对冻融混凝土进行了不同单侧压下的劈拉试验,分析了冻融循环次数和单侧压对混凝土劈拉性能的影响,并结合声发射技术研究了混凝土在劈拉过程中的损伤发展,建立了混凝土损伤演化方程。结果表明:随着冻融循环次数的增加,混凝土冻融劣化程度加深,峰值应力明显降低;相同冻融循环次数下,单侧压越大,混凝土的峰值应力越大;经历冻融循环后的混凝土损伤发展速度加快,单侧压的存在对混凝土的损伤发展起到延阻作用;考虑冻融循环次数和单侧压作用的混凝土劈拉损伤演化曲线均可分为损伤初始发展阶段、损伤稳定发展阶段和损伤快速发展阶段。

对尺寸为300 mm×300 mm×300 mm的立方体混凝土试件进行4种应变速率(10-5、10-4、5×10-4、10-3)和5种侧压(0、2 MPa、4 MPa、6 MPa、8 MPa)下的劈拉试验,对比分析有侧压混凝土动态劈拉受荷全过程的力学特性及变化规律。研究结果表明,有侧压混凝土材料劈拉强度随应变速率增大而增大,不同应变速率下混凝土劈拉强度随侧压增大均表现出先增大后减小的变化规律,不同应变速率下混凝土最大劈拉强度对应的侧压比基本相等。

选用钢纤维、杜拉纤维和塑钢纤维,在总体积率不超过1%时,按二元或三元混杂制备混杂纤维增强高性能混凝土,并通过立方体标准试块的基本力学性能试验,研究了三种纤维的混杂方式以及混掺比例对混凝土抗压强度、劈拉强度以及拉压比的影响。研究结果表明,钢纤维-塑钢纤维-杜拉纤维三元混杂对混凝土的抗压强度影响并不明显,但能显著改善混凝土试块破坏时的延性;适宜比例的钢纤维、塑钢纤维与杜拉纤维混杂可显著改善基体混凝土的劈拉韧性,使劈拉强度提高30%~55%,拉压比增大到1/17~1/15;钢纤维/塑钢纤维/杜拉纤维体积掺量分别为0.7%、0.19%、0.11%时混杂纤维的复合增强效果最好,高性能混凝土拉压比达到1/15.1。

对C40高性能混凝土(简称HPC)不同高温作用后,采用自然冷却和喷淋冷却两种方式冷却至常温,研究其抗压强度和劈裂抗拉强度的变化。试验结果表明,两种冷却方式均使C40高性能混凝土抗压强度及劈拉强度总体呈下降趋势,但自然冷却后,混凝土抗压强度在300℃出现反弹,劈拉强度一致下降;喷淋冷却后,抗压强度和劈裂抗拉强度均一致下降。初步探讨了高温后混凝土性能劣化的机理。

研究了聚酯纤维和碳纤维硫铝酸盐水泥混凝土的力学性能。结果表明,在90d龄期时,聚酯纤维和碳纤维硫铝酸盐水泥混凝土的抗压强度分别达到了58.9MPa、52.4MPa,比同龄期素混凝土试样分别提高了25.6%和12.0%;而劈拉强度分别达到了5.77MPa和5.11MPa,比同龄期素混凝土试样分别提高了41.1%和24.9%。碳纤维和聚酯纤维对硫铝酸盐水泥混凝土均有明显的约束裂缝扩展的能力,表现为在28d龄期时,碳纤维混凝土的断裂能达到113.4kJ,比基准混凝土提高了28.1%,而聚酯纤维混凝土的断裂能则达到了139.8kJ,比基准混凝土提高了58.0%。

通过试验，对常温20℃及100～700℃高温后玻化微珠保温混凝土的抗压强度及劈拉强度进行了比较，研究和分析了不同温度后玻化微珠保温混凝土的抗压强度及劈拉强度的变化规律，并在此基础上建立了高温作用后玻化微珠保温混凝土的抗压强度及劈拉强度的推算公式，可为高温后玻化微珠保温混凝土结构的设计分析提供理论依据。

在混凝土中同时加入钢纤维和纳米矿粉,对比研究了钢纤维和纳米矿粉掺量以及基体强度对钢纤维纳米混凝土劈拉性能和抗折性能的影响规律。结果表明,钢纤维的加入及增大掺量,改善了试件的破坏特征,劈拉和抗折强度均显著增长;基体强度提高的同时,拉压强度比和折压强度比降低;纳米Si O2和纳米Ca CO3掺量的增大,可小幅度提高劈拉和抗折强度,但脆性也相应提高。钢纤维增强增韧作用、纳米矿粉微填充及促进水化作用共同改善了混凝土的力学性能。

实际工程新老混凝土粘接时,老混凝土龄期可能从初凝至数十年。目前,对短龄期老混凝土与新混凝土粘接劈拉强度研究较少,本文在不同界面剂、不同浇筑结合方式下研究了老混凝土龄期从初凝至28d的新老混凝土的粘结劈拉强度,发现粘结劈拉强度随老混凝土龄期增大而减少,并逐渐趋于稳定;界面剂的使用提高了新老混凝土的粘结劈拉强度,水泥砂浆界面剂的效果略优于水泥净浆界面剂;水平结合的劈拉强度均远大于竖直结合的劈拉强度;在机理分析的基础上拟合出粘结劈拉强度随老混凝土龄期变化的公式。

利用粉煤灰、废弃混凝土再生粗骨料分别代替部分水泥及部分天然粗骨料,拌制基准组再生混凝土,并对基准组再生混凝土改变混杂钢纤维掺入率,分析了其流动性及力学性能。试验结果表明,随着混杂钢纤维掺入率的增加,混凝土的流动性急剧降低,但对混凝土抗压强度、弹性模量均有不同程度的增强作用,尤以改善混凝土劈拉、抗折强度最为显著,并且随着混杂钢纤维掺入率的增加,增强作用更加明显。