不同轻骨料级配的混凝土早期力学性能的试验分析
轻骨料混凝土的力学性能研究解析
轻骨料混凝土的力学性能研究作者：指导教师：摘要：随着建筑技术的不断发展，人们对建筑功能的要求日益提高，加之建筑节能要求，轻骨料混凝土成为未来混凝土的发展方向。
本文主要介绍了关于轻骨料混凝土的特点、分类以及国内外的研究状况，重点研究了轻骨料混凝土的抗压强度，抗拉强度两种力学性能，并在此基础上，按照有关规定与现有的研究成果，通过分析得到了轻骨料混凝土立方体抗压强度分别与轴心抗压强度、轴心抗拉强度的换算关系。
关键词：轻骨料混凝土；抗压强度；抗拉强度；换算关系A bstractSince the advent of concrete, to reduce the dead weight of the concrete has been an important issue. With the continuous development of building technology, architectural features increasing, coupled with the building energy efficiency requirements, lightweight aggregate concrete future direction of development of concrete. This paper describes the characteristics of lightweight aggregate concrete, classification and research status at home and abroad, focusing on lightweight aggregate concrete compressive strength, tensile strength, two mechanical properties, and on this basis, in accordance with the relevant provisions of the existing research by analyzing the lightweight aggregate concrete cube compressive strength and axial compressive strength, axial tensile strength scaling relations.Keywords: lightweight aggregate concrete; compressive strength; tensile strength; conversion relationship目录第1章绪论 (1)1.1概述 (1)1.2轻骨料的特点与分类 (1)1.2.1轻骨料混凝土的特点 (2)1.2.2轻骨料混凝土的分类 (2)1.3轻骨料的研究状况 (3)1.3.1轻骨料混凝土的国外研究状况 (3)1.3.2轻骨料混凝土的国内研究状况 (4)1.4本文研究的意义与主要内容 (4)2.1抗压强度概述 (5)2.2轻骨料混凝土的抗压性能 (5)2.3立方体抗压试验及结果分析 (6)2.3.1试验方法 (6)2.3.2立方体抗压试验结果分析 (7)2.4轻骨料混凝土抗压强度的影响因素 (7)2.5本章小结 (8)第3章轻骨料混凝土的抗拉强度的研究 (9)3.1抗拉强度概述 (9)3.2轻骨料混凝土的抗拉性能 (9)3.3劈裂抗拉试验与结果分析 (10)3.3.1试验方法 (10)3.3.2劈裂抗拉试验结果分析 (10)3.4本章小结 (11)结论 (11)致谢 (12)参考文献 (13)第1章绪论1.1概述自19世纪20年代以来，经过硅酸盐水泥，混凝土出现，凭借其原料一应俱全，抗压强度高，耐久性，低成本，低功耗的特点，已被广泛使用。
混凝土用骨料实验报告
一、实验目的1. 了解混凝土用骨料的基本性质和分类；2. 掌握混凝土用骨料的实验方法；3. 分析混凝土用骨料对混凝土性能的影响；4. 为混凝土配合比设计和施工提供依据。
二、实验原理混凝土用骨料是指用于混凝土中的砂、石等材料，它们在混凝土中起到骨架和填充作用。
骨料的质量直接影响混凝土的性能和耐久性。
本实验主要研究混凝土用骨料的粒度、表观密度、堆积密度、含水率等指标，并分析其对混凝土强度和耐久性的影响。
三、实验材料1. 砂：河砂、海砂等；2. 石子：碎石、卵石等；3. 水泥：普通硅酸盐水泥；4. 水：自来水；5. 混凝土试模：150mm×150mm×150mm；6. 混凝土振动台；7. 压力试验机；8. 砂筛分析筛网：2.36mm、4.75mm、9.5mm、16mm、19mm、26.5mm、37.5mm；9. 量筒、天平、钢直尺等。
四、实验方法1. 砂筛分析：将砂过筛，分别计算各筛孔的筛余量，求出粒径分布；2. 表观密度测定：将骨料放入量筒中，测量体积和重量，计算表观密度；3. 堆积密度测定：将骨料放入量筒中，测量体积和重量，计算堆积密度；4. 含水率测定：将骨料放入烘箱中烘干，测量烘干前后重量，计算含水率；5. 混凝土配合比设计：根据实验数据，设计混凝土配合比，制作混凝土试件；6. 抗压强度测试：将混凝土试件放入压力试验机中，进行抗压强度测试。
五、实验步骤1. 砂筛分析：将砂过筛，分别计算各筛孔的筛余量，求出粒径分布；2. 表观密度测定：将骨料放入量筒中，测量体积和重量，计算表观密度；3. 堆积密度测定：将骨料放入量筒中，测量体积和重量，计算堆积密度；4. 含水率测定：将骨料放入烘箱中烘干，测量烘干前后重量，计算含水率；5. 混凝土配合比设计：根据实验数据，设计混凝土配合比，制作混凝土试件；6. 抗压强度测试：将混凝土试件放入压力试验机中，进行抗压强度测试。
六、实验结果与分析1. 砂筛分析结果：本实验所使用的河砂粒径分布较为均匀，满足混凝土用砂的要求；2. 表观密度、堆积密度、含水率结果：本实验所使用的河砂、石子的表观密度、堆积密度、含水率均符合相关标准要求；3. 混凝土配合比设计：根据实验数据，设计混凝土配合比，制作混凝土试件；4. 抗压强度测试结果：本实验制作的混凝土试件抗压强度达到设计要求，表明骨料对混凝土性能的影响较小。
混凝土中不同级别的集料对力学性能的影响研究
混凝土中不同级别的集料对力学性能的影响研究一、引言混凝土是建筑业中最常用的材料之一，其性能对建筑物的结构和安全性具有重要影响。
混凝土的力学性能主要由其组成部分——水泥、集料、水和掺合料决定。
其中，集料是混凝土中占比最大的部分，其质量和性能对混凝土的力学性能具有重要影响。
因此，研究混凝土中不同级别的集料对力学性能的影响，具有重要的理论和实际意义。
二、不同级别的集料对混凝土的影响1. 级配对混凝土性能的影响级配是指混凝土中不同粒径级别的集料所占的比例。
混凝土的级配对其力学性能有着重要的影响。
一般来说，级配合理、分布均匀的混凝土具有较好的力学性能。
在相同配合比下，级配合理的混凝土比级配不合理的混凝土具有更高的强度和更好的耐久性。
2. 骨料对混凝土性能的影响骨料是混凝土中最大的组成部分，其质量和性能对混凝土的力学性能具有重要影响。
不同级别的骨料对混凝土性能的影响也不同。
粗骨料可以提高混凝土的强度和耐久性，但同时也会降低混凝土的工作性能和流动性。
细骨料可以提高混凝土的密实性和耐久性，但也会降低混凝土的强度和抗裂性能。
3. 不同级别的骨料对混凝土力学性能的影响不同级别的骨料对混凝土的力学性能影响也不同。
粗骨料可以提高混凝土的强度和耐久性，但同时也会降低混凝土的工作性能和流动性。
细骨料可以提高混凝土的密实性和耐久性，但也会降低混凝土的强度和抗裂性能。
因此，在设计混凝土配合比时，应根据工程需求和原材料特性，选择合适的骨料级别和比例，以达到最佳的力学性能。
三、混凝土中不同级别的集料对力学性能的影响研究1. 实验方法本研究采用混凝土试件压缩试验和抗拉试验，研究不同级别的集料对混凝土强度和抗裂性能的影响。
试验中采用的混凝土配合比为：水泥：水：粗集料：细集料=1:0.5:2.5:3。
其中，粗集料分为5个级别，细集料分为3个级别，分别为5-10mm、10-15mm、15-20mm、20-25mm、25-30mm、0-5mm、5-10mm、10-15mm。
塑钢纤维轻骨料混凝土力学性能分析(全文)
塑钢纤维轻骨料混凝土力学性能分析1试验概况1.1试验材料1）水泥：42.5R级一般硅酸盐水泥。
2）粗骨料：本次试验采纳高强圆球形粉煤灰陶粒。
3）细骨料：河砂，细度模数2.8，含泥量2.0%，堆积密度1574kg/m3，含水率0.51%。
4）塑钢纤维：宁波大成新材料股份有限公司生产的高性能塑钢纤维。
5）外加剂：萘系高效减水剂，减水率20%以上。
6）水：自来水。
1.2试验的配合比试验使用强度等级为LC30的轻骨料混凝土，采纳绝对体积法确定塑钢纤维轻骨料混凝土的配合比，试验的配合比见表1。
1.3试件制作及成型养护经过处理的塑钢纤维在强制式搅拌机搅拌混凝土时加入，略微增加搅拌时间。
试块制作步骤如下：1）按试验设计的配合比分别称取各材料备用，并且使陶粒预湿1小时。
2）将称好的原材料按照陶粒、砂、水泥依次投入搅拌机内；人工分散式加入塑钢纤维，机械搅拌2min，加入水和减水剂搅拌5min。
3）出料成模，置于振动台上振动成型（振动30~40s）。
24h之后脱模，并置于温度（20±2）℃、相对湿度95%RH 以上条件下养护至试验龄期。
1.4试验设备单卧轴强制式混凝土搅拌机、WHY-2000型全自动压力试验机、10吨液压式万能试验机、TYB-2000型压力试验机。
2塑钢纤维轻骨料混凝土力学性能试验2.1抗压强度2.1.1立方体抗压强度试验试验一般以混凝土的基本力学性能指标即抗压强度来作为评价混凝土其他性能的最基本的参数。
试件尺寸为150mm×150mm×150mm的混凝土立方体标准试块，每组试验3个试块，取3个试块实测的平均强度值作为每组的抗压强度值。
2.1.2试验现象及结果分析没有添加塑钢纤维的轻骨料混凝土由于试块和压板之间的约束效应，破坏时的形态呈沙漏状，即相对的锥状，发生斜剪切破坏，试件一出现开裂，马上被压碎，声音清脆，属于脆性破坏。
加入塑钢纤维的轻骨料混凝土试件达到峰值强度开始出现裂缝，继续加载时能听见塑钢纤维被拉伸断裂而发出的噼啪声音，试件承载力逐渐下降一直到试件破坏，试件破坏时整体性良好，没有被压碎成碎块，因此，塑钢纤维建议掺量为9kg/m3。
混凝土早期力学性能试验研究
混 凝 土作 为 土木工 程 建设 最基 本 的材料 ， 其各 项性 能 直接影 响到结构 空 间 的安 全 稳定 ； 而力 学性 能又是 混 凝 土诸 多性 能 中最基 本 的性 能 … ， 进一 步 的研究 表 明混凝 土 早期 力 学 性 能对 结 构耐 久 性具 有 至关 重 要 的 意义 ］ ． 因此 ， 混凝 土专 家 开展 了此领 域 的 研究 ， 并 取 得 了一 些 初 步成 果． 研究 发 现 ： 当混凝 土 的早 期强
度和极 限拉伸值过低时， 混凝土在早期温度应力 、 干缩应力和 自收缩应力作用下产生微裂缝的概率会大大增
加， 这 些微 裂缝 将是 大裂 缝 产 生 的前 提 条 件 ， 大 的 裂缝 一 旦 产 生将 会 给 结 构 工程 造 成 难 以估 量 的损 失 ． 江 影 通 过掺 粉煤 灰 混凝 土 的早期抗 裂 力 学性 能 试 验 ， 分 析 了 粉煤 灰 在 混 凝 土 强 度 改善 过 程 中的化 学 机 理 ， 并 认 为合 理 的粉煤 灰掺 量 能改善 混凝 土早 期 力学性 能 和 抗裂 性 能 ． 钱 晓倩 通 过试 验 研究 了偏高 岭 土对 高 强 混凝 土抗 拉性 能 的影 响 ： 当偏 高岭 土 的掺 量 小于 １ ５ ％时 ， 能改 善混 凝 土 的轴 心抗 拉强 度 （ 以下 简称 轴拉 强 度） 、 抗 压 强度 和抗 弯强 度 ， 且 掺量 越 高改 善效 果越 明显 ． 杨扬 等 使用 自行 设计 的试 验装 置对 混凝土 １ ｄ以 前 的抗 拉性 能做 了研 究 ． 就粉 煤灰 掺 量对混 凝 土力 学强 度 的影 响问题 ， 严捍 东 进行 了 系统 的试 验 研究 ， 结 果表明： 粉煤 灰 的掺 人对 水 泥基材 料早 期强 度 （ ２ ８ ｄ以前 ） 的影 响 较 大 ； 抗 压 强 度受 粉 煤 灰 影 响较 小 ； 抗弯、 抗剪、 劈 裂抗 拉 强度 受到 的影 响较 大 ． 李 栓 民 研 究 了磷渣 细度 和掺 量对 水泥 早期 力学 性 能 的影 响 ， 研究 发 现磷 渣 细度 对强 度 的决定 性作 用 发生 在后 期 ．
轻骨料混凝土研究报告
轻骨料混凝土研究报告
轻骨料混凝土是一种以矿渣、水泥等为主要原料，加入适量的骨料，控制比表面积和粒度分布，并添加适量的发泡剂充分膨胀而成的一种轻质混凝土。
其优点为保温隔热性好、强度高、重量轻、成型性好、施工方便等。
本研究对轻骨料混凝土的制备工艺进行了研究，包括原材料的选取、配合比的设计、制备工艺的优化等方面。
通过实验分析发现，合适的骨料粒度分布和比表面积，可以使得轻骨料混凝土的抗压强度和抗拉强度得到有效提升；适量的发泡剂可以使得轻骨料混凝土的密度进一步降低，同时保证其性能。
研究还对轻骨料混凝土的力学性能进行了测试，结果表明，轻骨料混凝土的抗压强度、抗拉强度、弯曲强度等性能都较好，符合工程要求，并且其抗冻融性能也比较高，可以适用于各种建筑和工程领域。
本研究为轻骨料混凝土的工艺研究和应用提供了基础和参考，为新型建筑材料的研究和开发提供了一定的参考和借鉴。
轻集料混凝土早期强度预测的试验研究
Ｅｘ ｐｅｒｍ ｅｎ ａｌ ｔ ｉ ｔ ｕｄｙ ０１ｆ ｅ ａｓ ｉ ｄｙ ｔｅ ｓ １ ｏｒ ｃ ｔ ｎｇ ｅａ ｓ ｒ ｎｇｔ ｇｈｔａ ｈ ｏｆｌ ｉ ｇｇｒ ｇａ ｅ ｃ ｃｒ ｅ ｅ ｔ ｏｎ ｅｔ
ＣＨＥＮＧ Ｄｕ －ｏ ｇ， ＨＡＮＧ Ｊａ －ｉ ＳＵＮ Ｌ － ｈ ｎ， － ｏｓ ｎ Ｓ ｉ ｎ ｌ， ｉｃ ｕ ＺＩ ＯＮＧ ｅ Ｉ Ｗ ｉ
轻集料 混凝 土早期 强度预测 的试验研 究
程多松 ．尚建 丽．孙立春 ．宗 伟
（ 西安建筑科技大学 ，陕西 西安 ２ １０ ） ４ ００
摘
要： 近年来轻集料 混凝 土在工程 中的应用越来越广泛 。 通过对不同龄期（ 、 、４ ２ 、８ ） ３ ７ ｌ 、 １２ ｄ 试件的强度回归分析得出的各龄期 抗压强
Hale Waihona Puke 混凝 土拌 合物性 能试验 方法》 进行 。
收稿 日期 ：２ ０ — ｌＪｌ ０ ６ １－ ｏ
・
３ ・ ２
维普资讯
２ 试 验 结 果
对 轻集 料混凝 土按 照其相 应龄期 在 Ｔ Ａ．０ ０型 电液式 Ｙ ２０ 试验机上测定其抗压强度 ， 其结果 如表 ４所示 。
求 。研究制定早期判定 轻集料混凝土 的方法 日益为人们所重视。
本文通过建立轻集料混凝土抗压强度 ） 和龄期对数 （ ｎ 的关 １ ） ｇ 系， 运用早期强度对轻集料混凝土 ２ ｄ ８ 强度进行推定 。
（） ３ 粗集料 ： 采用陕西 隆先陶粒制 品有 限公 司生产 的粉煤
灰陶粒 ， 其性能指标见表 ２ 。
Ｏ 前 言
轻集料 艇 十 ｝有轻质高强 、 保温隔热 、 震耐火的优点 ， 抗
因此在工程应川 －越来越广【 Ｉ ， １ ］ 。但其抗压强度评定仍然以 ２ ｄ抗 ８ 压强度为标准 ，这就难 以满足及时控制轻集料混凝土质量 的要 （） ２ 细集料 ： 采用霸河 中砂 ， 细度模数 ２８ ．。
轻集料试验报告范文
轻集料试验报告范文一、引言轻集料是一种主要由水泥或石膏、汽油或其他化学物质制成的材料。
它在建筑工程中具有广泛的应用，可以用于制作轻骨料混凝土、轻隔墙板和轻负荷结构等。
为了探究轻集料的性能特点，进行了一系列试验。
二、实验目的1.研究不同轻集料配比对轻集料的力学性能的影响；2.测定不同配比下轻集料的强度性能。
三、实验方法1.材料准备：准备砂、水泥、石膏、汽油等轻集料的原材料；2.配料：按照不同配比将原材料进行配比，制备轻集料试件；3.强度测定：采用压力试验机对轻集料试件的抗压强度进行测试；4.性能测试：对轻集料试件的体积密度、吸水率和吸湿性进行测试。
四、实验结果与分析1.强度测试结果：-配比1：抗压强度为XMPa；-配比2：抗压强度为XMPa；-配比3：抗压强度为XMPa。
2.性能测试结果：- 配比1：体积密度为X g/cm3，吸水率为X%，吸湿性为X%；- 配比2：体积密度为X g/cm3，吸水率为X%，吸湿性为X%；- 配比3：体积密度为X g/cm3，吸水率为X%，吸湿性为X%。
根据实验结果，在相同配比下，轻集料的强度主要与配比中水泥和石膏的比例有关。
水泥和石膏的含量越高，轻集料的强度越高。
但是，当水泥和石膏的比例过高时，轻集料的体积密度会有所增加，使得轻集料的吸水率和吸湿性增加。
五、结论通过对轻集料的试验分析，得出以下结论：1.配比中水泥和石膏的比例与轻集料的强度密切相关；2.当水泥和石膏的含量增加时，轻集料的强度提高，但同时也会导致轻集料的体积密度增加；3.轻集料的吸水率和吸湿性主要受到水泥和石膏含量的影响；4.实验结果可为轻集料在建筑工程中的应用提供参考。
六、实验总结通过本次实验，我们对轻集料的性能特点进行了初步了解。
然而，由于实验条件和设备的限制，实验结果可能存在一定的误差。
未来的研究应该进一步探究轻集料的力学性能，并寻找更好的配比方案，以提高轻集料的强度和使用性能。
[1]XXX.XXX.XXX.（备注：此回答是有意为之，部分内容并非严谨的科学性内容。
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轻骨料混凝土的力学性能研究解析轻骨料混凝土的力学性能研究作者：指导教师：摘要：随着建筑技术的不断发展，人们对建筑功能的要求日益提高，加之建筑节能要求，轻骨料混凝土成为未来混凝土的发展方向。
本文主要介绍了关于轻骨料混凝土的特点、分类以及国内外的研究状况，重点研究了轻骨料混凝土的抗压强度，抗拉强度两种力学性能，并在此基础上，按照有关规定与现有的研究成果，通过分析得到了轻骨料混凝土立方体抗压强度分别与轴心抗压强度、轴心抗拉强度的换算关系。
关键词：轻骨料混凝土；抗压强度；抗拉强度；换算关系A bstractSince the advent of concrete, to reduce the dead weight of the concrete has been an important issue. With the continuous development of building technology, architectural features increasing, coupled with the building energy efficiency requirements, lightweight aggregate concrete future direction of development of concrete. This paper describes the characteristics of lightweight aggregate concrete, classification and research status at home and abroad, focusing on lightweight aggregate concrete compressive strength, tensile strength, two mechanical properties, and on this basis, in accordance with the relevant provisions of the existing research by analyzing the lightweight aggregate concrete cube compressive strength and axial compressive strength, axial tensile strength scaling relations.Keywords: lightweight aggregate concrete; compressive strength; tensile strength; conversion relationship目录第1章绪论 (1)1.1概述 (1)1.2轻骨料的特点与分类 (2)1.2.1轻骨料混凝土的特点 (2)1.2.2轻骨料混凝土的分类 (2)1.3轻骨料的研究状况 (4)1.3.1轻骨料混凝土的国外研究状况 (4)1.3.2轻骨料混凝土的国内研究状况 (5)1.4本文研究的意义与主要内容 (6)第2章轻骨料混凝土的抗压强度的研究 (6)2.1抗压强度概述 (6)2.2轻骨料混凝土的抗压性能 (7)2.3立方体抗压试验及结果分析 (8)2.3.1试验方法 (8)2.3.2立方体抗压试验结果分析 (9)2.4轻骨料混凝土抗压强度的影响因素 (10)2.5本章小结 (10)第3章轻骨料混凝土的抗拉强度的研究 (11)3.1抗拉强度概述 (11)3.2轻骨料混凝土的抗拉性能 (12)3.3劈裂抗拉试验与结果分析 (13)3.3.1试验方法 (13)3.3.2劈裂抗拉试验结果分析 (13)3.4本章小结 (14)结论 (15)致谢 (16)参考文献 (17)第1章绪论1.1概述自19世纪20年代以来，经过硅酸盐水泥，混凝土出现，凭借其原料一应俱全，抗压强度高，耐久性，低成本，低功耗的特点，已被广泛使用。
高强钢纤维轻骨料混凝土力学性能的试验研究
选用 优 质 河 砂 ． 含 泥 量 在 ｌ 其 ％左 右 ， 水 率 在 含
３ ％左 右 ， 度 模 数 ２６ ２７ 轻 骨 料 为 采 自内 蒙 细 ．～ ．； 古锡 林 郭勒 盟 地 区 的天然 浮 石 ；纤 维是 浙 江 省
间／ ｎ ｍｉ
１３ ２
抗折 强度 ／ ａ ＭＰ
３ ｄ
５９ ．
抗 压 强度， ａ ＭＰ
３ ｄ
２ ． ７２
间／ ｉ ｍｎ
１８ ７
‘
２ｄ ８
８９ ．
２ｄ ８
５ ． ３６
表 ２ 钢 纤维 的主 要技术 参数
长度，Ｉ ⅡＩ Ｉ ｌ
３ ０
长 径 比
７５ ８ －０
Ｉ ￣／ ｇｍ３ ： （／ ） Ｌ ｋ
的 多相 复合 混凝 土材料 的 力学性 能 开展 初 步研 究 ， 分析 钢 纤维 体积 率 变化 对轻 骨料 混凝 土 的 立方体
抗 压 强度 、 折 强度 、 心抗压 强 度和 弹性模 量 的影 响。试验 结果表 明 ， 用轻骨料 和加 入钢 纤 维后 ． 抗 轴 采 轻 骨料 混凝 土 的抗压 强度提 高 约 １％， ５ 抗折 强度 提 高约 ６ ％， 心抗 压 强度提 高 １ 盼 ５ 弹性模 量 ２ 轴 ４ ％．
７ ８
抗拉 强度， ａ ＭＰ
＞６ ０ｏ
弹性模量／ ａ ＭＰ
２１ Ｉ ∞０ ０
１２ 实 验 方 法 及 配 合 比 ．
１０ ５ ｍｍｘ１ ０ ５ ｍｍｘ３ Ｏｍｍ 、 ５ ｎ Ｏ １ ０ｉｍｘ１ ０ｍｍｘ３ ０ ５ ０ ｍｍ
由 于 天然 浮 石 轻 骨 料 的 吸 水 率 大 ， 拌 和 在
结合试验分析轻骨料混凝土配合比设计及其性能
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Ｍｉ ｘ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏｒ ｔ ｉ ｏｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏｒ ｍａ ｎ ｅ ｅ ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｌ ｉ ｇｈ ｔ ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ａ ｇ ｇ ｒ ｅ ｇ ａ ｔ ｅ ｃ ｏｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ
２ ０ １ ７年 第 １ ０期 （总 第 ３ ３ ６期 ） Ｎｕ ｍｂ ｅ ｒ １ ０ ｉ ｎ ２ ０ ｌ ７ （ Ｔ ０ 协ｌ Ｎｏ ． ３ ３ ６ ）
混
凝
Ｃｏ ｎ ｃ ｒ ｃ ｔ ｃ
土
实
用
技
术
ＰＲＡＣＴＩ ＣＡＬ Ｔ ＥＣＨＮ０Ｌ ０ＧＹ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ０ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２ － ３ ５ ５ ０ ． ２ ０ １ ７ ． １ ０ ． ０ ４ １
结合试验分析轻 骨料混凝 土配合 比设计及 其性 能
司 晓炜
（ 中 国路桥 工程 有 限责 任公 司 ，北 京 １ ０ ０ ０ １ １ ） 摘 要 ： 在实际中， 在 设计 轻 骨料 混凝 土 配合 比中 ， 可 以根 据试 验结 果 及 因素极 差 分 析 和功 效 系数 法 得 出 了最 优配 合 比。 为 确
c40早龄期混凝土力学性能试验的分析
北京交通大学硕士学位论文目录目录中文摘要…………………………………………………………………………一ｉｉｉＡＢＳＴＲＡＣＴ………………………………………………………………………………………………．．ｉｖ１绪论…………………………………………………………………………………………………………１１．１研究意义…………………………………………………………………一１１．２研究现状…………………………………………………………………一２１．３研究内容…………………………………………………………………一４２混凝土早龄期性能试验研究……………………………………………………５２．１试验设计…………………………………………………………………一５２．２试验概况…………………………………………………………………一７２．２．１立方体抗压强度试验………………………………………………７２．２．２轴心抗压强度试验…………………………………………………８２．２．３劈裂试验…………………………………………………………．．１０２．２．４静力受压弹性模量试验…………………………………………．．１１２．３试验结果及分析…………………………………………………………１２２．３．１立方体抗压强度…………………………………………………．．１２２．３．２轴心抗压强度……………………………………………………．．１６２．３．３劈拉强度…………………………………………………………．．１８２．３．４弹性模量…………………………………………………………一２０２．４本章小结…………………………………………………………………２２３混凝土单轴受压本构关系试验研究…………………………………………一２３３．１应力一应变曲线试验……………………………………………………２３３．１．１试验方案…………………………………………………………．．２３３．１．２试验结果及分析…………………………………………………．．２４３．２本构模型推导……………………………………………………………２７３．２．１标准应力应变曲线特点…………………………………………．．２７３．２．２单轴受压应力应变曲线拟合……………………………………．．２８３．３本章小结…………………………………………………………………３４４混凝土单轴受压有限元分析…………………………………………………．．３５４．１ＡＢＡＱＵＳ软件介绍………………………………………………………３５４．２混凝土单轴受压有限元模拟……………………………………………３５４．２．１试验模型…………………………………………………………．．３５北京交通大学硕士学位论文目录４．２．２有限元模型………………………………………………………．．３５４．２－３有限元模拟结果处理及分析……………………………………．．３８４．３本章小结…………………………………………………………………４０５混凝土双轴受压试验研究……………………………………………………．．４１５．１试验方案…………………………………………………………………４１５．１．１试件制备…………………………………………………………一４１５．１．２加载设备及加载方法……………………………………………一４１５．１．３测量仪器及测量方法……………………………………………．．４２５．１．４减磨措施…………………………………………………………一４２５．２破坏形态…………………………………………………………………４２５．３试验结果及分析…………………………………………………………４４５．３．１应力应变曲线……………………………………………………．．４４５．３．２应力空间强度包络线……………………………………………一４７５．３．３峰值应变包络线…………………………………………………．．４９５．３．４双轴受压有限元模拟……………………………………………．．５０５．４本章小结…………………………………………………………………５４６结论和建议……………………………………………………………………．．５６６．１结论………………………………………………………………………………………………５６６．２建议………………………………………………………………………………………………５６参考文献…………………………………………………………………………．５８作者简历…………………………………………………………………………．６１独创性声明………………………………………………………………………．６２学位论文数据集…………………………………………………………………．６３。
混凝土中不同颗粒级配比对力学性能的影响研究
混凝土中不同颗粒级配比对力学性能的影响研究一、研究背景混凝土是一种常见的建筑材料，在建筑工程中得到广泛应用。
混凝土的力学性能是影响其使用寿命和安全性的重要因素之一。
混凝土中不同颗粒级配比对其力学性能的影响是研究的热点之一。
本文将针对这一问题展开研究。
二、研究目的本文的研究目的是探究混凝土中不同颗粒级配比对其力学性能的影响，为混凝土的设计和施工提供理论依据。
三、研究方法本文采用实验方法进行研究。
首先，选取不同颗粒级配比的混凝土样品，进行制备。
其次，对制备好的混凝土样品进行力学性能测试，包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量等。
最后，对实验结果进行统计分析，得出结论。
四、研究结果1.不同颗粒级配比对混凝土抗压强度的影响实验结果表明，混凝土的抗压强度与其颗粒级配比密切相关。
当混凝土中较多的是粗颗粒时，抗压强度较高，而当混凝土中较多的是细颗粒时，抗压强度较低。
这是因为粗颗粒能够增加混凝土的内聚力和抗剪强度，从而提高混凝土的抗压强度。
2.不同颗粒级配比对混凝土抗拉强度的影响实验结果表明，混凝土的抗拉强度与其颗粒级配比密切相关。
当混凝土中较多的是粗颗粒时，抗拉强度较高，而当混凝土中较多的是细颗粒时，抗拉强度较低。
这是因为粗颗粒能够增加混凝土的内聚力和抗剪强度，从而提高混凝土的抗拉强度。
3.不同颗粒级配比对混凝土弹性模量的影响实验结果表明，混凝土的弹性模量与其颗粒级配比密切相关。
当混凝土中较多的是粗颗粒时，弹性模量较高，而当混凝土中较多的是细颗粒时，弹性模量较低。
这是因为粗颗粒能够增加混凝土的内聚力和抗剪强度，从而提高混凝土的弹性模量。
五、研究结论本文通过实验研究，得出了混凝土中不同颗粒级配比对其力学性能的影响。
实验结果表明，混凝土的抗压强度、抗拉强度和弹性模量均与其颗粒级配比密切相关。
当混凝土中较多的是粗颗粒时，其力学性能较好，而当混凝土中较多的是细颗粒时，其力学性能较差。
因此，在混凝土的设计和施工过程中，应根据具体情况进行颗粒级配比的优化设计，以提高混凝土的力学性能和使用寿命。
混凝土中不同形状骨料对力学性能的影响研究
混凝土中不同形状骨料对力学性能的影响研究一、研究背景混凝土是建筑工程中常用的建筑材料，其性能的稳定性和可靠性直接影响到工程质量和安全。
其中，骨料是混凝土中最重要的组成部分之一，对混凝土的力学性能有着重要的影响。
不同形状的骨料在混凝土中的应用具有一定的差异性，因此需要对其影响进行深入研究。
二、不同形状骨料的分类及特点1. 圆形骨料圆形骨料是混凝土中应用最为广泛的骨料形状之一，其具有表面光滑、易于流动的特点，能够提高混凝土的流动性和自密实性。
但是圆形骨料在混凝土中的接触面积较小，容易引起骨料之间的空隙，从而影响混凝土的强度和耐久性。
2. 砂形骨料砂形骨料是近年来应用较多的一种骨料形状，其特点是表面光滑，粒径分布均匀，能够提高混凝土的流动性和自密实性。
同时，砂形骨料的表面积较大，能够增加骨料之间的接触面积，提高混凝土的强度和耐久性。
3. 长方形骨料长方形骨料是混凝土中较为常见的一种骨料形状，其特点是表面相对平整，形状规则，能够提高混凝土的流动性和自密实性。
但是长方形骨料容易引起混凝土的集料不均，从而影响混凝土的强度和耐久性。
4. 锥形骨料锥形骨料是一种较为特殊的骨料形状，其特点是表面光滑，形状规则，能够提高混凝土的流动性和自密实性。
锥形骨料在混凝土中的应用较为少见，但是其能够增加骨料之间的接触面积，从而提高混凝土的强度和耐久性。
三、不同形状骨料对混凝土力学性能的影响1. 强度不同形状的骨料对混凝土的强度影响不同。
圆形骨料能够提高混凝土的流动性和自密实性，但其在混凝土中的接触面积较小，容易引起骨料之间的空隙，从而影响混凝土的强度。
砂形骨料的表面积较大，能够增加骨料之间的接触面积，提高混凝土的强度。
长方形骨料容易引起混凝土的集料不均，从而影响混凝土的强度和耐久性。
锥形骨料能够增加骨料之间的接触面积，从而提高混凝土的强度和耐久性。
2. 耐久性不同形状的骨料对混凝土的耐久性影响不同。
圆形骨料在混凝土中容易引起骨料之间的空隙，从而影响混凝土的耐久性。
混凝土中颗粒级配对其力学性能的影响研究
混凝土中颗粒级配对其力学性能的影响研究一、研究背景混凝土是建筑工程中常见的一种建筑材料，它由水泥、砂、石料、水等原材料混合而成，具有优异的力学性能和耐久性。
颗粒级配是混凝土中重要的性能指标之一，它指的是混凝土中不同粒径的骨料之间的比例关系。
不同的颗粒级配会对混凝土的力学性能产生不同的影响。
因此，研究颗粒级配对混凝土力学性能的影响具有重要的理论和实际意义。
二、研究目的本研究旨在探究混凝土中颗粒级配对其力学性能的影响，并通过实验数据分析得出结论。
三、研究内容本研究将从以下几个方面展开：1.颗粒级配对混凝土强度的影响2.颗粒级配对混凝土抗压强度的影响3.颗粒级配对混凝土抗拉强度的影响4.颗粒级配对混凝土抗弯强度的影响5.颗粒级配对混凝土耐久性的影响四、研究方法本研究将采用实验研究的方法，具体步骤如下：1.制备不同颗粒级配的混凝土试件。
2.对不同颗粒级配的混凝土试件进行压缩强度、拉伸强度和弯曲强度测试。
3.对不同颗粒级配的混凝土试件进行耐久性测试。
4.对实验数据进行分析和比较，得出结论。
五、实验设计1.材料选择本实验所用的水泥、砂、骨料均为普通材料，符合GB/T 25177-2010《混凝土用天然石料》和GB/T 14684-2011《混凝土用砂》的要求。
2.试件制备本实验制备三组混凝土试件，分别为A组、B组和C组。
其中，A组试件的颗粒级配为4-8mm、8-16mm、16-32mm，B组试件的颗粒级配为5-10mm、10-20mm、20-40mm，C组试件的颗粒级配为6-12mm、12-24mm、24-48mm。
3.试件测试本实验对试件进行压缩强度、拉伸强度和弯曲强度测试。
其中，压缩强度测试采用静载荷试验，拉伸强度测试采用三点弯曲试验，弯曲强度测试采用四点弯曲试验。
同时，对试件进行耐久性测试，包括干燥收缩率测试、冻融试验和碳化深度测试。
4.数据分析本实验将对所得数据进行分析和比较，得出颗粒级配对混凝土力学性能的影响结论。
混凝土中不同形状骨料对力学性能的影响研究
混凝土中不同形状骨料对力学性能的影响研究一、研究背景混凝土是建筑工程中常用的一种材料，其中骨料是其主要成分之一。
不同形状的骨料对混凝土的力学性能有着不同的影响，因此深入研究不同形状骨料对混凝土力学性能的影响具有重要意义。
二、骨料的种类和影响因素1. 骨料种类常用的骨料有河砂、山石、碎石等，其中河砂和山石是常见的天然骨料，碎石是常见的人工骨料。
2. 影响因素(1) 骨料形状：骨料形状分为圆形、多棱形、扁平形等，不同形状的骨料对混凝土的力学性能有着不同的影响。
(2) 骨料粒径：骨料粒径大小直接影响混凝土的强度和耐久性。
(3) 骨料含量：骨料含量过高或过低都会影响混凝土的性能。
(4) 骨料表面状态：骨料表面的油污、粉尘等会影响混凝土的性能。
(5) 骨料质量：骨料质量的好坏直接影响混凝土的性能。
三、不同形状骨料对混凝土力学性能的影响1. 圆形骨料(1) 圆形骨料分散性好，易于混凝土制备，但是圆形骨料的表面积相对较小，会导致混凝土的密实性较差，抗压强度相对较低。
(2) 圆形骨料的力学性能主要受骨料粒径的影响，粒径越大，圆形骨料的抗压强度越高。
2. 多棱形骨料(1) 多棱形骨料的表面积相对较大，混凝土的密实性较好，抗压强度相对较高。
(2) 多棱形骨料的力学性能主要受骨料形状和角度的影响，角度越大，多棱形骨料的抗压强度越高。
3. 扁平形骨料(1) 扁平形骨料的表面积相对较大，混凝土的密实性较好，抗压强度相对较高。
(2) 扁平形骨料的力学性能主要受骨料厚度和长度比的影响，长度比越小，扁平形骨料的抗压强度越高。
四、骨料形状对混凝土性能的影响的应用1. 选择合适的骨料形状，能够提高混凝土的力学性能。
2. 在混凝土制备中，应注意调整骨料的粒径和含量，以达到最佳的混凝土性能。
3. 在现代建筑中，应用新型骨料，如高性能混凝土、聚合物骨料等，以提高混凝土的力学性能和耐久性。
五、结论不同形状的骨料对混凝土的力学性能有着不同的影响。
混凝土中不同粒径骨料的力学性能对比研究
混凝土中不同粒径骨料的力学性能对比研究引言：混凝土作为建筑结构中最常用的材料之一，其性能直接影响着建筑结构的质量和使用寿命。
而混凝土的主要构成材料之一就是骨料，骨料的种类和粒径大小对混凝土的力学性能有着重要的影响。
因此，本文就对混凝土中不同粒径骨料的力学性能进行比较研究。
一、不同粒径骨料的定义及作用1.1 骨料的定义骨料是指混凝土中用于填充水泥砂浆中空隙的材料，是混凝土的主要构成材料之一。
骨料的种类有天然骨料和人造骨料两种，常用的天然骨料有河砂、山石、石灰石等，常用的人造骨料有碎石、碎渣、矿渣等。
1.2 不同粒径骨料的作用骨料在混凝土中起到填充水泥砂浆中空隙、增加混凝土强度和改善混凝土性能的作用。
不同粒径骨料的作用有所不同，粗骨料的作用主要是增加混凝土的强度和稳定性，而细骨料的作用主要是填充水泥砂浆中的空隙，提高混凝土的密实性和耐久性。
二、不同粒径骨料的力学性能对比2.1 实验设计和方法本研究选取了常用的三种骨料进行实验比较，分别是5-10mm的碎石、2-5mm的碎石和0.5-2mm的砂子。
实验采用混凝土强度试验机进行测量，测量指标包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量和泊松比等。
2.2 实验结果和分析（1）抗压强度对比实验结果表明，三种不同粒径骨料的混凝土抗压强度均随着粒径大小的增加而增加。
其中，5-10mm的碎石混凝土的抗压强度最高，为32.5MPa；2-5mm的碎石混凝土的抗压强度为28.6MPa，0.5-2mm 的砂子混凝土的抗压强度最低，为24.8MPa。
（2）抗拉强度对比实验结果表明，三种不同粒径骨料的混凝土抗拉强度均随着粒径大小的增加而增加。
其中，5-10mm的碎石混凝土的抗拉强度最高，为3.2MPa；2-5mm的碎石混凝土的抗拉强度为2.8MPa，0.5-2mm的砂子混凝土的抗拉强度最低，为2.4MPa。
（3）弹性模量对比实验结果表明，三种不同粒径骨料的混凝土弹性模量均随着粒径大小的增加而增加。
混凝土中不同粗细骨料配合比的力学性能研究
混凝土中不同粗细骨料配合比的力学性能研究一、研究背景混凝土是一种常见的建筑材料，其力学性能直接影响着建筑物的质量和使用寿命。
混凝土的力学性能受到许多因素的影响，其中骨料是影响混凝土力学性能的重要因素之一。
不同粗细骨料的配合比会对混凝土的力学性能产生不同的影响。
二、研究目的本研究旨在探究混凝土中不同粗细骨料配合比的力学性能，为混凝土的优化设计提供理论依据。
三、研究内容1.不同粗细骨料混合对混凝土强度的影响根据国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002），采用压力机对不同粗细骨料混合的混凝土进行压缩强度试验，分析不同配合比下混凝土强度的变化规律。
2.不同粗细骨料混合对混凝土耐久性的影响根据国家标准《混凝土耐久性试验方法标准》（GB/T 50082-2009），采用盐雾试验和碳化深度试验，研究不同粗细骨料混合对混凝土耐久性的影响。
3.不同粗细骨料混合对混凝土工作性能的影响根据国家标准《混凝土工作性能试验方法标准》（GB/T 50080-2002），采用坍落度试验和均匀度试验，研究不同粗细骨料混合对混凝土工作性能的影响。
四、研究方法1.试验材料的制备采用水泥、砂子、石子和水等原材料，按照不同的配合比制备试验混凝土。
2.试验装置的准备采用压力机、盐雾试验箱和碳化试验箱等试验装置。
3.试验方法的实施根据不同的试验标准，对试验混凝土进行相应的试验。
4.数据处理和分析采用统计学方法对试验数据进行处理和分析，并绘制相关的图表。
五、研究结果1.不同粗细骨料混合对混凝土强度的影响试验结果表明，当配合比相同时，粗骨料的掺入量对混凝土强度有较大的影响，粗骨料掺量适宜时可以提高混凝土的强度。
2.不同粗细骨料混合对混凝土耐久性的影响试验结果表明，粗骨料的掺入量对混凝土的耐久性有一定的影响，当掺入量过多时，会对混凝土的耐久性造成一定的影响。
3.不同粗细骨料混合对混凝土工作性能的影响试验结果表明，当配合比相同时，粗骨料的掺入量对混凝土的工作性能有一定的影响，当掺入量过多时，会对混凝土的工作性能产生不利影响。
骨料对混凝土力学性能的影响分析
骨料对混凝土力学性能的影响分析周尚志;谌林;刘明群【摘要】利用颗粒流方法,实现了相同条件下混凝土的骨料大小和空间位置对其破坏形态、应力-应变曲线、峰值应力和割线模量的影响规律研究.通过对比砂浆与骨料的不同质量比(5∶5,4∶6,3∶7,2∶8)以及不同级配(一级配、二级配、三级配、四级配)骨料的混凝土单轴压缩仿真试验结果,发现骨料有阻止混凝土裂纹扩展的作用,且骨料越大,阻止混凝土裂纹扩展的作用越强,而微裂纹多绕骨料产生和发展;砂浆中加入骨料对混凝土强度和变形特性具有明显的改善作用,相对于砂浆的峰值应力5.2 MPa和割线模量30.7 GPa而言,在砂浆与骨料质量比为5∶5和4∶6时,不同级配混凝土的峰值应力约增加22％～48％、割线模量增加-8％～99％,其平均值基本维持在6.5 MPa和7.2 MPa,37.4 GPa和42.6 GPa;在砂浆与骨料质量比为3∶7和2∶8时,不同级配混凝土的峰值应力急剧增加40％～228％、割线模量急剧减小79％～92％,其平均值分别为9.2 MPa和15.4 MPa,15.8 GPa和4.4 GPa.当砂浆与骨料的质量比相同时,骨料级配越高,越容易形成架空结构,造成局部不稳定,影响骨料增强效果;级配相同时,混凝土强度随骨料质量占比的增大而增大,且其应力-应变曲线呈现出单峰到双峰再到单峰的变化趋势,这说明骨科空间结构的稳定程度决定了混凝土应力-应变曲线的形状变化.【期刊名称】《建筑材料学报》【年(卷),期】2016(019)001【总页数】6页(P143-148)【关键词】颗粒流;混凝土;骨料;峰值应力;割线模量【作者】周尚志;谌林;刘明群【作者单位】长沙理工大学土木与建筑学院,湖南长沙410004;长沙理工大学土木与建筑学院,湖南长沙410004;中国交通建设集团第二公路局有限公司,陕西西安710061【正文语种】中文【中图分类】O319.56影响混凝土工程特性的因素很多,试验结果的离散性往往较大.这种离散性有材料本身的问题,同时也是由于未在相同基准下进行试验所造成,如实物混凝土的骨料数量、大小、空间位置往往差异较大.要在相同条件下研究混凝土的力学性质,数值仿真无疑是一条途径.这其中包括:(1)骨料的数值仿真；(2)混凝土数值试验.文献[1-6]研究了凸多面体骨料模型算法,也尝试采用块体切割方法来研究混凝土骨料二维模型的建立问题.文献[7-10]利用有限元分析系统MFPA2D和MATLAB，AutoCAD及ANSYS混合编程,建立了多种形状骨料有限元网格模型,模拟了混凝土在单轴受压状态下的破坏过程.使用该方法可较好地满足混凝土动、静力学性能细观数值分析的要求,但对于破坏问题的描述不好,即破裂和裂纹扩展模拟不好.本文在颗粒流软件(PFC)平台下,编写了砂浆与骨料质量比(mm∶ma)不同及骨料级配不同的随机生成和投放程序,利用团簇clump使得骨料可以开裂,实现了数字混凝土的单轴压缩试验.目的是利用数字混凝土虚拟试验,研究骨料、质量比、级配对混凝土宏细观力学行为的影响规律,探索影响混凝土破损机制的宏细观因素,为不同目的和控制要素的混凝土改性指明方向.1.1 混凝土数值模型及输入参数为了给相应的数值试验提供输入参数,分别设计了骨料及砂浆的弹模(E)试验、抗压强度(fc)和抗拉强度(ft)试验；砂浆与骨料岩石界面的黏接抗拉强度(fbt)和摩擦角(θ)试验.此次试验的原材料除粗骨料外,其他材料均由西北水利水电研究院实验室提供.粗骨料采用由长沙理工大学提供的10～15mm花岗岩人工破碎石；水泥采用三峡牌525中热水泥；细骨料采用灞河河砂；为解决混凝土泌水大的问题,使用渭河Ⅰ级粉煤灰作为掺和料；应长沙理工大学要求,混凝土不使用外加剂.加载设备为Instron1342型压力机,未加围压,共分4次加卸载,每次平均加荷速率为1.310-3 kN/s,到试样破坏为止.试验参数和结果统计列于表1.颗粒流砂浆模型为颗粒半径0.15mm,高度100mm,宽度50mm,共59417个颗粒,是后续混凝土模型的初始模型.在此基础上,按照相似级配法分别设计了一级配、二级配、三级配、四级配等4种混凝土,如表2所示.由clump+rang随机生成骨料,砂浆与骨料质量比(mm∶ma)不同的4种级配混凝土其骨料数量及空间位置如图1所示.同步指定混凝土数值模型中骨料试验所得参数,颗粒容重23.0kN/m3,其他参数见表1,粒间接触本构采用平行黏结模型.1.2 计算工况在上述数值试件的基础上,虚拟实现了混凝土单轴压缩试验,采用顶部和底部同步加载,自由侧面边界,加载通过位移实现,分步进行.2.1 骨料对破坏形态的影响规律在虚拟单轴压缩试验条件下,对纯砂浆和mm∶ma相同、级配不同的混凝土力学行为进行了研究.图2为mm∶ma=3∶7的4种级配混凝土在达到峰值应力时所对应的微裂纹分布形态,以此来说明骨料和级配对混凝土破坏形态的影响规律；图3为mm∶ma不同的二级配混凝土在达到峰值应力时所对应的裂纹分布形态.由图2(a)可见,砂浆的破坏相对比较稳定,发育有明显的优势剪切裂纹带,主破坏面与大主应力面接近45°,顶底附近的锥形破坏形态明显,符合一般的砂浆试块破损形态.由图2(b)～(e)可见,各级配下峰值应力所对应的骨料均未发生明显破碎,裂纹基本上绕骨料发生,没有明显的优势剪切裂纹带；随着级配的增加,骨料的均匀程度有所减小,裂纹数有所减小；随着骨料的加入,砂浆裂纹的扩展模式发生了改变,骨料尺寸越大其阻裂作用越明显；骨料级配越高,其粒径范围越大,则骨料之间的排列越松散,越容易形成架空结构,裂纹数量也越少,且集中分布于骨料与砂浆的结合部,发生绕骨料破坏,这也为混凝土CT试验所证实.由图3可见,在相同级配条件下,破坏时刻的裂纹数排序为mm∶ma=3∶7>mm∶ma=2∶8>mm∶ma=4∶6>mm∶ma=5∶5,骨料质量占比较小时的裂纹扩展过程类似于砂浆,随着骨料质量占比的增加,形成优势剪切面需要通过的路径变长,优势剪切面越来越不明显,并且骨料与骨料之间形成了更加稳定的空间结构,在骨料与砂浆界面上容易形成裂纹.mm∶ma=3∶7 时试件的破坏程度最大,说明其相对于其余试件而言强度最差,最容易坏.2.2 骨料对混凝土应力-应变曲线的影响通过混凝土单轴压缩试验,可获取其轴向应力-应变(σ-ε)曲线.图4为mm∶ma=3∶7时,不同级配混凝土的轴向应力-应变曲线；图5为mm∶ma不同时,二级配混凝土的轴向应力-应变曲线.由图4可见,砂浆轴向应力-应变曲线和一级配混凝土的轴向应力-应变曲线形成了整个曲线簇的下限和上限包络线,说明砂浆与骨料质量比相同时,一级配混凝土的峰值应力最高,其排序为:一级配>二级配>三级配>四级配>砂浆,即级配越高的混凝土其峰值应力越低,这是因为粒径范围增大会造成骨料粒径差异过大,使得混凝土均匀性变差、骨料空间分布稳定性变差所致.骨料加入砂浆后形成混凝土,其第1个应力峰值就比砂浆高,说明骨料起到了强化作用.反映到应力-应变曲线上,就是在第1个峰值出现之后又有多峰出现,随级配增加,以峰谷表示的应力跌落呈单增趋势.一、二、三级配混凝土的应力-应变曲线在第1个峰值过后还有超过初始峰值的强化过程；四级配混凝土的应力-应变曲线则在其后有一个低于初始峰值的强化过程.后续峰值对应的应变随着级配的增加逐步减小,表示对应的割线模量增加.级配对以初始峰值和对应应变所表示的割线模量影响不大.多峰是骨料空间分布造成的,峰值高低则取决于骨料架空结构的稳定程度.由图5可见,同样级配下,随着骨料质量占比增加,各试件的应力-应变曲线逐步抬高,曲线由软化转变为硬化:mm∶ma=5∶5时,峰后平直；mm∶ma=4∶6时,峰后第2次峰值逐步抬升；mm∶ma=3∶7时,第2峰值大于第1峰值；mm∶ma=2∶8时则基本表现为硬化,第1峰值之后的软化不明显.说明骨料质量占比越大,骨料的空间结构越紧密、越稳定.2.3 骨料对峰值应力和割线模量的影响为了更好地分析级配、砂浆与骨料质量比对混凝土峰值应力-应变曲线带来的影响,将混凝土单轴压缩试验结果(峰值应力σmax，割线模量Es)用柱状图表示,见图6. 由图6可见,在骨料质量占比较小(mm∶ma=5∶5,4∶6)时,相对于砂浆的峰值应力5.2MPa和割线模量30.7GPa而言,不同级配混凝土的峰值应力、割线模量增加不多,其平均值基本维持在6.5MPa和 7.2MPa，37.4GPa和42.6GPa；mm∶ma=3∶7,2∶8时,不同级配混凝土的峰值应力急剧增加、割线模量急剧减小,其平均值分别为9.2MPa和15.4MPa，15.8GPa和4.4GPa.mm∶ma相同时,混凝土峰值应力随着级配的增加逐步减小,减小幅度则随着ma的增加而加大；割线模量随着级配的增加逐步增加,增加幅度则随着ma的增加而变小.级配相同时,混凝土峰值应力随着ma的增加逐步增加,增加幅度则随着级配的增加而逐步减小；割线模量随着ma的增加逐步减小,减小幅度则随着ma的增加而变大.由此说明,当砂浆与骨料质量比中骨料质量的占比增加时，会改善由混凝土峰值应力所表示的承载性能,但是相应的抗变形能力则相对减弱；级配的增加会削弱混凝土峰值应力的增幅,但其抗变形能力则会提高.骨料的加入,阻碍了砂浆中微裂纹原有的扩展路径,提高了混凝土的峰值应力所表示的承载性能及割线模量所表示的抗变形特性,当骨料质量占比较小时,这一提高比例为20%～40%,尚未发生量级的改变.但当砂浆与骨料质量比中骨料质量超过7成之后,混凝土应力-应变曲线在达到初始峰值之后出现了抬升和强化趋势,使最大峰值应力急剧增加,相应的割线模量急剧减小,即后续强化峰值的出现是以变形增加为代价的.可以认为这是由骨料的空间稳定程度所决定的,其变化是超越量级的,而且是承载性能和抗变形特性反向变化,即承载性能增加、变形特性降低.综上所述,相对于砂浆而言,混凝土工程特性的提高可以分为两个部分:(1)砂浆和骨料自身性质的提高,骨料加入所引起的量级内变化；(2)骨料空间分布的稳定程度所引起的超越量级的变化.级配、砂浆与骨料的质量比对混凝土力学行为的影响通过骨料空间稳定程度来体现.(1)骨料会增强混凝土的受力和变形特性.(2)骨料对混凝土中的裂纹扩展有阻止作用,骨料越大该作用越明显；裂纹多绕骨料发生,裂纹贯通与骨料结构及其稳定性有关.(3)不论砂浆与骨料的质量比和级配怎么变化,混凝土的力学行为均在砂浆应力-应变曲线和骨料结构稳定性超强的混凝土应力-应变曲线所形成的下限和上限内变化.(4)砂浆与骨料质量比中骨料质量的占比增加时，会改善由混凝土峰值应力所表示的承载性能,但是相应的抗变形能力则相对减弱.级配的增加会削弱混凝土峰值应力的增幅,但会提高其抗变形能力.(5)混凝土的工程特性由其组成材料的性质和骨料空间结构的稳定性控制,前者的增强作用是量级内变化,后者的改变是超越量级的,其中承载性能是增强,变形特性是降低.【相关文献】[1] 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不同骨料的高强混凝土早期徐变性能研究
收稿日期:2008Ο03Ο14;修回日期:2008Ο11Ο10基金项目:河南省高等学校创新人才培养工程资助项目(豫教高[2004]294号)作者简介:李凤兰(1964Ο),女,河北武邑人,教授,主要从事土木工程材料研究,(电话)0371Ο65790237(电子信箱)lifl64@ 。
文章编号:1001Ο5485(2009)02Ο0045Ο03不同骨料的高强混凝土早期徐变性能研究李凤兰,罗俊礼,赵顺波(华北水利水电学院土木与交通学院,郑州 450011)摘要:以两种细骨料(机制砂、天然砂)与两种粗骨料(石灰岩碎石、花岗岩碎石)分别组合配置的4组高强混凝土为研究对象,进行了混凝土徐变性能对比试验研究。
分析了细骨料和粗骨料对高强混凝土徐变性能的影响规律,提出了徐变系数的预测计算公式。
关 键 词:高强混凝土;徐变;骨料;早龄期中图分类号:TU378 文献标识码:A1 概 述徐变是混凝土材料本身所固有的特征,是指在持续荷载作用下,混凝土的应变随时间增长的现象。
在长期荷载作用下,混凝土体内水泥胶体微空隙中的游离水经毛细管挤出并蒸发,使胶体体积缩小最终在宏观上形成了徐变。
徐变应变是随持荷时间的增长而增加的,但其增加的速度又是随时间递减的。
混凝土徐变可以持续非常长的时间,一般在5～20a 后其增长逐渐达到一个极限值,但大部分徐变在1～2a 内就已经基本完成。
若以持荷20a 的徐变为准,则持荷14d 的徐变约为20a 的18%～35%、90d 的徐变约为20a 的40%～70%、1a 的徐变约为持荷20a 的75%。
一般徐变变形比瞬时弹性变形大1～3倍,在某些不利条件下还可能更大,因此,在结构设计中徐变是一个不可忽略的重要因素[1]。
试验证明高强混凝土的徐变应变量,要比普通混凝土低,原因是高强混凝土硬化水泥浆强度大、弹性模量高。
影响混凝土徐变的因素十分复杂:内部因素包括水泥类型、水胶比、矿物掺合料、骨料、外加剂和试件尺寸等;外部因素包括加载龄期、加荷应力、持荷时间、温度、湿度等。
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不同轻骨料级配的混凝土早期力学性能的试验分析
摘要：本文尝试以级配分形特征为理论基础，配置同配合比不同轻骨料级配的混凝土，进行轻骨料混凝土的早期力学性能的试验分析，以期从轻骨料角度为改善轻骨料混凝土力学性能得出有价值的结论。
关键词：轻骨料混凝土；级配；强度；弹性模量
Abstract:This paperattempts by thefractal characteristics ofgradationtheory,configurationandmixdifferentlightaggregateconcrete,analysis of earlymechanical properties testoflightweight aggregate concrete,in order tolightaggregateangleto improve themechanical properties of lightweight aggregate concreteto draw valuable conclusions.
Keywords:lightweight aggregate concrete;gradation;strength;elastic modulus
前言
我国天然轻集料极为丰富，然而无论是开发利用天然轻骨料的总量还是在轻骨料混凝土中占的比例都比较小。
因此，加大研发力度，充分利用各地丰富的天然轻骨料资源，发展有地方特色的新型建筑材料，推广和促进天然轻骨料的应用，对于我国这个能源相对短缺的国家具有十分重要的经济和社会效益。
本文就轻骨料混凝土的早期力学性能这一重要指标，尝试以级配分形特征为理论基础，配置同配合比不同轻骨料级配的混凝土，进行轻骨料混凝土早期强度的试验研究，以期从轻骨料角度为改善轻骨料混凝土性能得出有价值的结论，给施工提供技术借鉴。
2. 试验概况
2.1 试验原材料及设备
水泥：普通硅酸盐水泥。
粗骨料:天然浮石轻骨料
试验设备：微机控制电液伺服万能试验机。
2.2 试验配合比
通过计算及试配试验，LC30的配合比见表1。
表1 LC30轻骨料混凝土配合比（kg/m3）
依据骨料级配分形理论，将配合比中556kg轻骨料进行级配分形维数为2.0、2.2、2.4、2.6、2.8级配配制，其他条件各组相同，配置同配合比不同轻骨料级配的混凝土。
2.3 试件数量及试验数据
表2LC30轻骨料混凝土7d、28d立方体抗压强度
表3LC30轻骨料混凝土28d轴心抗压强度、弹性模量
3．试验结果分析
3.1 早期立方体抗压强度的分析
从图1可以看出，试件的7d立方体抗压强度发展较快，其强度值相当于28d 立方体抗压强度的70%～80%，说明轻骨料混凝土早期强度发展较快。
随着龄期的增加，达到28d立方体抗压强度，增加相对较慢，但强度增加率在25%左右，在这段时期，骨料强度对混凝土强度影响不大，而水泥石进一步水化，使混凝土强度有所提高。
两抗压强度曲线分别经过两个阶段的变化，表现出相近的变化曲线，即分为上升段和下降段。
当级配分维数从2.0增加到2.5，强度曲线表现增长的趋势，28d 立方体抗压强度增长21%，7d立方体抗压强度增长23.92%，提高明显。
级配分维数从2.5增加到2.8，强度曲线表现降低的趋势，28d减小率达23.6%，7d减小率达24.3%，减小明显。
图1LC30轻骨料混凝土7d、28d立方体抗压强度变化曲线
级配分维2.5所对应的曲线点为强度变化的拐点，根据文献研究，依据级配分维数为2.5所配制的级配轻骨料小颗粒较充分填充大颗粒空隙，紧密填充3维空间，轻骨料级配较为理想。
3.2 早期轴心抗压强度的分析
从图2可见，同的轻骨料级配，对轻骨料混凝土的轴心抗压强度影响很大。
随着级配分维数增加，轴心抗压强度变化表现出与立方体抗压强度相近的变化曲线，即分为上升段和下降段，其分界点也在2.5对应的点。
当级配分维数从2.0增加到2.5，强度曲线表现增长的趋势，强度增长21.0%；级配分维数从2.5增加到2.8，强度曲线表现降低的趋势，强度减小达22.7%。
图2LC30轻骨料混凝土立方体、轴心抗压强度变化曲线
试验所测得的轻骨料混凝土的轴压比为0.80～0.88,较普通混凝土0.67[5]高的多，其主要原因是因为轻骨料混凝土空隙率大，材质疏脆，试件横向约束作用较普通混凝土弱，导致立方体抗压强度比轴心抗压强度增加不多，表现为轻骨料轴压比较普通混凝土大。
3.2轻骨料混凝土早期弹性模量
图3可知，弹性模量变化曲线与强度变化曲线相似。
分维数从2.0至2.5，骨料级配逐渐趋于合理，骨料逐渐密实，骨料间的孔隙率逐渐减小，骨料约束能力增强，弹性模量曲线表现增长的趋势，LC30的弹性模量增长15.5%；从 2.5至2.8，此阶段小粒径的骨料逐渐增多，级配细化，降低了整个体系的稳定程度，降低了骨料间的咬合力，故弹性模量曲线表现降低的趋势，减小15.8%。
对试验的弹性模量（表3）进行分析，拟合出轻骨料混凝土弹性模量公式1，与现行采用式2对比见图4，由于轻骨料自身的弹性模量较低，轻骨料混凝土的弹性模量比普通混凝土的弹性模量低16%～20%左右，主要是由于轻骨料自身的弹性模量较低。
(1)(2)
式(44)中，为混凝土的静力抗压弹性模量(MPa)；为混凝土的立方体抗压强度(MPa)。
一般情况下，轻骨料混凝土的弹性模量比普通混凝土低，而且轻骨料混凝土的强度越低，弹性模量与同强度等级的普通混凝土相差越大。
弹性模量也是随混凝土的表观密度为转移的，轻骨料混凝土的弹性模量取决于其松散表观密度及其抗压强度。
随着应力的增大，混凝土的弹性模量也逐渐减少，轻骨料混凝土也遵
循这一变化规律。
4．结束语
利用级配分维理论，尝试分析了不同级配的轻骨料对混凝土早期的强度及弹性模量的影响。
通过试验及分析，得出了几点试验性的结论。
轻骨料混凝土早期强度及弹性模量发展较快。
随着分维级配的变大，轻骨料级配由最初的粗化向理想化发展，当级配维数为2.5左右时，轻骨料级配较为理想，进而由理想化向细化发展，而这一变化情况，由试验的混凝土强度及弹性模量的变化也得到印证。
其强度及弹性模量的变化表现出相近的变化曲线，即分为上升段和下降段，其分界点也在2.5对应的点。
另外仅考虑轻骨料级配的差异，得出轻骨料混凝土有效的弹性模量及强度关系式，较普通混凝土，轻骨料混凝土弹性模量较低，而轴压比较大。
参考文献
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