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关键词： 钢纤维混凝土   往复轴压   刚度退化   应力退化率   损伤本构关系  

摘要： 为研究钢纤维混凝土在往复轴压荷载下的力学性能及其本构关系,开展单轴往复压缩试验,以不同纤维掺量和长径比为变量,探究钢纤维混凝土的力学行为退化及损伤演化规律。结果表明,与单调加载相比,往复加载作用下钢纤维混凝土试件强度有轻微退化;混凝土塑性应变累积随钢纤维体积掺量的增加而大幅降低,弹性刚度退化率随之增大,但对纤维长径比的影响不显著;应力退化率随卸载应变呈先减小后增大的变化趋势;基于力学行为退化现象和纤维增强效应,建立了钢纤维混凝土往复轴压下混凝土损伤演化模型,与试验结果进行比较发现该模型与试验数据吻合较好。

关键词： 地聚物再生混凝土   钢纤维   硅灰   力学性能   改性机理  

摘要： 钢纤维增强地聚物再生混凝土(Steel fiber reinforced geopolymer recycled concrete， SFRGRAC)具有碳排放量低、节约天然矿物资源以及延性韧性好等优点，具有广泛应用前景。为改善SFRGRAC力学性能，本文以硅灰为增强材料，通过立方体抗压、劈裂抗拉、抗折和弹性模量试验，研究硅灰取代率、钢纤维体积掺量和再生骨料取代率等因素对SFRGRAC力学性能的影响规律，并基于SEM扫描电镜和低场核磁共振测试结果揭示硅灰的改性机制。结果表明：掺入硅灰可延长SFRGRAC的凝结时间，当硅灰取代率为15%时，初凝和终凝时间分别提高了29.68%和22.98%；由于硅灰与碱激发溶液快速发生发应，加快了水化反应的速度，SFRGRAC3d抗压强度和劈裂抗拉强度可达到28d强度的85%以上；随着钢纤维体积掺量从0%增至1.5%，其抗压强度可提高17.44%，随着再生骨料取代率从0%增至50%，其强度降低了9.79%。掺入10%硅灰，总孔隙率降低了37.38%，能显著提高其抗压、劈裂抗拉和抗折强度，但当硅灰掺量为15%时，因过量硅灰降低了基体的碱度，导致地聚物水化反应不完全，使其力学性能表现出下降趋势。研究成果为再生混凝土相关规范的修订和完善提供参考依据。

关键词： 土力学   模拟月壤   无机固化剂   固化体试件  

摘要： 采用CE–5号(嫦娥五号)模拟月壤为主要材料，通过掺入无机固化剂制作3种配合比的试验样品(YR–1,YR–2,YR–3)，采用万能伺服液压机(100k N)施加竖向荷载，获取应力–应变曲线，采用扫描电镜观测样品内部的形貌及微空洞的特征，研究月壤固化样品的破坏形态、变形性能及弹性模量等特性，通过分段分析的方法，得到CE–5模拟月壤固体样品的单轴受压本构模型。结论如下：(1)抗压强度与用水胶比及胶凝材料的用量有关，随着水胶比的降低抗压强度增大，随着固化剂用量的增大而增大。(2)固化体样品内部普遍存在较多的微空洞和微小的裂隙，当外界压力达到极限强度时，微空洞及微裂隙扩展贯通导致样品失效。(3)采用三次多项式及有理分式分别拟合应力–应变全曲线试验结果得到月壤固化体应力–应变全曲线上升段及下降段，提出月壤固化体试件分段式本构模型，模型计算结果与试验曲线吻合良好，为实现月壤工程的技术化分析提供理论基础。

关键词： 废玻璃粉   矿渣   混凝土   力学性能   抗硫酸盐侵蚀   孔结构  

摘要： 固定废玻璃粉和矿渣的总掺量为30%,研究了废玻璃粉和矿渣的复掺比例对混凝土力学及抗硫酸盐侵蚀性能的影响,其中,废玻璃粉掺量分别为0、5%、10%、15%、20%、25%、30%。结果表明:随着废玻璃粉掺量的增加,试件的抗压强度先增大后减小,总孔隙率先减小后增大,最佳废玻璃粉掺量为10%;随着干湿循环次数的增加或侵蚀溶液浓度的增大,试件表面出现了不同程度的粉化、起砂等现象,质量变化率和抗压强度耐蚀系数均呈先增大后减小的趋势,且随着废玻璃粉掺量的增加,质量变化率的峰值先减小后增大,抗压强度耐蚀系数的峰值先增大后减小;适量废玻璃粉与矿渣在混凝土中有效发挥了颗粒效应、水化效应、交互活性效应等,从而在一定程度上改善了混凝土的力学及抗硫酸盐侵蚀性能。

关键词： 纳米二氧化锆(NZ)   超高性能混凝土(UHPC)   力学性能   抗硫酸盐侵蚀   抗碳化   微观结构  

摘要： 超高性能混凝土（UHPC）因其优异的力学性能和耐久性而成为工程领域中的研究热门材料，纳米材料的引入则进一步优化了UHPC的性能。本研究选用了六种不同掺量（0～5%）的纳米二氧化锆（NZ）替代水泥，系统地研究了NZ对UHPC抗压强度、抗折强度以及耐久性（包括抗硫酸盐侵蚀和抗碳化性能）的影响。实验结果表明，随着NZ掺量的增加，UHPC的抗压和抗折强度都呈先提高后降低的趋势，其中3% NZ掺量的UHPC的力学性能最优异，标准养护28天后的抗压强度和抗折强度分别比对照组提高了19.5%和20.8%。耐久性实验显示，掺入NZ的UHPC在硫酸盐侵蚀和碳化环境下均表现出更好的性能，3% NZ掺量的UHPC具有最佳的耐久性，在硫酸盐侵蚀90次循环后，抗压强度最高，为131.3MPa，质量的损失率最低，为0.13%。通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析机理，NZ颗粒能够减小氢氧化钙（CH）晶体的尺寸和取向，促进水化硅酸钙凝胶（C-S-H）的生成，从而改善UHPC的微观结构。结果表明，确定3%为NZ在UHPC中的最佳掺量。本研究为促进NZ在UHPC中的应用提供指导。

关键词： 风积沙混凝土   高温   力学性能   微观结构   微观机理   模型拟合  

摘要： 本文将0%、10%、30%、50%的风积沙等质量替代普通河砂制备成风积沙混凝土，对其在温度为20、200、400、600、800℃作用下的外观形貌变化、质量损失情况、抗压强度、抗折强度进行了试验研究；通过折压比的方法分析了风积沙混凝土在不同温度和不同风积沙掺量下力学性能的演变；通过扫描电子显微镜（SEM）研究了不同温度作用下风积沙混凝土内部微观结构的演化过程，并对微观结构机理进行了分析。结果表明：适量风积沙的掺入可以增加水化产物，优化混凝土的孔隙结构，减小混凝土内部界面过渡区厚度，使混凝土内部结构更密实，力学性能得以提升，并能延缓高温作用后混凝土裂缝与孔隙的生成；然而，风积沙掺量过多则会起到相反的效果，使得高温后混凝土力学性能下降。本研究可为风积沙混凝土的应用及高温后风积沙混凝土结构的评定提供依据。

关键词： 混凝土   火灾   高温   劣化机理   力学性能  

摘要： 为保证火灾下混凝土工程结构的安全性,分析了火灾作用下混凝土的主要力学性能损伤演化机理,总结了高温下混凝土内部(水泥浆体和粗骨料)物相变化和劣化机理,介绍了高温下普通和高强混凝土抗压强度、抗拉强度、弹性模量、应力-应变关系等力学性能的变化规律,阐述了不同骨料类型(天然骨料和再生骨料)对混凝土残余力学性能的影响。对于灾后混凝土结构的损伤评估及安全加固具有一定的参考意义。

关键词： 碳酸钙晶须   风积沙混凝土   抗压强度   劈裂抗拉强度   SEM   NMR   预测模型  

摘要： 为提高风积沙利用率，研究不同体积掺量的碳酸钙晶须对风积沙混凝土抗压及劈裂抗拉强度的影响规律。通过扫描电镜和核磁共振等手段，从微观角度观察碳酸钙晶须与水泥浆体的黏结形态并分析其作用机理，基于试验结果分析并提出抗压、劈裂抗拉强度与养护龄期之间的理论模型。结果表明，掺入适量的碳酸钙晶须能够有效地改善风积沙混凝土的孔隙结构，提高力学性能。当风积沙替换率为60%时，碳酸钙晶须对于抗压强度与劈裂抗拉强度的最佳体积掺量分别为0.15%、0.2%。提出的理论模型与试验数据吻合程度较高，可较好地预测龄期下的强度值。

关键词： 再生粗骨料   固碳强化   微结构   力学性能   收缩  

摘要： 采用废弃混凝土制备再生骨料，结合混凝土固碳强化，制备高性能再生混凝土，有利于“固废”和“固碳”双重环保。本文制备天然骨料混凝土(NCA-Concrete)、再生骨料混凝土(RCA-Concrete)和固碳强化再生骨料混凝土(CRCA-Concrete)，探究固碳强化再生粗骨料(CRCA)对其混凝土力学强度和体积稳定性的影响及机理。结果表明：固碳强化减小混凝土中再生骨料的界面过渡区(ITZ)宽度，提高ITZ和砂浆显微硬度，降低CRCA孔隙率；强化再生骨料提升其混凝土(28d)抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度，分别为13.52%、8.49%和7.37%；强化再生骨料提升其混凝土体积稳定性，CRCA-Concrete后期(12 d)干燥收缩可低于RCA-Concrete，其自收缩均低于NCA-Concrete。

关键词： 预包覆   煤矸石混凝土   力学强度   核磁共振   孔隙结构  

摘要： 煤矸石是中国储量较大的工业固体废弃物，物理性质差限制了其在混凝土材料领域的应用前景。预包覆是一种改善骨料性能的方式，为进一步提高预包覆处理效果和确定骨料包覆后的孔隙演变，本文设计了水泥浆体（Cement slurry， CM）、矿粉-水泥浆体（Slag and cement slurry， SL-C）和硅粉-水泥浆体（Silica fume and cement slurry， SF-C）三种复合胶凝材料浆体，分析了复合胶凝材料预包覆处理煤矸石集料（Coal gangue aggregate， CGA）的宏观物理性能变化规律，采用宏、微观分析相结合的方式，研究了复合胶凝材料对煤矸石混凝土（Coal gangue concrete， CGC）力学性能、微观结构和孔隙结构的影响规律。结果表明：胶凝材料和CGA的比值与粒径范围呈正相关，可根据所用级配，调整CGA与胶凝材料的最佳比；SF-C和SL-C对CGA物理性能指标的改善效果要优于CM，SF掺量为10%时，CGC大孔占比最小，强度提升最大；此时，ITZ范围内Si元素大幅增加，生成较多C-S-H凝胶；CM、SL-C、SF-C细化了CGC的孔隙结构，细化效果与孔隙半径呈正相关，孔隙结构与抗压强度的改善规律基本一致。预包覆可改善CGC力学强度与孔隙结构，推动CGC在实际工程中的应用。