第二龄期老混凝土与新混凝土粘结劈拉强度研究

实际工程混凝土浇筑意外中断时有发生,恢复浇筑新混凝土时,中断前的老混凝土很多处于第二龄期。为提高第二龄期老混凝土与新混凝土的粘结性能,通过采用不同水灰比水泥净浆和不同掺量粉煤灰水泥浆界面剂,研究不同水泥第二龄期老混凝土与新老混凝土7 d和28 d粘结劈拉强度的变化规律。结果表明:三种水泥混凝土粘结劈拉强度均随水泥净浆界面剂水灰比的增大而减小;水泥净浆(使用水泥为普通硅酸盐水泥)界面剂对普通硅酸盐水泥的粘结效果最好,次之为矿渣硅酸盐水泥,最差为复合硅酸盐水泥。界面剂中掺加粉煤灰可在一定程度上改善第二龄期老混凝土与新混凝土的粘结性能。     

新老碾压混凝土粘结强度的影响因素分析

为了探究影响新老碾压混凝土粘结强度的因素,以新老混凝土为研究对象,采用标准的混凝土试块边长为150 mm立方体试件,强度等级分别为C20、C30、C40的新碾压混凝土和强度等级为C30的老碾压混凝土试件,以新老碾压混凝土所使用水泥净浆及不同掺比的固结剂(HEC)作为界面剂,对试件进行劈拉试验,得出粘结强度随新碾压混凝土强度等级及HEC界面剂掺量变化的规律,并且建立新老碾压混凝土粘结模型,对模型施加一定的荷载进行计算,以试验数据为基准与模拟仿真值进行对比验证。结果表明：在一定范围内新老混凝土粘结劈拉强度随着新混凝土强度的增大而增大,但增大的程度不明显,而随着HEC界面剂掺量的增加,其粘结强度逐渐增大,但过大的HEC界面剂掺量反而会使粘结强度降低：40%>50%>30%>20%>10%>水泥净浆。     

界面剂对第二龄期新老混凝土粘结劈拉强度影响

为分析不同界面剂对新老混凝土的粘结效果,选用普通硅酸盐水泥混凝土、矿渣水泥混凝土和复合型水泥混凝土作为试验混凝土,选择水泥净浆、掺粉煤灰的水泥净浆和掺TG-1固结剂的水泥净浆作为试验粘结剂进行了劈拉强度试验。试验结果表明:水泥净浆界面剂粘结效果总体上随着水灰比的增加而减弱;掺粉煤灰的水泥净浆作为界面剂时,粉煤灰的掺量在20%~40%时粘结效果最好;掺TG-1固结剂的水泥净浆的粘结效果是随着TG-1固结剂掺量的增加而增强。     

基于橡胶粒径、掺量的混凝土强度公式拟合

试验用3种不同粒径的橡胶颗粒以5种掺量配制橡胶混凝土,橡胶颗粒改性采用Na OH和KH570复合改性方法,得到3 d~360 d养护龄期的混凝土抗压强度值,回归分析橡胶混凝土抗压强度与养护龄期、橡胶颗粒掺量、橡胶颗粒粒径及改性方法的函数关系。试验结果表明:橡胶混凝土抗压强度随橡胶颗粒掺量增加而减小,橡胶颗粒粒径较大,橡胶混凝土抗压强度也较大;橡胶混凝土改性后抗压强度比改性前提高了15%左右;得出的橡胶混凝土立方体抗压强度计算式可较方便地指导不同强度橡胶混凝土的配制和工程应用中橡胶混凝土抗压强度的估算。     

橡胶颗粒粒径和掺量对混凝土性能的影响

以C25普通混凝土为基准,用废旧轮胎橡胶颗粒等体积取代细骨料制成橡胶混凝土试件,对不同橡胶颗粒粒径和不同掺量对混凝土拌和物性能、力学性能和耐久性能的影响进行了试验研究,并运用双因素方差分析方法对试验数据进行整理,分析了橡胶颗粒粒径和掺量及这两种因素的交互作用对混凝土性能影响的显著性。结果表明:橡胶混凝土的抗压强度、轴压强度、劈拉强度、抗折强度均较基准混凝土的低,抗碳化性能只在有些掺量时比基准混凝土好,掺胶粉混凝土的抗渗性能明显比基准混凝土的好,掺粒径3～6 mm橡胶颗粒的混凝土的抗冻性能有所改善;在橡胶颗粒粒径和掺量对混凝土性能影响中,粒径因素起主导作用。     

混凝土粘结补强用新型改性环氧水泥砂浆试验研究

针对混凝土结构粘结补强、加固实际工程现状,研制一种新型改性环氧水泥砂浆。试验表明,该新型改性环氧水泥砂浆克服了普通环氧浆体在潮湿环境下不能很好固化的弱点,与湿浇新混凝土有较强粘结力,用作粘结界面剂能有效提高新老混凝土粘结性能,且具有施工性能良好、经济适用等优点。     

不同界面剂对第二龄期新老混凝土粘结强度的影响

选用普通硅酸盐混凝土作为试验混凝土,采用水泥净浆、掺粉煤灰的水泥净浆和掺新型固结材料TG-1的水泥净浆作为试验粘结剂,分别用这三种界面剂对第二龄期新老混凝土进行了粘结试验。7 d及28 d的试验结果表明:(1)水泥净浆界面剂的粘结效果随着其水灰比的增大而增强;(2)掺粉煤灰的水泥净浆界面剂对混凝土新老粘结界面强度的影响规律性不强;(3)掺TG-1固结剂的水泥净浆界面剂的粘结效果随着TG-1固结剂掺量的提高而增强。最后,对试验所产生的结果进行了机理分析。     

橡胶混凝土的抗冲击性能研究

以C30和C50强度等级的混凝土为基准,选取粒径为1～3、3～6 mm的橡胶颗粒,分别按照10%、15%(砂的体积分数)掺量等体积取代部分砂配制橡胶混凝土,对不处理、水洗处理、NaOH处理、复合处理等改性方式的橡胶混凝土抗冲击性能进行了试验,研究基准混凝土强度等级、橡胶颗粒掺量和粒径、改性方法对混凝土抗冲击性能的影响。结果表明:橡胶颗粒虽然降低了混凝土的抗压强度,但提高了其抗冲击性能;初裂冲击次数和终裂冲击次数随着基准混凝土强度等级的提高、橡胶颗粒掺量和粒径的增大而增大;各种橡胶颗粒改性方法均可提高混凝土的抗压强度和抗冲击性能,其中复合处理方法效果最好。     

新型改性环氧水泥浆试验设计及其应用研究

研制了一种新型改性环氧水泥浆,对其在混凝土粘结补强中的应用进行试验分析。试验设计主要考察固化剂含量、水泥用量及粗糙度对粘结效果的影响。结果表明,该新型改性环氧水泥浆克服了普通环氧浆体在潮湿环境下不能很好固化的弱点,与湿浇新混凝土有较强粘结力,用作粘结界面剂能有效提高新老混凝土粘结性能,且具有施工性能良好、经济适用等优点,适于实际混凝土修补加固工程中大面积推广使用。     

橡胶混凝土抗冲磨性能试验研究

为对橡胶混凝土的抗水冲磨性能开展研究,试验分别以C40和C50普通混凝土为基准,将3种不同粒径的橡胶颗粒以6种不同的掺量等体积取代砂配制成橡胶混凝土,研究了橡胶颗粒以及改性剂对混凝土抗冲磨性能的影响。试验结果表明:掺加橡胶颗粒后,混凝土强度降低,抗冲磨强度提高9.57倍,且橡胶颗粒掺量越大、粒径越大,橡胶混凝土抗冲磨强度越高,但存在一个最优掺量,推荐15%为最优掺量;改性剂处理橡胶颗粒后,与不处理的相比,在一定程度上提高了橡胶混凝土的抗压强度,更为明显地提高了橡胶混凝土的抗冲磨强度,最大值提高了60%。研究结果为应对水工混凝土的冲磨破坏问题提供一种新材料和新方法。     

橡胶混凝土力学性能的试验研究

橡胶混凝土因其优越的材料性能而具有较好的应用前景,而强度的降低成为关键问题。试验以强度C25的普通混凝土为基准,用废旧轮胎橡胶颗粒等体积取代细骨料制成橡胶混凝土,研究不同橡胶颗粒粒径和掺量对混凝土力学性能的影响。研究结果表明:橡胶混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均较基准混凝土的小,且随着橡胶掺量的增加而逐渐减小。拉压比较基准混凝土的大,且随着橡胶掺量的增加有增大的趋势。另外试验结果也显示,橡胶的掺入增强了混凝土的韧性,可为橡胶混凝土的实际应用提供技术支持。     

短龄期新老混凝土粘结强度等效系数

试验采用3种粘结剂对3种混凝土进行粘结,以劈拉强度作为评价指标,将这3种粘结剂对混凝土的粘结效果进行对比,旨在找出3种混凝土中最适宜使用粘结剂的混凝土。另外首次提出了新老混凝土粘结强度新的评价指标——粘结强度等效系数β(某种混凝土粘结劈拉强度与同种混凝土基准试件劈拉强度的比值),并以β值作为指标对这3种混凝土进行对比。通过对粘结强度等效系数的对比可得3种界面粘结剂用于普通硅酸盐水泥配制的混凝土的粘结效果均优于其它2种水泥配制的混凝土的粘结效果,普通硅酸盐水泥配制的混凝土在新老混凝土粘结试验中对界面粘结剂的适用性最强,其28 d的粘结强度最大值可以达到混凝土基准试件劈拉强度的0.86,粘结效果最佳。     

废旧轮胎橡胶颗粒与黏土混合土的剪切特性

采用Shear Trac-II型直剪仪,对废旧轮胎橡胶颗粒与黏土混合土的剪切特性进行了研究,探讨了橡胶颗粒掺量、粒径对黏土混合土抗剪强度的影响,建立了抗剪强度指标与橡胶颗粒掺量及粒径之间的关系,并通过轻型压实法分析了混合土的压实指标。结果表明:混合土的最大干密度与最优含水率均随橡胶颗粒掺量增加逐渐减小,当掺量高于15%后,其减小趋势明显减弱。当橡胶颗粒掺量为40%时,混合土的抗剪强度最高,其抗剪强度较黏土提高了20%~40%。橡胶颗粒掺量低于20%时,增大橡胶颗粒粒径可使混合土的抗剪强度显著提高。混合土的黏聚力随掺量增加先增大后减小,内摩擦角则逐渐增大。在剪切过程中,试样表现出先剪缩后剪胀的特性,且在低压力、掺入大粒径橡胶颗粒时,其剪胀特性较明显。     

橡胶粉掺量和细度对路用橡胶混凝土物理力学性能影响分析

为研究橡胶粉掺量和细度对路用橡胶混凝土物理力学性能的影响规律,以3种橡胶粉掺量和4种橡胶粉细度为变化参数,对橡胶混凝土和普通混凝土进行抗弯拉强度和立方体抗压强度试验,并得出橡胶混凝土脆性系数。试验结果表明:橡胶混凝土脆性较小,具有良好的变形能力;橡胶粉掺量对混凝土各强度指标的影响程度高于细度对其的影响;橡胶粉掺量10%和20%的橡胶混凝土的抗弯拉强度和立方体抗压强度均随橡胶粉掺量的增加而减小,随橡胶粉细度的增大而增大;橡胶混凝土脆性系数随着橡胶粉掺量的增加而不断减小;橡胶粉掺量30%、细度为177 μm的橡胶混凝土性能指标的离散性较大,建议实际工程中采用掺量≤20%,细度≤250 μm的橡胶粉。研究成果可为橡胶混凝土在道路工程的应用提供参考。     

橡胶混凝土弯曲疲劳性能研究

为研究橡胶混凝土的弯曲疲劳性能,将粒径为0.54 mm的橡胶颗粒以不同掺量掺入混凝土中,制成橡胶混凝土试件进行轴压试验与轴拉试验,测其应力-应变曲线,计算出弹性模量和泊松比。进行四点弯曲静载试验及ABAQUS数值模拟,得到极限荷载、峰值挠度和荷载-挠度曲线,试验结果与数值模拟结果较接近,验证了数值模型的可靠性。使用疲劳软件Fe-safe分析等幅及变幅加载下橡胶混凝土弯曲疲劳寿命,结果表明:无论是普通混凝土还是橡胶混凝土,在等幅循环荷载下,应力水平越高,弯曲疲劳寿命越低;各掺量下橡胶混凝土的弯曲疲劳寿命都比普通混凝土的大,且橡胶掺量越多弯曲疲劳寿命越大;在变幅荷载作用下,随着橡胶掺量的增大,混凝土的弯曲疲劳寿命也越大;随着变幅等级增多,各掺量下橡胶混凝土的弯曲疲劳寿命均降低,且变幅等级越多,弯曲疲劳寿命越低。     

改性橡胶水泥砂浆强度的试验研究

分别采用水洗、NaOH溶液、KH570溶液和自制Na2SiO3溶液等方式对橡胶颗粒进行改性,并通过试验分别研究了不同改性方式对橡胶砂浆强度的影响作用。结果显示,10%NaOH溶液的改性效果最优,抗压强度和劈拉强度较基准橡胶砂浆分别提高了16.89%和46.56%。1 000倍的电镜观测表明,经NaOH溶液改性后橡胶颗粒表面的洁净度增加,空隙增多,与水泥石的咬合度增强,从微观上阐明了改性橡胶砂浆强度提高的机理。     

橡胶混凝土抗渗性能试验研究

试验以C25混凝土为基准,用废旧轮胎橡胶颗粒等体积取代细骨料制成橡胶混凝土,研究了橡胶颗粒的不同粒径和掺量对混凝土抗渗性能的影响.结果表明:橡胶颗粒掺量为5％时提高了混凝土的抗渗性能;掺量大于5％时,总体上随橡胶掺量的增加混凝土的抗渗性能逐步降低,且橡胶颗粒粒径越大,抗渗性能降低的幅度越大;掺60目橡胶粉混凝土的抗渗性能在0％～30％的掺量范围内随掺量增加而提高,其中以20％掺量为最佳,渗透系数为基准混凝土的48％.