通过三点弯曲试验,并利用CCD相机及数字散斑分析技术研究了CFRP板裂缝扩展至破坏的全过程。结果表明:各因素对试件承载力的影响程度从大到小依次为CFRP板厚、加载速率、裂缝深度、混凝土强度;粘贴CFRP板的高强混凝土试件破坏是由混凝土剪切破坏引起的CFRP板粘贴胶层与混凝土之间的界面剥离破坏,其从裂缝开始扩展到完全破坏的时间明显长于未粘贴CFRP板的试件;黏结界面仍是外粘CFRP板加固高强混凝土构件的薄弱部位。

对6个带端柱高强混凝土剪力墙试件(DHPCW)和6个矩形截面型钢高强混凝土剪力墙试件(SHPCW)进行了拟静力试验,分析研究了二者的破坏形态、承载能力、变形能力和耗能能力。结果表明:带端柱高强混凝土剪力墙与矩形截面型钢高强混凝土剪力墙相比,前者的开裂荷载、屈服荷载、峰值荷载和极限荷载分别是后者的1.25~1.36倍、1.44~1.65倍、1.30~1.40倍和1.22~1.25倍,带端柱高强混凝土剪力墙具有较高的承载能力;带端柱高强混凝土剪力墙的位移延性系数是相同剪跨比矩形截面型钢高强混凝土剪力墙的1.31~1.60倍,总耗能值前者是后者的3.7~4.8倍,端柱作为约束边缘构件可以对剪力墙提供有效约束,显著提高剪力墙的变形能力和耗能能力。

为解决高强钢管混凝土组合结构高墩的主管内高抛混凝土与大流动性、低收缩协同提升的难题,研究了胶凝材料组成体系、骨料母岩强度对混凝土工作性和力学性能的影响,探究了膨胀剂掺量对混凝土体积稳定性的影响,并通过SEM分析了高强钢管混凝土的微观结构。结果表明:硅灰与粉煤灰微珠复掺能有效降低混凝土的黏度;母岩强度较高的玄武岩能保证后期强度稳定增长;掺35 kg/m3的膨胀剂能保证混凝土的体积稳定性;微观结构显示混凝土具有致密的结构、饱满的界面过渡区。掺硅灰、粉煤灰微珠与适量膨胀剂,利用玄武岩碎石能制备性能优异的自密实补偿收缩高强混凝土,并将其成功应用于四川凉山金阳河特大桥组合结构桥墩。

为准确预测高强混凝土(HSC)的强度变化规律,调研收集了225组HSC配合比及其28 d强度数据,对统计变量进行Spearman相关性分析,并基于enter法建立了不同胶凝体系HSC的28 d强度与配合比之间的多元非线性回归模型。分析了不同模型预测值与实际值的散点图、残差图数据分布情况,并结合拟合优度指标和相对误差指标对模型进行了评价。结果表明:硅灰掺量、水胶比、胶凝材料总量和减水剂掺量对HSC的28 d强度影响效果显著,影响程度依次递减,P值均小于0.01;3种胶凝体系HSC强度回归模型的回归效果和预测精度均能满足预测要求。基于本文模型,可通过原材料配合比分别对C-F-Si-G四元胶凝体系、C-F-G三元胶凝体系和C-F二元胶凝体系HSC的28 d抗压强度进行预测。

为探索芯模振动成型高强混凝土排水管的可行性,结合实际生产经验,确定了C70混凝土配合比和芯模振动成型参数,试制了6根公称内径为1500 mm的钢筋混凝土排水管,在覆盖淋水和自然养护条件下,分别测试了同条件养护立方体试块和管体芯样强度。结果表明:芯模振动工艺在满足质量控制要求情况下,可以成型高强混凝土的排水管;覆盖淋水养护较自然养护更有利于管体混凝土强度的增长。

基于正交设计方法,在水胶比为0.3的条件下,研究了0、20%、40%的粒化高炉矿渣(GGBFS)和0、1.5%、3.0%、4.5%的CaSO4对高强混凝土凝结时间、收缩性能的影响,并采用XRD分析了水化过程。结果表明,掺入GGBFS和CaSO4能缩短凝结时间;复掺20%GGBFS和CaSO4的高强混凝土抑制自收缩效果优于复掺40%GGBFS和CaSO4的高强混凝土;复掺40%GGBFS和4.5%CaSO4能有效降低高强混凝土的干燥收缩性能。XRD结果表明,掺入GGBFS和CaSO4有利于水泥的水化反应,促进水化产物的生成。

以原料形态为石灰石和卵石的两种机制砂作细骨料,通过配合比设计,研制出了C60、C80、C100机制砂高强混凝土,研究了机制砂原料形态以及不同石粉含量(3%、5%、7%、10%)对高强机制砂混凝土工作性能和抗压强度的影响。结果表明,机制砂原料形态对高强机制砂混凝土工作性能和抗压强度影响较为显著;石粉含量对高强机制砂混凝土工作性能影响较大,对强度影响较小;石粉含量小于等于7%时,两种原料形态的高强机制砂混凝土均具有良好的工作性能与力学性能,满足结构设计要求,研究结果可为工程实际应用提供参考。

为研究高强混凝土配合比优化设计,采用矿渣粉和微硅粉两种高活性矿物掺合料以及高效减水剂等“三掺”技术,通过对掺合料用量优化及减水剂配方调整,进行了多次试验、分析、比选,确定了混凝土最佳配合比,配制出工作性和抗裂性好、力学性能优以及耐久性强的高强混凝土,从而满足工程设计和施工要求,更好地保证工程质量。

基于混凝土的细观损伤机制和损伤本构关系模型,推导了高强混凝土轴压弹塑性本构关系,结合已有研究成果,通过对初始弹性模量、峰值应变等模型关键参数进行综合分析,建立了基于混凝土轴心抗压强度参数的计算方法,所得应力-应变关系(含残余变形)既可用于单调加载,也适用卸载后再加载,可与已有的普通混凝土轴心抗压本构关系相协调,与试验结果相比较,预测结果与实际值吻合良好。

通过将氧化钙-硫铝酸钙(CA)膨胀剂与MgO膨胀剂复配获得了一种多膨胀源膨胀剂,并试验研究了掺该膨胀剂高强混凝土的抗压强度、限制膨胀率及自由体积变形性能。结果表明:掺入该多膨胀源膨胀剂等量替代水泥对混凝土的抗压强度会造成一定程度的下降,但影响程度较小;在前期水养条件下,掺多膨胀源膨胀剂的混凝土其膨胀速率先增大后减小,28 d转干养条件下,其膨胀会出现回落,但混凝土仍处在膨胀状态。自由变形试验中,掺多膨胀源膨胀剂的混凝土在密封养护条件下,先后经历了"膨胀-收缩-再膨胀"三个变形阶段;而干燥养护条件下,则先后经历了"收缩-膨胀-再收缩-再膨胀"四个变形阶段。