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[硕士论文] 马韩丹
土木工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:砖作为一种传统建筑材料,在历史向度和地域维度上都有着卓越的成就。砖质材料应用于建筑外装饰由来已久,远从千年以前的城墙、塔楼、宫殿,明清时期的私家园林、民居建筑,近至当前的文化建筑如博物馆、图书馆等,都大量使用了青砖、红砖等材质作为基础结构。而砖质材料结构建筑物使用年限一长,由于砖质材料内部存在着大量微小的连通孔隙,具有较强的吸水性,当其吸水饱和并处于冬季负温状况时,完整的孔隙边壁表面将产生微细裂纹,容易出现粉化、开裂、剥落等病症。因此,如何对砖质结构材料进行防护和加固是工程上所面临的一项重要课题。
  本文以烧结黏土砖为基础,通过不同浓度的氯化钙(calcium chloride,CaC12)和磷酸氢二氨(Diammonium Phosphate,DAP,(NH4)2HPO4)溶液一次循环处理28天后的烧结黏土砖,和0.5mol/L的氯化钙和磷酸氢二氨溶液以不同循环方式处理30天后的烧结黏土砖实验,得出各组试样的吸水率以及抗压强度变化情况。并使用扫描电镜和能谱分析(SEM/EDX)以及X射线衍射图谱(XRD)对试样进行微观形貌、元素分布和晶体组成分析,研究不同浓度DAP和不同循环次数对烧结砖的加固效果的差异及DAP加固烧结砖机理。本文的主要工作及主要结论如下:
  1)以0.5mol/L、1mol/L、2mol/L的氯化钙和DAP溶液浸泡28天之后的烧结黏土砖与普通烧结黏土砖相比,吸水率分别降低了23%、41%、58%。抗压强度分别提高了27%、36%、43%。
  2)用0.5mol/L的氯化钙和DAP溶液以3天循环浸泡的方法循环十次即浸泡30天之后,试样的吸水率降低了65.7%,强度提高了55.9%。用0.5mol/L的氯化钙和DAP溶液以6天循环浸泡的方法循环五次即浸泡30天之后,试样的吸水率降低了22.7%,强度提高了25%。
  3)微观表征试验表明,氯化钙和DAP溶液浸泡过的烧结砖微观形貌发生明显变化,SEM和XRD证实了烧结砖通过浸泡在氯化钙溶液中,使得表面和内部孔隙裂缝处吸附有游离钙离子,这些钙离子会溶解在水中与DAP发生络合反应,生成含磷的羟基磷灰石(hydroxyapatite,缩写为HA或HAP)沉淀,HAP的生成量和结晶程度随着掺入DAP溶液浓度的增加而不断增加。
  4)通过微观分析得出DAP加固烧结砖的微观机理:烧结砖通过浸泡在氯化钙溶液中,使得表面和内部孔隙裂缝处吸附有游离钙离子,当烘干后附有游离钙离子的砖块在DAP溶液中浸泡时,这些钙离子会溶解在水中与DAP溶液中的磷酸根在碱性条件下发生络合反应,在砖块的表面和内部孔隙裂缝中生成HAP沉淀,填充孔隙,增强缝隙处粘结。并且由于其独特的纳米网络结构,产生互相交错,形成稳定的加固结构,从而增强烧结砖的抗压强度。
  综上所述,使用DAP作为加固剂、氯化钙作为补充钙源,处理烧结黏土砖可以使烧结黏土砖表面生成HAP,从而填充孔隙,增强缝隙处粘结。使吸水率减小,增强抗压强度,从而提高耐久性,对黏土砖的加固和保护起到有利的作用。
[硕士论文] 张琛琪
交通运输工程;道路与铁道工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着市场经济体制的不断深化改革,中国正在全面推进建设环境友好型社会。传统现场拌制砂浆已不能适应现代建筑业的发展要求,推动高质量机制砂干混砂浆的应用不仅解决了大量废弃物的排放问题,还能减少由于河砂过度开采带来的资源枯竭等生态问题,保护环境的同时提高了经济效益,符合中国建设文明和谐美丽的社会主义国家新目标。因此,本文选择了湖南省永州市生产的石炭系灰岩机制砂,通过试验确定机制砂的最佳粒径级配,在此级配下配制出不同胶砂比和胶凝材料组成的机制砂干混砂浆,并对其工作性能、力学性能以及耐久性进行了研究,得出相关结论如下:
  1、试验研究了不同机制砂粒径级配对干混砂浆性能的影响,将筛分后的机制砂按1.18~0.6、0.6~0.15、0.15~0.075、≦0.075粒径分为六个粒组(J1~J6),对不同粒组配制的干混砂浆分别进行了稠度、保水性、抗压强度、抗折强度及粘结强度试验。根据试验结果分析得出:当机制砂的四种粒径区间所占质量比依次为25%、50%、10%、15%时即J3组粒径级配下的干混砂浆综合性能最佳。
  2、试验研究胶砂比以及胶凝材料中粉煤灰取代率对机制砂干混砂浆物理性能、力学性能和耐久性能的影响,研究结果表明:
  ①随着胶砂比的减小,机制砂干混砂浆的拌和用水量先减小后增加,在胶砂比为1∶4时,用水量最少,分层度和含气量和凝结时间不断增大,表观密度减小;胶砂比一定时,随着胶凝材料中粉煤灰取代水泥量的增加,机制砂干混砂浆拌和用水先减少后增加,在取代率为10%时,拌和用水最少;分层度先减小后增加,含气量和表观密度减小,凝结时间增加。
  ②机制砂干混砂浆的抗折、抗压强度随龄期的增长不断增大。胶砂比为1∶3时,粉煤灰对干混砂浆强度有较大的贡献作用,胶砂比为1∶4、1∶5、1∶6时,随着胶凝材料中粉煤灰取代水泥量的增加,28d抗压强度总体呈降低趋势,后期由于粉煤灰火山效应强度涨幅明显。
  ③随着胶砂比的减小,机制砂干混砂浆抗冻性能降低,收缩率减小,胶砂比1∶6时,抗冻性不满足要求;胶砂比一定时,随着粉煤灰取代水泥量的增加,抗冻性、收缩率降低,取代率10%时,抗冻性能最佳,取代率为20%时收缩率仅为空白试件的1/3~1/2。
[硕士论文] 刘大昌
交通运输工程;道路与铁道工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:混凝土以抗拉强度低、韧性和耐久性能差等缺点严重限制了其在工程领域中的应用范围。复合化是改进与提高材料性能的有效方法,将纤维掺入到混凝土基体后两者构成一个整体协同作用,可以使混凝土表现出更多优异的性能。同时与单掺纤维混凝土相比,混杂纤维混凝土中不同的纤维能够发挥出各自的优势,可以更好的改善混凝土的性能。玄武岩纤维是混凝土增强领域的新兴材料,研究其对混凝土性能影响的规律性,以期更好的改善混凝土的性能。
  本研究选取了两种纤维类型:玄武岩纤维12mm,聚丙烯纤维6mm、12mm、18mm;四种不同纤维体积掺量:0.05%、0.1%、0.15%、0.2%。在保持混凝土配合比不变的条件下,研究了随纤维掺量的改变,单掺纤维和混杂纤维对混凝土的工作性能及力学性和抗渗性能的影响;并将两者对混凝土的作用效果进行了对比分析,同时研究了聚丙烯纤维长度的不同对混杂效果所产生影响。通过微观试验和力学理论分析探讨了纤维增强混凝土的作用机理,利用核磁共振孔隙分析仪分析了混凝土的孔隙结构,探讨分析了纤维影响混凝土抗渗性能的作用机理。结果表明:
  ①单掺玄武岩纤维与各系列混杂纤维都降低了混凝土的坍落度。同体积纤维掺量下,各系列混杂纤维对混凝土坍落度的影响小于单掺玄武岩纤维。纤维掺入混凝土后使混凝土的保水性能和黏聚性增加,离析、泌水率减少。纤维对混凝土早期抗压、劈拉强度的增强效果高于后期,单掺和混掺方式下混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度都随纤维掺量的增加先增加后减少;6mm、12mm长的聚丙烯纤维与玄武岩纤维混杂效果最优。纤维能够极大的增强混凝土的抗折强度。单掺和混杂方式下,混凝土的抗折强度随纤维掺量的增加,先增大后减少。与单掺玄武纤维相比,混杂纤维呈现出正的混杂效应,混凝土的韧性也得到了极大的改善。
  ②纤维掺入混凝土后呈三维乱向分布,对混凝土的初始缺陷有良好的改善作用。混凝土受弯破坏时,高弹性模量的玄武岩纤维承担着基体开裂后的桥联作用,而低弹性模量的聚丙烯纤维可以细化混凝土内部的微裂缝,减少裂缝尖端的应力集中,使其内部的应力更加均匀。两者之间通过协调作用、取长补短,从而增强了混凝土的性能。
  ③利用渗水高度法和孔隙分析仪从宏观和微观上分析了纤维对混凝土抗渗性能的影响,并探讨了纤维增强混凝土抗渗性能的作用机理。结果表明:当纤维的掺量从0.05%增加到0.1%时,单掺玄武岩纤维可以增强混凝土的抗渗性能,混杂纤维对混凝土的抗渗效果优于单掺玄武岩纤维。0.05%~0.2%纤维掺量范围内,混杂纤维中,BF12PP6组纤维增强混凝土的抗渗效果最好。当纤维掺量从0.15%增大到0.2%时,各组纤维使混凝土的抗渗性能降低。适量纤维掺入到混凝土后可以优化混凝土内部的孔结构,使抗渗性能得到改善,当纤维掺量过多时结果相反。
[硕士论文] 梅熙
交通运输工程;道路与铁道工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:水泥混凝土路面一直在我国的道路交通领域中起着中流砥柱的作用,其优点是刚度大、使用寿命长同时拥有良好的平整度,且所需要的石灰岩在我国的资源较为丰富,值得推广和研究。目前水泥混凝土路面的实际使用寿命往往很难达到设计年限,因此对其疲劳性能的研究显得十分重要。尤其是考虑水,环境温度变化对水泥混凝土路面长期使用性能的影响更为重要。因此本论文针对水及温度两种环境因素对水泥混凝土路面的疲劳性能影响进行了研究。
  本文主要采用室内试验,理论分析,工程分析等方法开展研究。主要研究内容为:水泥混凝土原材料性能分析及配合比设计;水泥混凝土物理力学性能试验分析;不同环境条件下水泥混凝土疲劳性能研究;水泥混凝土路面的疲劳寿命预估。通过研究得出了以下主要结论:
  ①通过配合比设计得出了满足重交通荷载等级的路面强度要求的水泥混凝土配合比为水泥∶砂∶碎石∶水=1∶1.62∶344∶0.41。通过试验测出标准养护28d后的水泥混凝土28d抗压强度为394MPa,28d抗弯拉强度为5.312MPa,28d吸水率为206%。
  ②设置了标准养护,冻融循环,温度交替,水的交替四类不同的环境条件,通过小梁弯曲疲劳试验得出了不同环境条件下应力大小为4.250MPa,3.984MPa,3718MPa,3.453MPa下的疲劳寿命。通过各级应力下的疲劳寿命均值拟合了相应的应力-疲劳方程,对比分析了对应的疲劳方程曲线,得出冻融循环使水泥混凝土的疲劳寿命有非常明显的降低,温度交替作用后疲劳寿命也有明显的降低。通过验证得出了四类环境条件下小梁疲劳试验数据都较好的服从两参数的威布尔分布。
  ③分析了水泥混凝土材料疲劳机理,结合疲劳方程及疲劳曲线分析了不同环境条件作用对水泥混凝土材料疲劳性能的影响机理。
  ④采用了Palmgren-Miner准则分析路面的疲劳累积损伤:通过ANSYS建立水泥混凝土路面的受力模型分析其最大弯拉应力值,根据应力值对应的疲劳寿命进而得出其相应的损伤累积量。得出了水泥混凝土路面不考虑环境条件影响,以及考虑冻融损伤影响,温度交替影响,水的交替影响下的预估使用寿命分别为22.89,1.73,6.11,25.19年。
  本论文的研究能够对已有的水泥混凝土路面疲劳性能预测方法作出补充,丰富冻融循环,温度交替等环境条件作用下水泥混凝土疲劳性能的实验研究资料,进而提升对水泥混凝土疲劳寿命预估的精度,具有一定的实用价值和科研前景。
[硕士论文] 吴华
土木工程;桥梁与隧道工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:裂缝是混凝土箱梁常见病害,亦是长期未完全解决的技术难题。柔性纤维性能卓越,但尚未广泛用于解决混凝土箱梁开裂问题。柔性纤维混凝土相关研究和应用集中在混凝土建筑、道路工程、桥面铺装等方面。同时,现有研究在抗裂机理研究对象、细观应力应变环境差异、箱梁试验模型截面型式和尺寸等方面仍需开展大量工作。因此,有必要研究柔性纤维对混凝土箱梁的阻裂增强机理。
  本文研究目的是揭示柔性纤维混凝土全过程阻裂机理,进一步完善并丰富柔性纤维对混凝土阻裂的理论研究;多尺度分析柔性纤维混凝土的构造与阻裂机理,将柔性纤维混凝土微、纳观构造与宏、细观力学性能联系起来,更好地理解柔性纤维混凝土的宏观抗裂性能表现;研究柔性纤维对钢筋混凝土箱梁抗裂性能的影响,并为柔性纤维混凝土的工程应用提供帮助。
  本文主要研究内容及成果分别为:
  (1)基于断裂力学能量理论,从混凝土裂纹孕育、发生、发展、临界、恶化、破坏等整个发展阶段,分析能量传递演变,构建柔性纤维混凝土的全过程阻裂模型,揭示柔性纤维耗能阻裂的本质。主要结论:柔性纤维对混凝土的阻裂作用,其本质是能量传递的过程。在裂纹发展的整个过程中,裂纹发展所需能量会逐步转变为纤维拔断能。
  (2)通过聚丙烯纤维混凝土早龄期抗裂试验,研究不同掺量纤维对其抗裂性能的影响以及纤维合理掺量。通过聚丙烯纤维混凝土三维CT微观试验,研究微观尺度下不同纤维掺量的聚丙烯纤维混凝土内部构造特征。进行柔性纤维混凝土阻裂增强机理的多尺度构造分析。主要结论:纤维掺量与抗裂性能的提升正相关,纤维体积掺量0%~0.3%为宜。聚丙烯纤维整体呈三维网络空间结构,单根聚丙烯纤维的形态受水泥砂浆影响。微孔隙平均体积与纤维掺量负相关,形态主要为球形和不规则空间体。柔性纤维混凝土材料在宏观、细观、微观、纳观尺度上均有不同的结构特征,柔性纤维阻裂作用体现在宏观传导,细观受力,微观改善,纳观耗能。
  (3)以典型铁路简支箱梁为研究对象,运用相似理论设计方案,开展完成多试验工况的柔性纤维钢筋混凝土箱梁缩尺模型试验。主要结论:柔性纤维在弹性试验工况、弹塑性试验工况以及全过程试验工况均发挥出增强结构抗裂性能的作用,降低了裂缝数量、最大宽度与总面积,并且柔性纤维阻裂作用与掺量正相关。但各试验工况柔性纤维阻裂能力不同,弹性试验工况最优,弹塑性试验工况下降,全过程试验工况再次下降。并且在全过程试验工况,低掺量纤维阻裂能力趋于一致,高掺量纤维阻裂能力更强。
  (4)采用有限元软件,建立具有柔性纤维混凝土非线性力学特性的三维实体模型,开展柔性纤维钢筋混凝土箱梁缩尺模型数值模拟,研究柔性纤维混凝土箱梁开裂行为。主要结论:柔性纤维阻裂能力在结构弹性阶段最优,且柔性纤维掺量越高,对混凝土抗裂性能的提升越强。裂缝首先发生在底板支座处,然后发生在底板纯弯段内,并逐渐往纯弯段内腹板发展,最后发展到纯弯段以外部位。
  研究成果对于开展复合材料改善混凝土桥梁耐久性的机理研究具有理论意义,有利于将高性能柔性纤维科学地应用于混凝土箱梁,更好地解决混凝土箱粱开裂难题。
[硕士论文] 栾玥琪
工程力学 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:本文依托不同冲击荷载下钢管混凝土压裂实验,通过查阅相关资料分析了数字图像相关法的优势与适用范围,采用DIC-3D软件对实验中拍摄下来的高速图像进行位移与应变分析,得出钢管混凝土裂纹演化规律,并在此基础上展望了数字图像相关法在工程实践中的扩展与运用。论文的主要工作与结论如下所示:
  (1)从数字图像相关法的工作原理、优点、适用范围等方面分析它在脆性材料受冲击荷载实验中的适用性,结合型钢与混凝土的共同作用,得出可选用二维数字图像相关法系统采集实验信息并分析实验结果的结论并设计相关实验。
  (2)针对冲击荷载的高应变率和准脆性材料的内部缺陷,选取适当的加载系统与散斑制作方法,介绍动态应变场测量系统,并在此基础上设计整套实验方案,本次实验的目的是研究实心钢管混凝土的裂纹演化规律,其要点为扩展起始点、扩展方式和扩展规律,以及随着速度的提高其扩展方式有何变化。
  (3)将分析数据汇总,从局部变形、变形前期位移场和应变场的不均匀性、变形后期的均匀性等几个方面对试件表面的变形信息进行讨论,得出初始位移场的不均匀影响之后应变和位移、屈服极限前后的应变场变量大体上呈现出先增大后减小再增大的规律、裂纹起始点的位置总与加载速度有关且与混凝土破坏形式有直接关系等结论。
  (4)观察高速图像并比较不同参数条件下的破坏形式差异,得出同种钢管混凝土试件在加载速度不同的情况下裂纹扩展规律,并观测两种壁厚的钢管混凝土试件在同一冲击速度下的裂纹演化,初步分析结果表明,钢管壁厚与冲击速率的增大均会加剧试件的变形,且影响效果十分显著。
  (5)实验结果表明,数字图像相关法满足冲击荷载下脆性材料的力学性质研究条件,对测量材料表面的应变场与位移场有着其他方法不能比拟的优势,本次实验的方案与成果可为进一步研究钢管混凝土断裂形式与工作机理提供合理的思路,并为将数字图像相关法引入工程实际中以便及时监测施工现场、指导施工方法、改进施工工艺奠定基础。
[硕士论文] 王馨伟
交通运输工程;道路与铁道工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:我国的废旧混凝土再生技术水平发展速度缓慢,为紧跟国家“十三五计划”的建设蓝图,废旧水泥混凝土再生利用研究迫在眉睫。本文主要研究再生混凝土中再生骨料取代天然骨料的取代方式,将再生骨料粒径设定为5~10mm取代等粒径天然骨料,研究此种取代方式所配制的再生混凝土路用性能。
  本文将粗骨料粒径范围定为5~20mm来配制水泥混凝土,将废旧水泥混凝土破碎成粒径为5~10mm再生粗骨料,用粒径为5~10mm的再生粗骨料取代等粒径天然骨料,分别以0%、40%、70%、100%的再生骨料取代率,配制强度等级为C30的再生混凝土。基于试验,得出如下研究成果:
  第一,通过5~l0mm再生粗骨料取代等粒径天然骨料获得的再生混凝土试件,平行试验数据表明:当再生粗骨料取代率处于40%时,试件28天抗压强度均值为48.60Mpa,较普通混凝抗压强度值44.27Mpa高出9.8%,试件28天的劈裂强度均值为3.69MPa,较普通混凝土劈裂强度值3.33MPa高出9%,试件28天的抗折强度均值为6.1Mpa,较普通混凝抗折强度6.01Mpa高出1.5%。主要原因是:本文再生混凝土中再生骨料只是5~10mm天然骨料中的40%被替代,此种替代方式下,这部分5~10mm再生骨料更像一种不影响l0mm以上天然骨料以及余下60%的5~10mm天然骨料在混凝土中抗压、抗拉、抗折等作用的外掺剂,这部分5~10mm的再生骨料不仅在砼内部起到一定的支撑作用,还因其自身较高的表面粗糙度,增加了砼内骨料与骨料间和骨料与水泥石间的摩擦力和嵌合力,提高了骨料与水泥石间的粘结强度。同时,鉴于再生骨料生产工艺的特殊性,废旧混凝土需多次破碎才能产出再生骨料,本文选用的是粗骨料中粒径最小的再生粗骨料,这部分经多次破碎产出的再生粗骨料中能依旧保留在骨料表面的水泥石,其与骨料的粘结强度反而不低。进而粘附在再生骨料表面的水泥石与新水泥石的粘结较骨料与水泥石的粘结更为牢固,从而也能起到提高再生混凝土抗压、抗拉、抗折等力学性能的作用。
  第二,试验研究了再生粗骨料的物理力学指标。试验表明:再生骨料的吸水率、压碎值、针片状颗粒含量等指标虽然都能满足公路对骨料要求,但较天然骨料仍有明显差距。在再生骨料生产过程中发现,预先剔除大体积片状废旧混凝土块可降低针片状再生骨料含量。经试验测试,大体积片状废旧混凝土块破碎获得再生骨料会有大量的针片状颗,占所产再生骨料总质量的50%。因此,剔除大体积片状废旧混凝土后配制的5~10mm再生骨料的针片状颗粒含量仅为6.5%,较未剔除前再生骨料针片状颗粒含量的10.3%,降低了36%。
  第三,试验测试了再生骨料混凝土的工作性能。试验表明,再生粗骨料混凝土的工作性能较普通混凝土稍差,其中除了粘聚性性能相近以外,再生骨料混凝土拌合物的坍落度、含沙率、保水性等性能均较普通混凝土差。此外,粉煤灰对改善再生混凝土工作性能效果显著。同时,再生骨料额外用水的掺入时机对再生混凝土拌合物的和易性影响明显,经试验测试,用再生骨料额外用水预处理的方式,可以有效提高再生混凝土的拌合和易性。
  第四,再生骨料混凝土耐久性试验表明,用5~10mm再生粗骨料取代等粒径天然骨料获得的再生骨料混凝土试件,试件在抗冲击试验、耐磨试验、抗渗试验有如下结果。抗冲击试验表明:试件抗冲击能量为705.7Nm,较普通混凝土616.3Nm高出14.5%。耐磨试验表明:再生骨料混凝土的耐磨性能与普通混凝土几近相似,同样受再生骨料取代率影响较小。抗渗试验表明:不同取代率下的再生骨料混凝土试件的综合抗渗等级为S10,较普通混凝土抗渗等级Sll差一级,且随骨料取代率增高而降低,但当再生骨料取代率为40%时,再生骨料混凝土的抗渗等级S12,较普通混凝土高一级。
  第五,基于再生骨料高吸水率、高孔隙率和较高的表面粗糙度等自身因素,建议再生骨料因该与粉煤灰搭配使用,原因是粉煤灰的“活性效应”和“形貌效应”能弥补再生骨料自身缺陷,例如,粉煤灰对再生骨料混凝土的工作性能改善作用较普通混凝土也更为明显。此外,粉煤灰的掺入虽然降低了再生骨料混凝土前期力学性能,但对后期力学强度影响很小。粉煤灰对提高再生混凝土的耐久性能也有显著效果,粉煤灰的掺入提高了试件耐磨性和抗渗性。因此,综合粉煤灰对于再生混凝土工作性能、力学性能、耐久性能的综合性能提升较普通混凝土更有效,建议推广粉煤灰与再生骨料搭配使用。
[硕士论文] 赵渊
交通运输工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:透水混凝土具有良好的透水性能以及生态环保优势,可有效推动“海绵城市”的发展。再生骨料作为建筑垃圾的衍生物,在透水混凝土领域的推广运用,对于节约资源、保护环境和城市的可持续发展具有重要意义。再生骨料透水混凝土自身多孔隙,强度偏低成为制约其发展的瓶颈,本文在国内外相关理论研究的基础上,基于研制强度和透水性能均满足工程应用条件的再生骨料透水混凝土为目的,通过正交试验对其配合比设计、强度和透水性能进行了相关试验研究和分析,主要研究内容和成果如下:
  (1)结合再生骨料透水混凝土的特点,选择与之相适应的搅拌、成型、以及养护工艺,选择自制的透水仪进行透水系数测试。比较分析透水混凝土的配合比设计方法,通过对比相关优缺点,本文采用质量法进行试验配合比计算。
  (2)通过正交试验法进行再生骨料透水混凝土的配合比设计,选用骨料粒径、水灰比、集灰比三个因素,每个因素设三个水平,研究各因素对再生骨料透水混凝土抗压强度、抗折强度、孔隙率以及透水性能的影响规律。
  (3)试验结果极差分析,得出各因素对透水混凝土强度和透水系数影响的主次顺序,试验数据的拟合得到孔隙率与强度,孔隙率与透水系数,透水系数与强度,抗压强度与抗折强度之间的拟合关系式,综合考虑强度和透水性能满足要求,确定了三因素组合条件下再生骨料透水混凝土的最佳试验组合。
  (4)通过再生骨料的掺量变化,成型及养护工艺改善,配合比调整,掺加硅灰或增强剂等方式进行透水混凝土性能优化研究。硅灰及增强剂的掺入,对再生骨料透水混凝土的强度都有较大提升,但需要严格控制掺量水平,保证透水性能在可控范围之内。硅灰掺量6%最佳,28d抗压强度31.17MPa,28d抗折强度3.60MPa,透水系数4.18mm/s;增强剂掺量2.8%最佳,28d抗压强度23.90MPa,28d抗折强度3.05MPa,透水系数4.52mm/s。
  (5)再生骨料透水混凝土实际应用的探索,通过实体工程案例表述了透水混凝土的施工工艺流程以及质量控制指标,与普通混凝土路面的成本进行相应对比,再生骨料透水混凝土综合效益较高,具有较好的应用价值,随着相应政策的制定,对其进一步的发展具有一定的推动作用。
[硕士论文] 陈鑫
桥梁与隧道工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:钢绞线是预应力混凝土结构及缆索支承体系桥梁的主要承重构件,其健康状况直接影响到结构的耐久性和安全性。在服役过程中,钢绞线极易受水、空气及腐蚀性介质侵蚀而产生腐蚀,造成其静力性能和疲劳性能急剧退化,进而导致单根钢丝断裂甚至整根钢绞线破坏,造成重大安全事故。因此,及时、有效进行钢绞线健康状况的检测与评估,是保证预应力结构安全性及耐久性的关键问题之一。
  本文从时频域研究了超声导波在钢绞线中的传播规律,并基于导波传播特征进行了钢绞线张拉力识别,为复杂波导结构中导波传播特性研究提供一种有效方法,也为超声导波在钢绞线无损检测中的应用提供理论支撑。首先采用小波变换提取导波时频分布,提出了基于单点波动信号的导波模态分析方法,并分析了腐蚀、张拉力等因素对导波传播模态及时频能量特征的影响;然后,将信息熵与导波时频能量结合,提出了抗噪能力强的导波能量熵谱;最后,将导波能量熵谱作为特征向量,构建以特征向量距离为指标的钢绞线张拉力识别模型,考虑了传播距离和传感器布置策略的影响,得到以下结论:
  (1)基于单点波动信号的时频能量分布可以有效进行导波多模态识别。通过提取高强钢丝单节点波动时程信号进行小波时频变换分析,可以识别导波多模态分布,有限元仿真计算及实验结果均与理论模态曲线吻合良好,高频段的模态识别需要更高的网格划分。
  (2)导波时频能量分布特征随钢丝腐蚀程度增加而改变。高强钢丝经腐蚀之后,其L(0,1)阶能量占比逐渐上升,L(0,2)阶能量占比逐渐下降,截面损失10.84%之后,L(0,1)阶能量占比提高了52.1%,总体能量逐渐向低频转移。
  (3)导波能量熵谱可以有效反映钢绞线张拉力变化。基于小波时频变换结果的导波能量熵谱随钢绞线张拉力而变化,且在特定尺度范围内谱值变化明显,而即使在信噪比为0dB的强噪环境下,能量熵谱仍呈现良好的规律性。
  (4)基于能量熵谱建立的钢绞线张拉力识别指标与钢绞线张拉力之间符合线性变化关系,确定系数大于095,有限元模拟与试验结果一致性良好。随导波传播距离增加,张拉力识别指标的敏感性更好。
  (5)采用无耦合布置策略进行钢绞线张拉力识别效果更优。较耦合布置策略相比,采用无耦合布置策略进行钢绞线拉力识别,有限元和实测结果K值分别上升了24%和602%。推荐采用无耦合布置策略进行现场测试。
[硕士论文] 刘槟豪
建筑与土木工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:本文依托实际工程郑州到阜阳客运专线,以试验为基础详细探究了CRTSⅢ型轨道板用高性能混凝土,对轨道板用高性能混凝土的原材料进行试验探究,以选出适合实际工程需要的原材料。根据选择的原材料进行高性能混凝土配合比设计。因龄期为16h的混凝土抗压强度直接影响轨道板产量,龄期为28d的混凝土抗压强度影响轨道板验收,所以试验选取16h和28d两个龄期进行高性能混凝土抗压强度试验探究,根据试验数据详细分析了影响高性能混凝土抗压强度的因素。同时在最优配比下探究了影响高性能混凝土耐久性的一些因素。
  (1)根据实际工程需要选择原材料,并进行试验,参考铁路混凝土标准和技术条件选出适合轨道板生产需要的高性能混凝土原材料。以试验数据为基础分析了优质原材料对高性能混凝土的重要性。详细分析了水胶比、砂率、矿物掺合料对高性能混凝土的影响及其原因,并提供了大量试验数据对其他高性能混凝土工程原材料的选择提供参考。
  (2)根据选择的原材料进行基准配合比设计,并进行重要参数的验算,以验证其是否符合工程要求。设计正交试验,选取水胶比、砂率、矿物掺合料三个因素来探究最优配合比,通过方差分析研究在不同龄期下三个因素对高性能混凝土抗压强度影响的显著性,并得出最优配合比为水泥∶粉煤灰∶细骨料∶粗骨料∶减水剂∶水为403∶45∶705∶1151∶5.82∶139。
  (3)在最优配合比下利用试验探究了新型轨道板所用高性能混凝土的弹性模量、电通量、抗氯离子扩散系数、抗裂性、抗冻性等对耐久性有重大影响的特性,分析它们对耐久性影响的原因。通过具体的试验数据来验证最优配合比是否符合实际工程需要。
  所配置的高性能混凝土已经用于郑阜客专7000余块轨道板的生产,效果良好,有效的保证了本标段轨道板的质量,各项试验数据也为后续轨道板用高性能混凝土的优化提供了指导意义。
[硕士论文] 王瑞
土木工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着我国建筑业的进一步发展,对混凝土掺合料的研究也在不断地深入。本文把原灰研磨成平均粒径为2.95um的超细粉煤灰(UFA),以此UFA作为新拌混凝土的掺合料,研究UFA混凝土的工作性能以及力学性能。本论文从两个角度出发,其一,以不同掺合料(硅灰、原灰以及UFA)分别代替10%的水泥掺量,制得高强混凝土试块,对比分析不同系混凝土的工作性能(坍落度以及坍落度损失),比较不同系砼的早期抗压强度以及砼后期抗压强度,比较不同系混凝土28d的劈拉强度;其二,都以UFA为掺合料代替水泥制得试块,对比分析不同掺量的UFA制得的试块在不同龄期的抗压强度,借此得出对应龄期内的最优UFA掺量,得出下面结论:
  以不同掺合料(硅灰、原灰以及UFA)分别代替10%的水泥掺量,配置高强混凝土,超细粉煤灰、粉煤灰以及硅灰分别作为掺合料都可以很好的提高新拌混凝土的初始坍落度,并且掺入超细粉煤灰或者硅灰的混凝土初始坍落度提高更为明显,达到210mm。此外,三种掺合料分别配置混凝土,其对各自混凝土坍落度经时损失的抑制效果为超细粉煤灰>粉煤灰>硅灰,超细粉煤灰作为掺合料能更好抑制混凝土的坍落度损失。
  针对于不同掺合料制得试块的力学性能方面,基于7d龄期,掺入UFA的试块抗压强度大于粉煤灰试块的强度,其低于硅灰系试块强度;3d到28d期间,硅灰混凝土试块抗压强度增长值最大;28d到60d或者到90d期间,UFA混凝土试块抗压强度增长值最大,远超过其它砼试块强度的增长值。
  针对于同种掺合料UFA分别替代不同掺量(10%、20%、30%、40%、50%)的水泥配置混凝土,UFA掺量为30%的混凝土试块在后期养护阶段,强度增长最大,故而UFA系混凝土最优掺量为30%。
  本论文也结合了实际施工中存在的某些问题进行了联想,从理论角度出发,利用UFA作为掺合料的优势,能够较好解决工程运距问题,且能较好解决混凝土早期水化热过大的问题,以及可以节约水泥,有着更好的经济效益。
[硕士论文] 严春浩
材料工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:本论文采用轻粗骨料陶粒、机制砂与天然河砂混合而成的混合砂、活性矿物掺合料以及高效减水剂等材料配制而成的LC30预制轻骨料陶粒混凝土,在符合《轻骨料混凝土技术规程》(JGJ51-2002)规范要求下,具有轻质高强、保温隔热的特点,并且属于一种节约资源和节省能源的绿色混凝土。
  本文对LC30预制轻骨料陶粒混凝土的主要研究内容和成果如下:
  首先对配置LC30轻骨料混凝土的原材料陶粒、水泥、矿物掺合料、细集料、减水剂的各项性能按照相应的国家标准进行了检测。
  随后根据规范要求进行了初步配合比计算,并且进行试拌试验,在此基础上利用正交试验方法,选取水泥用量(380kg/m3、420kg/m3、460kg/m3)、砂率(33%、35%、37%)、净水用量(160kg/m3、180kg/m3、200kg/m3)、粗细骨料总体积(1.20m3、1.30m3、1.40m3)四个因素三个不同水平进行试验,以坍落度、表观密度、不同龄期(3d、7d、28d)抗压强度作为评价指标,利用极差和方差分析了各因素对坍落度、表观密度及抗压强度的影响大小,并根据各因素的影响程度进行配合比调整,得到试验室基准配合比。
  在试验室基准配合比上,确定了矿物掺合料的水泥取代率分别为10%、15%、20%,研究不同矿物掺合料以及矿物掺合料的掺量变化时对轻骨料陶粒混凝土的抗压强度、抗弯拉强度、劈裂抗拉强度、抗压弹性模量、抗冲击性能等力学性能和密度的影响规律。利用扫描电镜对陶粒与轻骨料混凝土进行了微观性能分析。立方体抗压强度为轻骨料陶粒混凝土等级的判定依据,在研究力学性能和密度的变化规律时,本文所配置的LC30轻骨料陶粒混凝土满足抗压强度要求,经试验提出其它三个力学性能指标与抗压强度的回归曲线与方程,得到了四个力学性能指标之间的关系式。本论文研究的试验结果为轻骨料陶粒混凝土的工程应用提供了技术资料。
[硕士论文] 陈辰
材料工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:高强轻集料混凝土,具有轻质高强、保温隔热、隔声、抗震、环保等诸多优良性能,使其在高层建筑、超高层建筑以及桥梁工程中具有较大的技术经济优势和社会效益。轻集料混凝土是一种可持续发展的绿色建筑材料,开展高强泵送轻集料混凝土的研究,对促进轻集料混凝土在结构工程中的广泛应用具有较大的社会和经济效益。
  本论文采用重庆任创建材有限公司生产的高强页岩陶粒,其筒压强度为8.2MPa,通过适配阶段的配合比设计,配制出混凝土28d强度等级达LC40,拌合物坍落度达到220mm,具有良好的工作性能,且干表观密度为1927.5kg/m3的高强泵送轻集料混凝土。
  本论文对泵送轻集料混凝土的坍落度损失机理进行了初步的探讨,对试验中轻集料的上浮现象提出了解决方案。根据基准配合比,设计了四因素三水平的正交试验,得出兼顾强度以及工作性能的最优配合比。通过性能影响因素配合比设计,试验研究了砂率、粉煤灰掺量以及净水胶比对混凝土拌合物工作性能以及力学性能的影响,试验结果表明:要获得兼顾大流动性、良好的工作性能以及强度达LC40的泵送高强轻集料混凝土,初始水泥用量宜在480kg/m3~490kg/m3范围内,净水胶比控制在34%左右,粉煤灰掺量为15%时的工作性能及力学性能最好;为控制混凝土的干表观密度,砂率不宜超过42%,随着砂率的逐步增大,混凝土拌合物的坍落度逐渐减小,坍落度经时损失逐渐减小,并且砂率提高过大,会降低混凝土的抗压强度;在粉煤灰掺量为15%的情况下,混凝土的力学性能以及拌合物的工作性能均为最好;净水胶比逐步降低,拌合物的工作性能逐渐变差,混凝土的抗压强度随着净水胶比降低逐渐增大,但增幅很小,并在后期趋于稳定。
  结合试验过程及工程应用,从六个方面探讨了控制轻集料上浮的措施。采用SEM对轻集料及轻集料—水泥石界面进行微观分析,初步揭示了轻集料混凝土早期强度较高的原因,并初步探讨了轻集料的“微泵作用”对集料-水泥石界面的影响。
  综上所述,高强泵送轻集料混凝土具有良好的工作性能以及力学性能,本试验的研究成果对高强泵送轻集料混凝土的工程应用提供了一定的参考价值。
[硕士论文] 陆金辉
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:生活垃圾处理已成为全球性问题,我国所面临的生活垃圾处理问题也日益艰巨。目前我国处理生活垃圾方法主要为填埋处理,但随着城市化发展加快,生活垃圾量也必大量增加,为解决环境污染和土地资源问题,焚烧处理将会被广泛使用。焚烧处理可以减少生活垃圾约90%的体积。在焚烧后的废弃物中,炉渣约占质量的80%,如何有效利用炉渣成为社会研究的热点。本研究是利用生活垃圾炉渣制备高压成型砖,实现对炉渣的资源化利用。
  首先分析鲁家山垃圾焚烧厂的炉渣的理化性质,发现炉渣主要物理成分为黑色金属、玻璃陶瓷碎、熔渣、有色金属片和少量的有机物:利用XRD、SEM和XRF分析,测出炉渣矿物组成主要是是方解石、水铝钙石、石英和铁橄榄石,渣炉表面疏松多孔,主要化学成分为CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3;利用ICP分析炉渣重金属含量,其中Cd、Cu、Zn含量超过Ⅲ类土壤标准规定,重金属浸出值为远低于固体废弃物浸出毒性鉴别标准,因此炉渣不能直接填埋,但可以直接作为制备建筑砌块的原料;对炉渣的火山灰活性进行分析,发现炉渣不具备火山灰活性。
  其次利用生活焚烧垃圾炉渣制备高压成型砖,研究炉渣代替量、粒径对试件的抗压强度的影响,设计正交试验优化配合比。实验研究炉渣作为胶凝材料代替水泥,当代替量为10%时,砖抗压强度小幅提升,但随着炉渣代替量增加,抗压强度降;当炉渣做骨料代替砂时,代替量在10%~60%时,砖的抗压强度有所提高,当代替量为40%时,抗压强度最优;炉渣替代砂的效果优于代替水泥的效果。炉渣粒径过小或过大都会降低高压成型砖的抗压强度;通过正交试验,发现各因素对于砖的抗压强度的影响程度依次为:粒径>炉渣掺量>水灰比,最优配合比为炉渣粒径为0.83~1.7mm,炉渣代替砂的掺量比例为40%,水灰比为0.46。
  最后研究养护工艺及成型压力对炉渣砖抗压强度的影响,发现蒸汽养护效果优于标准养护。通过对蒸汽养护养护温度、养护龄期、升温速度、静停时间4个因素的研究,发现随养护温度越高,试件砖的抗压强度越大;养护时间越长,试件的抗压强度越大,但有范围限制;升温速度过快会造成抗压强度损失;抗压强度均随静停时间的增加而增加。炉渣砖的抗压强度性能受成型压力的影响。
[硕士论文] 李超
土木工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:再生混凝土技术的发展,是一项重要的技术创新,该技术对于资源的再生利用、生态环境保护等方面具有十分重要的作用。随着国民经济的飞快发展,传统的建筑模式已经显现出了很多弊端,带来了越来越多的不利影响。其粗放型的生产方式,是一种投入高,效益低的生产方式,并且造成了资源的浪费和环境的破坏。再生混凝土技术的应用,可以很好的缓解这一问题。目前,对于再生混凝土技术已经取得了一些列的研究成果,但相比于普通混凝土,再生混凝土的各项性能依旧难以满足大部分结构的需求,因此有待进一步的研究和探讨。
  通过阅读大量的文献,在参考国内外现有的研究成果基础上,论文介绍了再生混凝土技术的发展现状,总结了再生骨料的物理特性和相关的力学性能,分析了再生混凝土细观结构下的界面过渡区及其特征性能,通过对比,分析了界面参数和界面过渡区对再生混凝土的宏观性能的影响。另外,讨论了再生混凝土的改性方法,并且选择通过掺入乳化沥青外加剂,来对再生混凝土进行改性处理,在细观层面下,基于界面过渡区和界面参数的理论研究,分析了乳化沥青的掺入对再生混凝土的性能的影响,然后对再生混凝土梁的正常使用极限状态进行分析,计算并修正了掺入适量乳化沥青后的再生混凝土梁的裂缝和挠度计算公式。最后,应用ANSYS有限元软件,并结合现有的研究成果和数据,进行了再生混凝土梁的受力性能有限元模拟,直观的演示了在各级荷载作用下,掺入乳化沥青后的再生混凝土梁的裂缝分布和发展情况,得到了掺入乳化沥青后的再生混凝土梁的荷载挠度曲线。在此基础上,对掺入乳化沥青后的再生混凝土梁的计算和分析的结果与ANSYS模拟的结果进行对比和讨论,得出如下结论:掺入了乳化沥青的再生混凝土梁的裂缝性能得到了有效的改善,裂缝相对较细且数量较少,相比未掺入乳化沥青的再生混凝土梁,其裂缝的离散性较为收敛,发展速度较为缓和,并且变形性能得到改善,挠度值变化幅度不大。模拟结果与计算的结果差异较小,说明应用ANSYS软件模拟改性后的梁的受力性能是可行的,验证了有限元模型的准确性。
[硕士论文] 张方德
土木工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:混凝土常用的碎石和卵石天等然骨料(NA)以及河砂等细骨料都是不可再生矿石资源,而我国现处于大发展时期,城镇化建设如火如茶,再生混凝土在工程上的广泛应用也符合节能环保的发展理念。由于废弃混凝土破碎得到的再生骨料有其自身的缺陷,限制了其在工程上广泛应用。论文主要研究碳化再生骨料(R1)、裹浆再生骨料(R2)、裹浆碳化再生骨料(R3)和原再生骨料(R0)的物理和力学指标,并将各再生骨料以30%、70%和100%的取代率制备再生混凝土,研究分析处理后的再生骨料对再生混凝土的基本力学性能影响。论文得到主要结论为:
  (1)与原再生骨料相比,碳化再生骨料性能改善不明显。裹浆再生骨料压碎指标有较明显的改善,但其吸水率和表观密度相对于原再生骨料都有较明显增加,尤其是吸水率,增加了30.6%。裹浆碳化再生骨料性能改善明显,压碎指标降低了13.9%。裹浆碳化处理效果最优。
  (2)与原再生骨料再生混凝土相比,碳化再生骨料、裹浆再生骨料和裹浆碳化再生骨料在取代率为70%时,碳化再生骨料混凝土抗压强度提高了0.7%,裹浆再生骨料混凝土抗压强度下降了10.1%,裹浆碳化再生骨料混凝土抗压强度提高了5.7%。裹浆碳化处理对再生混凝土抗压有改善作用。
  (3)与原再生骨料再生混凝土相比,碳化再生骨料、裹浆再生骨料和裹浆碳化再生骨料在取代率为70%时,碳化再生骨料混凝土劈裂抗拉强度增加了5.3%,裹浆再生骨料混凝土劈裂抗拉强度增加了5.7%,裹浆碳化再生骨料混凝土劈裂抗拉强度增加了11.9%。裹浆碳化处理对再生混凝土劈裂抗拉强度改善效果最好。
  (4)与原再生骨料再生混凝土相比,碳化再生骨料、裹浆再生骨料和裹浆碳化再生骨料在取代率为70%时,碳化再生骨料混凝土抗折强度增加了1.6%,裹浆再生骨料混凝土抗折强度增加了1.5%,裹浆碳化再生骨料混凝土抗折强度增加了3.3%。
[硕士论文] 彭亮
水利工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:我国有大量的混凝土工程位于严寒地带,这些混凝土结构几乎都受到冻融循环作用而发生破坏,为了解决混凝土抗冻耐久性问题,国内外学者做了大量的研究,包括将橡胶粉掺入混凝土中。橡胶粉在水泥混凝土中能起到“固体引气剂”的作用,从而改善混凝土内部孔隙构造。适量的橡胶粉不仅可以提高混凝土的抗冻性,还能解决大量废旧橡胶的回收利用问题,具有资源循环利用、环保等多重意义。本文通过实验,分析冻融循环作用后橡胶混凝土试件的物理力学性能变化与橡胶粉掺量的关系,研究试件在荷载作用下的破坏过程,利用冲击弹性波无损检测技术研究橡胶混凝土应力波的传播特性,为工程检测提供便捷经济有效的手段。本文研究的成果主要有:
  (1)从SEM电镜拍摄的混凝土内部微观结构图片中可知,掺入适量的橡胶粉可以改善混凝土内部细微裂隙的构造,提高混凝土的抗冻性。
  (2)随着冻融循环次数的增加,普通混凝土试件和掺橡胶粉混凝土的质量都呈先增加后减少的趋势,经冻融循环后,掺适量橡胶粉混凝土的质量损失率比普通混凝土低,当橡胶粉掺量为15-25kg/m3时,质量损失率最低。
  (3)掺橡胶粉降低了混凝土的强度,随着冻融循环次数的增加,普通混凝土和掺橡胶粉混凝土的强度先增加后减少,掺适量橡胶粉混凝土的强度损失率比普通混凝土低,当橡胶粉掺量为15-20kg/m3时,强度损失率最低。
  (4)冻融循环作用下,普通混凝土的波速随着冻融循环次数的增加而减少,掺适量橡胶粉混凝土的波速随着冻融循环次数的增加先增加后减少,当冻融循环次数较大时,掺橡胶粉混凝土的波速损失率比普通混凝土低,其中橡胶粉掺量为15-25kg/m3时,波速损失率最低。
  (5)混凝土的波速和强度有良好的相关性,用二次函数拟合,得到的相关系数都超过0.9,因此可以通过冲击弹性波无损检测技术检测波速计算强度。在冻融后期,波速随着冻融循环次数的增加而减少,说明可以通过检测波速来预测混凝土的剩余寿命。
[硕士论文] 尤创
材料工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:普通混凝土是介于导体和绝缘体之间的一种工程材料,高电阻率混凝土是在普通混凝土中掺入一些材料以提高其绝缘性能,其广泛应用于地铁、电力工程。由于高电阻率混凝土密实性好、具有电阻率大的特性,因此能够有效减缓地铁工程中杂散电流引起的钢筋锈蚀问题。同时其应用于电力工程也能解决工程中的“跨步触电”现象,故高电阻率混凝土在未来有着非常广阔的发展前景。
  本文以P.O42.5级水泥为基体材料,探讨水灰比、水泥用量、沸石粉、粉煤灰、硅灰、聚丙烯纤维等因素对混凝土电阻率的影响规律。结果表明:沸石粉、粉煤灰、硅灰、聚丙烯纤维对电阻率均有提升作用且提升效果按硅灰、粉煤灰、沸石粉、聚丙烯纤维依次递减。其中以15wt%硅灰取代水泥,混凝土电阻率可以达到普通混凝土的3.67倍。
  在水泥用量、掺合料种类一定的条件下,设计正交试验,以28d混凝土电阻率作为性能参考指标,选取较优的配合比并进行优化处理,确定制备高电阻率混凝土最优配合比。采用XRD、SEM测试手段对混凝土的成分及微观结构进行了表征,结果表明:按照试验最优配合比制各的混凝土,其28d电阻率为550Ωm、抗压强度为54.7MPa。混凝土内部相互连通的孔隙较少,微观结构较为密实,对应的水化产物主要有水化硅酸钙凝胶、钙矾石、氢氧化钙。同时对高电阻率混凝土放射性、氯离子含量、耐候性进行试验,结果表明:高电阻率混凝土内照射、外照射指数分别为0.15、0.23,均满足《环境标志产品技术要求预拌混凝土》标准技术要求规定的数值(IRa≦0.9、Ir≦0.9);对应氯离子含量为0.018590%符合GB/T50010-2010、GB/T50476-2008氯离子含量要求;经过模拟自然环境作用后,对应混凝土抗压强度为55.2MPa。
[硕士论文] 李秉正
水利工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:本文通过改进的固定砂石体积法初步得出机制砂自密实混凝土配合比,并经过正交试验设计进一步优化得到工作性能、力学性能满足要求的配合比方案。在此基础上通过工作性能、力学性能、耐久性能测试轻骨料的掺入对机制砂自密实混凝土综合性能的影响,最后利用ANSYS数值模拟软件从细观层面模拟轻骨料的不同替换量对机制砂自密实混凝土力学性能的影响,并与试验结果相互印证,得出结论如下:
  (1)在基准配合比基础上,选取机制砂细度模数、机制砂MB值、石粉含量、砂率、胶凝材料用量、水胶比、外加剂用量作为正交试验设计的关键因素。采用三水平七因素正交设计表,测试上述关键因素对机制砂自密实混凝土工作性能和力学性能的影响。对基准配合比内各材料用量进一步修正,得到最优配合比为:水泥:420kg/m3、粉煤灰:140kg/m3、机制砂:800kg/m3、碎石:900kg/m3、水:180kg/m3、外加剂:7.84kg/m3。
  (2)以优化后的机制砂自密实混凝土配合比作为基准配合比,试验0%、30%、60%、100%轻骨料高强页岩陶粒替换普通碎石骨料后对机制砂自密实混凝土工作性能、力学性能、耐久性能的影响。试验结果表明:
  1)随着轻骨料替换量的逐渐增加,机制砂自密实混凝土的抗压强度逐渐下降。但比强度倌要远大于机制砂碎石骨料自密实混凝土;结构效率优于碎石机制砂自密实混凝土,在30%~60%替换量时,在机制砂自密实混凝土各项力学性能损失不大的情况下,工作性能得到明显改善。
  2)在混凝土中掺入轻骨料,由于轻骨料的微泵作用,其会改善硬化混凝土的微观结构,从而提高机制砂自密实混凝土的耐久性能。当轻骨料替换量达到60%直至100%,轻骨料的不利影响就会显现出来,其疏松多孔,与浆体结合紧密程度较碎石骨料有所不如,因此其抗渗等耐久性能会较之于普通碎石骨料呈下降趋势。
  (3)通过ANSYS建立二维混凝土随机骨料模型,模拟不同轻骨料替换量机制砂自密实混凝土立方体抗压试验,抗拉试验、抗折试验,结果如下:
  1)得到不同轻骨料替换量机制砂自密实混凝土应力应变关系、弹性模量、泊松比,并与试验值比较以验证模拟的合理性;
  2)通过模拟混凝土受拉过程裂缝发育情况,其结果与试验值一致,统计不同轻骨料替换量机制砂自密实混凝土各组分单元破坏数量,从细观层面揭示掺轻骨料混凝土破坏过程;
  3)通过模拟混凝土试块抗折,得到抗折试件破坏使得峰值应力与峰值应变,证实轻骨料的掺入能够改善机制砂自密实混凝土的变形性能。
[硕士论文] 田文元
采矿工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:地下工程喷射混凝土支护多采用于喷及湿喷素混凝土,由于混凝土本身强度及抗拉强度难以满足支护需要,目前工程中应用仿钢纤维混凝土作为支护材料,但缺乏对湿喷仿钢纤维混凝土力学性能的研究。本文为研究湿喷仿钢纤维混凝土力学性能,首先对湿喷仿钢纤维混凝土及干、湿喷素混凝土进行力学性能对比试验;通过圆板法弯曲韧性试验对比分析湿喷仿钢纤维混凝土及干、湿喷素混凝土抗变形能力。最后应用声发射特征试验初步分析湿喷仿钢纤维混凝土圆板受载破坏声发射特征并对纤维增强原理进行分析,主要成果如下:
  (1)采用实验室试验的方法对湿喷仿钢纤维混凝土及干、湿喷混凝土进行了抗压、抗拉、抗折试验性能对比分析。结果表明:湿喷仿钢纤维混凝土相较于干喷混凝土抗压强度提升86.3%、抗拉强度提升85.9%、抗折强度提升132.9%;相较于湿喷混凝土抗压强度提升25.8%、抗拉强度提升24.5%、抗折强度提升45.8%;其强度相对于另两种混凝土有较大提升,其对于巷道支护的稳定性得到较大改善。
  (2)通过圆板法弯曲韧性试验对其抗变形能力做了对比分析,主要是在能量吸收、荷载-挠度曲线及弯曲韧性指数做出的对比分析。结果表明:湿喷仿钢纤维混凝土相对于干喷混凝土弯曲韧性指数提高了0.13、0.74、1.12、1.53;相对于湿喷混凝土弯曲韧性指标提升了0.06、0.06、0.20、0.16;通过分析荷载挠度及能量吸收与弯曲韧性指数的关系,得到弯曲韧性指数随着能量吸收值的增加而增大。
  (3)声发射特征实验研究主要是对湿喷仿钢纤维混凝土用于巷道支护时破坏机理研究,本文主要通过圆板声发射试验对湿喷仿钢纤维混凝土受压破坏时声发射特征做初步分析,以细观角度对纤维混凝土受压破坏过程破坏特征进行研究,为以后应用声发射技术研究湿喷仿钢纤维混凝土破坏机理提供参考。结果表明:仿钢纤维的加入能够抑制混凝土裂隙产生,改善混凝土内部原始缺陷,使混凝土抵抗外加荷载能力提升,裂隙扩展得到有效缓解。
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