合理使用再生骨料有助于节约资源和改善环境,但再生骨料存在形状不规则、吸水率高、压碎指标大等问题,直接用到混凝土中会劣化混凝土的性能。对再生骨料进行改性可在一定程度上减小其与天然骨料之间的差距,从而减轻其对混凝土性能的不利影响。通过物理强化技术、化学强化技术和微生物矿化技术改性再生骨料的作用机理和改性效果介绍,为再生骨料在混凝土中的合理应用提供借鉴。

为了探究附加钢筋对改性活性粉末混凝土(MRPC)-普通混凝土(NC)结合面性能的影响,采用正交试验对9组试件进行了极差分析,研究了附加钢筋配筋率、锚固长度、弯钩形式对MRPC-NC结合面性能的影响,并设置了2组无附加钢筋和同配筋率不同钢筋根数的试件作为对照组。结果表明:附加钢筋可有效提高结合面的黏结性能,试件破坏形式由结合面开裂破坏转变为混凝土破坏;通过试验结果和理论分析提出了开裂荷载计算公式,可为MRPC装配式增强节点设计提供参考。

通过三分点静载抗弯试验,研究了超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)体积掺量(0、0.3%、0.5%、0.7%)对钢筋混凝土板和玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋混凝土板抗弯性能的影响,观察了混凝土板的抗弯破坏形态,获得了承载力、挠度、裂缝分布、纵筋应变等指标,提出了适用于GFRP筋和UHMWPE增强混凝土板的极限承载力计算公式。结果表明:UHMWPE的掺入改善了GFRP筋混凝土板的脆性破坏模式;0.5%体积掺量的UHMWPE对钢筋混凝土板和GFRP筋混凝土板跨中变形的抑制效果最佳,但当UHMWPE体积掺量达到0.7%时抑制效果不明显;UHMWPE在混凝土受拉区内分担的拉应力随着纤维体积掺量的增加先增大后减少。

为研究约束态与自由态混凝土单面盐冻劣化行为及机理,利用Abaqus/Explicit对混凝土表面和内部损伤过程进行了数值模拟研究,设计了混凝土约束装置,并对比研究了约束态和自由态混凝土单面盐冻循环的表面剥落量和相对动弹性模量损失。结果表明:与自由态混凝土相比,约束态混凝土表面损伤更严重,但内部损伤较轻;掺引气剂可以明显减少约束态混凝土的表面损伤;气孔的存在干扰了表面微裂纹的发展,含气量高的混凝土表面盐冻损伤程度较低;混凝土与表面冰层间变形量的差异是导致约束态混凝土表面损伤更严重的原因;约束抑制了混凝土内部微裂纹的发展,导致约束态混凝土比自由态混凝土内部损伤更轻。

研究了水胶比、砂胶比、钢纤维掺量、合成粗纤维掺量以及混掺钢纤维和合成粗纤维对超高性能混凝土(UHPC)力学性能的影响。结果表明:水胶比越小、砂胶比越大,UHPC的抗折、抗压强度越高;单掺钢纤维时,UHPC的抗折、抗压强度随钢纤维掺量的增加总体呈增大趋势,钢纤维的最佳掺量为2.0%;单掺合成粗纤维时,UHPC的抗折、抗压强度随合成粗纤维掺量的增加总体呈先增大后减小的趋势,合成粗纤维的最佳掺量为2.0%;混掺钢纤维和合成粗纤维且钢纤维掺量≤2.0%时,合成粗纤维掺量宜≤1.0%。

为研究实际工程中装配式钢骨增强微孔混凝土复合楼板的承载能力,通过静载试验,得到了其荷载-挠度曲线和裂缝长期发展特征,并对该复合楼板进行了配筋计算、裂缝宽度和挠度验算。此外,采用有限元软件MARC对复合楼板进行了受力分析,并与试验结果进行了对比,发现两者吻合程度较高。研究结果可为相关复合楼板的设计提供参考。

采用异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)作为减水剂合成大单体,通过引发剂进行聚合反应合成石膏基材用新型高性能聚羧酸减水剂母液,将合成的减水剂母液通过离心喷雾干燥技术制备成粉末(PC-GY)。设计正交试验研究了链转移剂用量、酸醚摩尔比、还原剂摩尔比、引发剂用量对石膏净浆流动度的影响,并确定了最优配合比。通过单因素变量试验研究了不同种类聚醚单体、中和固碱量对减水剂减水性能的影响,并通过红外光谱(IR)分析了聚羧酸分子结构。结果表明:合成的PC-GY性能较优,在不同种类石膏中均表现出良好的适应性,并成功应用于石膏基自流平砂浆。

试验研究了不同机制砂取代率对PK-3型板用混凝土工作性、抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量的影响,并对实测弹性模量进行了拟合分析。结果表明:机制砂部分或全取代河砂,改善了混凝土的工作性,提高了混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量;通过回归分析拟合出的弹性模量函数表达式与实测数据拟合度较好;采用机制砂混凝土生产的PK-3型板施工方便、和易性较好,且强度满足要求,脱模后无开裂现象。

为分析钢筋混凝土顶管施工过程中端面开裂情况,考虑材料的几何非线性和混凝土的损伤退化,建立了ABAQUS有限元数值模型。并基于施工现场数据,验证了模型的可靠性,模拟了顶环截面形式、千斤顶布置方式、顶环高度3个参数对顶管断面裂缝的影响。结果表明:在顶进施工条件允许情况下,建议采用均布、对称的千斤顶布置方式;顶环采用闭口截面和适当的高度可减少管体顶进过程中裂缝的产生。

通过由常温降至给定低温(-40、-80、-120、-160、-190℃)、经历低温再直接或以1℃/min匀速回至常温3种工况下的混凝土劈裂抗拉试验,研究了不同低温作用下混凝土的受拉强度及其离散性。结果表明:随着低温温度的降低,混凝土受拉强度变化率呈先增大后减小的趋势,而经历低温再直接回至常温和以1℃/min匀速回至常温时的混凝土受拉强度变化率变化较稳定;经历低温再直接回至常温和以1℃/min匀速回至常温的混凝土受拉强度变化率的差别较小,故可不考虑回至常温的方式对混凝土受拉强度的影响;与常温对照组混凝土相比,经历低温时和经历低温再回至常温时的混凝土受拉强度的离散性均变小,但其减小程度与低温以及经历低温再回至常温的方式有关。