寒冷地区再生混凝土抗压强度试验研究

系统地研究了再生粗骨料混凝土的抗压强度与水灰比、粗骨料取代率以及龄期之间的关系。通过与天然粗骨料混凝土进行对比试验分析得出:再生混凝土的抗压强度随龄期的发展规律接近于普通混凝土;再生混凝土的抗压强度与再生粗骨料取代率的关系密切;再生混凝土的抗压强度与水灰比变化的规律不尽一致。     

普通混凝土与再生混凝土抗压强度尺寸效应对比研究

经济的快速发展需要强大的资源储备支撑,混凝土的大量需求导致了天然砂石趋于枯竭,再生混凝土可以很好的解决这一难题,但再生混凝土的尺寸效应问题目前研究甚少。本文主要对比分析了普通混凝土立方体与棱柱体的抗压强度尺寸效应,以及不同骨料取代率的再生混凝土抗压强度尺寸效应之间的联系,并总结了目前的主要数值模拟方法。     

再生混凝土的抗压强度试验研究

研究了再生混凝土的力学性能特征。探讨再生粗骨料含量对再生混凝土抗压强度的影响、随龄期延长强度发展规律及其龄期系数;研究普通混凝土28d抗压强度方程对再生混凝土的适用性。结果表明,随着再生粗骨料增加,混凝土的抗压强度降低;再生混凝土抗压强度的发展规律与普通混凝土基本一致,但再生混凝土强度提高较慢,各龄期系数均低于普通混凝土;普通混凝土28d抗压强度方程不能适用于再生混凝土。     

自密实混凝土抗压强度尺寸效应试验研究

为探究自密实系列混凝土抗压强度尺寸效应,设计3种不同立方体尺寸普通混凝土、轻骨料混凝土、自密实普通混凝土和自密实轻骨料混凝土,应用液压伺服机对混凝土进行单轴受压试验研究,通过试验得到不同尺寸自密实系列混凝土破坏形态和抗压强度特征值,对比分析自密实系列混凝土抗压强度尺寸效应,主要得到以下结论:自密实系列混凝土受压破坏形态基本相同,随着立方体尺寸的增大,混凝土破坏后的完整性相对较好,使用轻骨料的混凝土破坏主要是页岩陶粒的剪切破坏,使用碎石的混凝土主要是水泥胶凝层的剪切破坏;四种混凝土均具有明显的尺寸效应,随着试件尺寸提高,混凝土抗压强度均逐步降低;随着混凝土实测抗压强度的提高,受尺寸效应影响,混凝土强度变化值相对较大,混凝土种类对混凝土抗压强度尺寸效应影响相对较小。同时基于尺寸效应律提出了自密实系列混凝土抗压强度尺寸效应计算方程和混凝土尺寸效应统一计算方程。     

再生废砖粗骨料混凝土基本力学性能研究

进行了再生废砖粗骨料混凝土基本力学性能的试验,主要研究了与普通混凝土强度等级相同条件下再生废砖粗骨料混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量。试验结果表明:再生砖粗骨料混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量均要低于普通混凝土,其主要原因可能为再生砖粗骨料强度较低;再生砖粗骨料混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度与普通混凝土的破坏形式相类似。     

考虑粗骨料品质和取代率的再生混凝土抗压强度计算

再生混凝土的粗骨料表面存在硬化砂浆和大量的界面结构,致使其抗压强度较普通混凝土的有所降低,且受压破坏情况更为复杂。为建立一个普遍适用的再生粗骨料混凝土抗压强度计算公式,试验中采用不同再生粗骨料品质、不同取代率的再生混凝土,研究了胶水比、再生粗骨料的品质和取代率对再生混凝土抗压强度的影响,并分析了再生粗骨料吸水率、表观密度和压碎指标等品质特征参数和其影响因子的相关性。在普通混凝土Bolomey抗压强度公式的基础上,建立了考虑骨料品质和取代率的再生粗骨料混凝土抗压强度计算公式,并与常用的抗压强度计算公式的计算结果进行了误差比较。研究结果表明:再生粗骨料混凝土抗压强度与胶水比、取代率之间均呈线性关系,并且再生粗骨料的品质对再生混凝土抗压强度影响显著;误差分析表明,与试验结果相比,普通混凝土Bolomey抗压强度公式的最大误差约为16.51%,考虑有效胶水比的再生粗骨料混凝土抗压强度的最大误差约为36.33%,而考虑再生粗骨料品质差异和取代率的再生混凝土抗压强度的最大误差仅为4.90%,具有较高的精度和较好的适用性。     

再生混凝土的抗压强度初步研究

设计并完成了相关试验,系统研究了再生混凝土的抗压强度特征。主要包括再生粗骨料含量对再生混凝土抗压强度的影响,再生混凝土抗压强度随龄期的发展规律,再生混凝土的龄期系数以及普通混凝土28 d抗压强度方程对再生混凝土的适用性。试验结果表明,随着再生粗骨料增加,混凝土的抗压强度降低;再生混凝土的抗压强度发展规律与普通混凝土基本一致,但是再生混凝土各龄期系数均低于普通混凝土,表明其强度增长较慢;普通混凝土28 d抗压强度方程不适用于再生混凝土。本文的研究结果对再生混凝土在实际中的推广应用具有重要的价值。     

再生粗骨料对混凝土收缩性能影响的试验研究

为了探讨混凝土抗压强度和收缩与再生粗骨料取代率之间的关系,研究了再生粗骨料取代率为30%、40%、50%和70%混凝土的28 d立方体抗压强度和自收缩、干燥收缩的变化趋势,并建立了自收缩和干燥收缩与取代率和龄期之间的函数关系。结果表明:改变再生粗骨料的取代率,混凝土抗压强度呈三次抛物线变化,在取代率为50%时混凝土抗压强度取得最大值;再生混凝土的自收缩、总收缩和干燥收缩与普通混凝土变化趋势相同,在龄期3 d前发展较快,龄期7 d后相对趋于平缓;再生混凝土的收缩变形随再生粗骨料取代率的增加而逐渐增大,且在龄期28 d时再生混凝土各个取代率的干燥收缩增长幅度都大于自收缩。     

再生混凝土的基本性能研究

设计并完成了在掺与不掺减水剂两种配合比下,再生粗骨料取代率分别为0、30%、50%、100%的再生混凝土的和易性、立方体抗压强度、棱柱体抗压强度的相关试验,并以天然骨料混凝土作为基准进行了对比分析。试验结果表明,粗骨料取代率对混凝土的流动性、粘聚性与保水性有不同的影响,适量的减水剂可以增强混凝土的流动性;在水灰比相同的情况下,再生粗骨料取代率为30%时再生混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度都高于普通混凝土;再生混凝土的抗压强度随龄期的发展和普通混凝土比较相近。     

掺有花岗岩风化残积土的再生块体/骨料混凝土常温及高温后受压性能研究

为促进建筑结构中工程渣土和废混凝土的资源化利用,采用再生块体、再生粗骨料和处理后的花岗岩风化残积土,制备了再生块体/骨料混凝土试件。开展了129个该类试件的常温及高温后轴压试验,研究了再生材料、试件形状和尺寸、再生块体特征尺寸对试件常温受压性能的影响,揭示了温度和再生材料对高温后试件剩余抗压性能的影响。结果表明：当新混凝土配合比的总用水量不变时,与未采用任何再生材料的普通混凝土相比,常温下掺有花岗岩风化残积土的再生块体/骨料混凝土(以下简称“所述混凝土”)的抗压强度随着新混凝土中再生粗骨料的采用(不超过50%)以及处理后的花岗岩风化残积土的取代率增加(不超过70%)而有所增大,弹性模量随之略有降低,泊松比变化不大;当试件侧向尺寸介于150～300 mm时,常温下所述混凝土的抗压强度尺寸效应可近似忽略;当再生块体特征比介于0.22～0.55时,可近似忽略其特征尺寸对常温下所述混凝土抗压强度、弹性模量、峰值应变和泊松比的影响;与未采用任何再生材料的普通混凝土相比,所述混凝土高温后的相对抗压强度和相对弹性模量总体上变化有限,采用所给公式可较好地预测这两个相对量随温度的定量变化。掺有花岗岩风化...     

再生混凝土与普通混凝土动态冲击强度对比研究

为研究混凝土材料的动态抗压强度应变率效应,试验分别制作了水灰比为0.4的普通混凝土和再生粗骨料取代率为50%的再生混凝土试件,并分别做立方体静态抗压试验和霍普金森杆(SHPB)动态冲击压缩试验。试验结果表明,50%再生骨料取代率的再生混凝土的静力强度高于普通混凝土,在动态冲击下,两种混凝土的峰值应力和峰值应变均随应变率的增大而增大,表现出明显的应变率效应;普通混凝土在高应变率下抗压强度增幅及DIF增幅分别为34.4%和34.1%,均高于再生混凝土,说明普通混凝土的应变率敏感性要高于再生混凝土。     

预浸石灰水碳化再生粗骨料混凝土的力学性能

采用预浸石灰水碳化法对再生粗骨料进行强化处理,对强化前后再生粗骨料物理性能进行检测,研究了碳化再生粗骨料对混凝土力学性能的影响.同时结合微观测试手段,分析碳化对再生粗骨料的增强机理. 通过立方体抗压、劈裂抗拉及抗折强度试验,研究强化后混凝土各龄期强度变化. 结果表明：预浸石灰水碳化法能够显著改善再生粗骨料的物理性能,其吸水率降低15.2%~22.9%,压碎值降低15.2%~17.7%;碳化后粗骨料的界面过渡区更加密实,有利于再生粗骨料品质的提升;7、28 d的混凝土强度随粗骨料取代率的增大而降低;当粗骨料取代率为50%时,预浸石灰水碳化再生混凝土强度与普通混凝土相当.     

考虑粗骨料品质和取代率的再生混凝土抗压强度计算

再生混凝土的粗骨料表面存在硬化砂浆和大量的界面结构，致使其抗压强度较普通混凝土的有所降低，且受压破坏情况更为复杂。为建立一个普遍适用的再生粗骨料混凝土抗压强度计算公式，试验中采用不同再生粗骨料品质、不同取代率的再生混凝土，研究了胶水比、再生粗骨料的品质和取代率对再生混凝土抗压强度的影响，并分析了再生粗骨料吸水率、表观密度和压碎指标等品质特征参数和其影响因子的相关性。在普通混凝土Bolomey抗压强度公式的基础上，建立了考虑骨料品质和取代率的再生粗骨料混凝土抗压强度计算公式，并与常用的抗压强度计算公式的计算结果进行了误差比较。研究结果表明：再生粗骨料混凝土抗压强度与胶水比、取代率之间均呈线性关系，并且再生粗骨料的品质对再生混凝土抗压强度影响显著；误差分析表明，与试验结果相比，普通混凝土Bolomey抗压强度公式的最大误差约为16.51%，考虑有效胶水比的再生粗骨料混凝土抗压强度的最大误差约为36.33%，而考虑再生粗骨料品质差异和取代率的再生混凝土抗压强度的最大误差仅为4.90%，具有较高的精度和较好的适用性。     

再生混凝土抗压性能的试验研究

设计并完成了20个混凝土配合比试验,系统地研究了再生混凝土的抗压强度与水灰比、粗骨料取代率以及龄期之间的关系。通过与普通混凝土试验对比分析认为:再生混凝土的抗压强度随龄期的发展规律类似于普通混凝土;再生混凝土的抗压强度与再生粗骨料取代率的关系密切;再生混凝土的抗压强度与水灰比的关系不尽相同。最后结合试验结果对再生混凝土的配合比设计提出了建议。     

冻融循环后再生粗骨料混凝土梁受弯性能试验研究

为了研究冻融循环对再生粗骨料混凝土梁受弯性能的影响,首先通过冻融循环试验研究不同冻融循环次数对再生粗骨料混凝土质量损失率、立方体抗压强度和相对动态弹性模量的影响;然后对经历不同冻融循环次数（0、25、50、75）的再生粗骨料混凝土梁进行受弯性能试验,研究了试件的破坏形态、开裂荷载和极限荷载、混凝土和钢筋应变、跨中挠度等。结果表明：冻融循环次数由0增加到25次时,再生混凝土的质量呈增加趋势,冻融循环超过25次后,再生混凝土的质量呈不断减小的趋势;抗压强度和相对动态弹性模量随着冻融循环次数的增加而减小;再生混凝土梁的开裂荷载和极限荷载随冻融循环次数的增加而减小;再生混凝土梁的极限挠度随冻融循环次数的增加呈现出不断减小的趋势。     

再生粗细骨料混凝土基本力学性能试验研究

试验中配制了不同水灰比、粗骨料取代率、细骨料取代率的再生混凝土,对其进行了基本力学性能试验,测试了立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度,考察了受压破坏过程与破坏形态,分析了再生粗、细骨料、水灰比对再生混凝土破坏形态及抗压强度等的影响。试验结果表明:再生粗骨料、细骨料配制的再生混凝土的破坏形态与普通混凝土破坏形态相似;再生混凝土的抗压强度随着水灰比、再生粗、细骨料取代率的增大而降低;当再生粗骨料取代率大于75%时,再生混凝土抗压强度较普通混凝土有显著下降;当再生细骨料取代率小于30%时,再生细骨料对再生混凝土抗压强度的影响很小;当再生混凝土完全使用再生粗、细骨料时,各水灰比下再生混凝土抗压强度较普通混凝土下降了36%~42%;通过回归分析,提出了再生混凝土劈裂抗拉强度及轴心抗压强度与立方体抗压强度的换算公式。     

RPC强化骨料掺量对再生混凝土强度的影响

利用活性粉末混凝土(RPC,reactive powder concrete)浆液对再生粗骨料进行浸泡包裹处理得到强化骨料,分析了强化骨料+再生骨料、强化骨料+天然骨料、再生骨料+天然骨料这3种粗骨料组合情况下,强化骨料或再生骨料掺量对再生混凝土不同龄期抗压强度、劈拉强度和抗折强度的影响.结果表明:经RPC浆液强化处理后的再生骨料吸水率降低,压碎值显著减小.强化骨料+再生骨料组合情况下,再生混凝土不同龄期的抗压强度均随强化骨料掺量的增大而降低;而另外两种组合情况下,再生混凝土不同龄期的抗压强度均随强化骨料或再生骨料掺量的增大而增大.强化骨料+再生骨料和强化骨料+天然骨料组合情况下,再生混凝土劈拉强度均随强化骨料掺量的增大而增大;而再生骨料+天然骨料组合情况下,再生混凝土劈拉强度与再生骨料掺量的规律性不明显,表现出较大的离散性.强化骨料+再生骨料组合情况下,再生混凝土抗折强度总体上随强化骨料掺量的增大而减小;强化骨料+天然骨料组合情况下,再生混凝土抗折强度与强化骨料掺量的规律性较复杂;再生骨料+天然骨料组合情况下,再生混凝土抗折强度随再生骨料掺量的增大而增大.折后抗压强度和普通抗压强度一样能较好地反映强化骨料或再生骨料掺量对再生混凝土强度的影响规律,在掺量相同的情况下,折后抗压强度普遍比普通抗压强度低,3种骨料组合中两者比值均稳定在0.93;折后劈拉强度比普通劈拉强度能更好地反映强化骨料或再生骨料掺量对混凝土强度的影响规律,在其掺量相同的情况下,折后劈拉强度基本上比普通劈拉强度高,3种骨料组合的两者比值差异较大.提出了有效水灰比和名义水灰比的概念,有效水灰比是决定再生混凝土强度的最主要因素,若比较强化骨料掺量对再生混凝土强度的影响,必须保持有效水灰比一致,而非名义水灰比一致.     

普通混凝土和轻骨料混凝土强度尺寸效应的对比研究

介绍了3组普通混凝土和轻骨料混凝土立方体试件的抗压强度试验,进一步验证了普通混凝土尺寸效应的规律,初步得出了轻骨料混凝土的尺寸效应规律。     

不同骨料组分混凝土立方体抗压强度尺寸效应试验研究

为了研究强度等级和骨料组分对混凝土立方体抗压强度尺寸效应的影响,对强度等级分别为C20、C40和C60,边长分别为100、150、200 mm共135组混凝土、水泥砂浆和水泥净浆立方体试件进行抗压试验。结果表明:强度等级对混凝土立方体抗压强度尺寸效应的影响较大,边长200 mm的C40与C60混凝土立方体抗压强度的尺寸效应度分别约为C20混凝土的1.61倍与1.85倍;骨料组分对立方体抗压强度的尺寸效应有一定影响,其中,尺寸效应受粗骨料影响较明显,边长200 mm混凝土立方体抗压强度的尺寸效应度约为水泥砂浆的2.7倍,细骨料对尺寸效应的影响较弱,水泥净浆立方体抗压强度的尺寸效应度约为水泥砂浆的88%。提出了混凝土立方体抗压强度尺寸效应律的计算式,计算结果与试验结果吻合良好。     

基于力学性能的吸附砂浆界限含量分析

基于再生粗骨料吸附砂浆定量分析及文献数据,研究吸附砂浆含量变化与再生粗骨料物理性能之间的关系,以及再生粗骨料取代率为100％的再生混凝土在不同吸附砂浆含量下的力学性能演化规律;以吸附砂浆含量为自变量、力学性能为因变量、目标强度为限值,利用数学方法确定吸附砂浆界限含量.研究发现:随着吸附砂浆含量的增加,再生粗骨料的物理性能逐渐下降;再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量随吸附砂浆含量的增加而出现不同程度的降低,吸附砂浆含量对再生混凝土劈裂抗拉强度的影响要大于对其抗压强度的影响,弹性模量受吸附砂浆含量影响,试验结果波动较大;经过数值拟合后,再生混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度与吸附砂浆含量呈二次函数关系,弹性模量与吸附砂浆含量的关系符合Boltzmann公式,基于拟合结果,确定满足C40再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量的吸附砂浆界限含量分别为45％、43％和39 ％.