设计旋转压实次数。分析了矿料级配、油石比对回弹模量的影响,完善应力吸收层混合料配合比设计指标体系,以贯入和拉伸试验优选级配,确定最佳油石比,提出了基于抗剪和抗拉性能的配合比设计方法。自行设计试验夹具,进行DTT拉伸破坏、蠕变及损伤与愈合试验,建立了各试验指标及试验参数,验证了Sampave特种改性方案的可行性；检验了配合比设计中的优选级配和最佳油石比确定的可靠性,有力地支持了混合料配合比设计成果。研制出沥青路面反射裂缝扩展模拟试验装置,验证了基于Sampave特种改性沥青路面结构的抗反射裂缝效果,推荐应力吸收层的合理厚度为2～3cm,为基于应力吸收层的沥青路面结构设计提供了试验依据。
赵顺波, 赵明爽, 张晓燕, 彭振景, 黄亭桦[8]2019年在《钢纤维轻骨料混凝土单轴受压应力-应变曲线研究》文中认为采用100%烧结膨胀页岩陶粒作为粗细骨料,以占胶凝材料总质量20%的粉煤灰等质量替代水泥作为胶凝材料,按绝对体积直接计算法设计并制备了钢纤维全轻混凝土。以水泥强度等级(42. 5和52. 5)、钢纤维体积率(0%、0. 4%、0. 8%、1. 2%、1. 6%)为参数,进行了钢纤维全轻混凝土轴心抗压试验研究,分析了钢纤维全轻混凝土单轴受压破坏形态及其应力-应变曲线特征。结果表明:钢纤维全轻混凝土单轴受压应力-应变曲线的峰值应力及其对应应变随钢纤维体积率和水泥强度等级的提高呈现增大趋势;钢纤维体积率的增加使试件的破坏形态由脆性向塑性转变。结合相关文献研究成果,对轻骨料混凝土(砂轻混凝土、全轻混凝土)和钢纤维轻骨料混凝土(钢纤维砂轻混凝土、钢纤维全轻混凝土)单轴受压应力-应变曲线进行了综合分析,提出了两类混凝土单轴受压应力-应变曲线统一计算模型及其特征点计算公式。
参考文献：
[1]. 高性能混凝土及其抗裂性能的研究[D]. 马少军. 西北农林科技大学. 2004
[2]. 高速铁路道床板用纤维混凝土及其抗裂性能研究[D]. 闫振鹏. 北京交通大学. 2011
[3]. 复掺矿物掺合料混凝土性能及其抗压强度预测模型研究[D]. 郑蕾董. 浙江大学. 2012
[4]. 一种新型混凝土的强度及抗裂性试验研究[D]. 邹波. 大连理工大学. 2015
[5]. 胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统及其抗裂性能研究[D]. 吴彻平. 重庆大学. 2013
[6]. 人工砂混凝土配合比设计方法及抗裂性能的研究[D]. 朱荣军. 福州大学. 2011
[7]. 应力吸收层沥青混合料组成设计及抗裂性能研究[D]. 李祖仲. 长安大学. 2009
[8]. 钢纤维轻骨料混凝土单轴受压应力-应变曲线研究[J]. 赵顺波, 赵明爽, 张晓燕, 彭振景, 黄亭桦. 建筑结构学报. 2019
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