基于正交试验设计的再生骨料透水混凝土 力学性能研究

利用正交试验方法对再生骨料透水混凝土的力学性能和抗冻耐久性能进行了研究。研究了微硅粉、增强剂等外掺料和水胶比对再生骨料透水混凝土２８ｄ立方体抗压强度、透水系数和连续孔隙率的影响。采用快冻法,分析了冻融作用下再生骨料透水混凝土质量损失、动弹性模量、抗压强度、ＣＴ扫描断面平均孔隙率的变化规律。试验结果表明:设计孔隙率和水胶比对透水系数、连续孔隙率和２８ｄ抗压强度的影响最大,微硅粉与增强剂的影响次之。再生骨料透水混凝土的质量损失率、相对动弹性模量、平均抗压强度与ＣＴ扫描断面平均孔隙率的劣化程度均随冻融循环次数增加而逐渐增大。再生骨料透水混凝土的孔隙率与抗压强度呈负相关,二者具有良好的相关性。     

受硫酸盐侵蚀的再生混凝土耐久性研究

为研究再生粗骨料取代率对再生混凝土抗硫酸盐溶液侵蚀性能的影响规律,进行干湿循环和硫酸盐溶液的耦合试验,探究了随着干湿循环龄期的增长,再生粗骨料取代率对再生混凝土的质量损失率、伸长率、相对动弹性模量、硫酸根离子扩散深度的影响。试验结果表明:再生粗骨料掺量为100%的再生混凝土的质量损失率最大,达到了0.35%;试件的相对动弹性模量下降速度变化较复杂,分为匀速下降期、缓慢过渡期、加速下降期;试件伸长率随着侵蚀龄期的增长逐渐增大,且增幅越来越大;试验过程中,硫酸根离子逐渐向试件内部扩散,侵蚀破坏逐渐向深层移动,且再生粗骨料掺量越多的试件内部破坏得越快、越明显。研究结果可为实际工程中再生粗骨料的掺量选择提供参考。     

后掺粗骨料工艺对高性能泵送混凝土性能影响研究

为解决建筑工程中高性能泵送混凝土的环境问题、成本问题,基于粗骨料嵌锁效应和界面水灰比强度理论,在保证高性能和泵送要求的条件下,提出了后掺骨料工艺,并对不同粗骨料后掺比例下的混凝土进行了力学性能和抗冻性能的研究。结果表明,随着粗骨料后掺比例的增大,7 d、28 d混凝土抗压强度持续增大,而28 d混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度均呈先增大后减小的趋势;在冻融循环作用下,质量损失率的上升速率呈先减小后增大的趋势,而抗压、抗拉、抗折强度、动弹性模量以及超声波速的下降速率均呈先减小后增大的趋势。据此建议本C30高性能泵送混凝土的粗骨料最佳后掺比例为20%。     

再生粗骨料和矿物掺合料对再生混凝土抗冻性影响的研究

试验研究了不同再生粗骨料取代率对再生混凝土抗冻性的影响,并且以再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土作为基准混凝土,分别研究单掺钢渣粉、硅灰以及复掺钢渣粉、硅灰对再生混凝土抗冻性的影响。试验分别从表观特征、质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度来分析。试验结果表明:随着钢渣掺量的增多再生混凝土的抗冻性降低;硅灰明显的提高再生混凝土的抗冻性,掺量5%为宜;复掺钢渣和硅灰不同的比例对再生混凝土的抗冻性影响不同,得到复掺硅灰5%+钢渣15%再生混凝土的抗冻性优于基准混凝土。     

高强再生混凝土力学性能试验研究

通过试验研究了再生骨料取代率、矿物掺合料、钢纤维和养护方法对再生混凝土性能的影响。试验结果表明,随着再生骨料取代率的增大,再生混凝土的抗压强度和静弹性模量逐渐降低,本试验最佳骨料取代率为60%;矿物掺合料能提高再生混凝土的后期强度,但对前期强度降低较多;钢纤维能提高再生混凝土的抗压强度和静弹性模量;养护条件对再生混凝土的抗压强度影响比普通混凝土小。     

再生混凝土强度试验研究

为获得再生混凝土的抗压强度、抗拉强度等力学性能指标,配制试件进行试验,研究了再生粗骨料取代率、水灰比等因素对再生混凝土性能的影响.结果表明:再生粗骨料取代率为50%时,再生混凝土的抗压强度较天然混凝土有所提高;不过分增大灰水比,就可提高再生混凝土的抗压强度;原始混凝土破碎成最大粒径为20 mm的骨料较合适;再生混凝土的抗拉强度受取代率和水灰比的影响不大.     

高性能铁尾矿细骨料再生混凝土碳化力学性能试验研究

为了提高废弃物的利用程度,以交通工程所用混凝土为研究对象,对不同铁尾矿细骨料掺入比例下的再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度及其变形性能进行试验研究.结果表明:尾矿掺量的增加,使混凝土的立方体抗压强度在碳化前后均出现先增大后降低的趋势,峰值点时掺量为30％;使劈裂抗拉强度值与轴心抗压强度值出现不同的波动,但碳化前后的峰值...     

硫酸盐侵蚀作用下再生混凝土耐久性研究

为了研究不同再生粗骨料(RCA)取代率在干湿循环条件下对再生混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,设计了再生粗骨料取代率为0、20%、50%与100%的4组配合比,分别检测混凝土质量损失率、相对动弹模量和剩余抗压强度。同时采用电子显微镜扫描(SEM)和EDS技术,对硫酸盐侵蚀后再生混凝土微观结构变化及生成产物进行了分析。结果表明:在硫酸盐侵蚀过程中,再生骨料掺量是影响再生混凝土质量损失率、相对动弹模量和剩余抗压强度的重要因素。随着再生粗骨料的增加,再生混凝土经过硫酸盐侵蚀以后质量损失率增大,剩余相对动弹模量减小,抗压强度降低。再生粗骨料的掺入会削弱混凝土抗硫酸盐侵蚀性能,掺量越大削弱效果越明显。     

冻融环境下混凝土耐久性试验及寿命预测

为研究经历冻融作用后混凝土的耐久性,选取混凝土的相对动弹性模量和抗压强度作为衡量指标,依据混凝土快速冻融循环试验方法,对5组混凝土试件展开冻融试验,并利用SPSS软件进行了相应预测。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,混凝土的相对动弹性模量损失率及抗压强度损失率上升;冻融循环次数与相对动弹性模量损失率之间具有良好的幂函数关系,与抗压强度损失率之间具有良好的二次函数关系;水灰比越大、混凝土随冻融循环次数增加的损伤程度越大。     

冻融环境下钢筋与再生混凝土粘结性能及界面损伤研究

为了揭示冻融环境下钢筋与再生混凝土的粘结破坏机理及其影响因素,对冻融环境下钢筋与再生混凝土的界面粘结试验进行数据统计后,利用几何损伤理论建立粘结退化模型,引入指数函数对损伤滑移曲线进行拟合后,建立冻融环境下钢筋与再生混凝土的粘结滑移损伤本构关系;并从能量损伤的角度分析界面粘结耗能,定义粘结能量因子以量化不同冻融循环次数下界面粘结性能的变化情况。研究表明:当再生骨料取代率为0%和100%时,试件粘结能量相近,且均大于再生骨料取代率为30%和60%的试件粘结能量。在相同再生骨料取代率下,粘结能量因子随冻融循环次数的增加呈减小趋势,耗能能力明显下降;在相同冻融循环次数下,随着再生骨料取代率的增加,粘结能量因子呈先增大后减小趋势,再生骨料取代率为30%时,耗能能力最优。研究成果可进一步完善再生混凝土基本理论体系,并为再生混凝土在实际工程的应用提供参考。     

再生混凝土弹性模量变化规律试验研究

结合不同工程领域对混凝土结构弹性模量高低的要求有所不同的实际情况,针对C20、C30、C40等中低强度等级再生混凝土,进行了不同再生粗骨料取代率情况下的弹性模量变化规律试验研究.试验结果分析表明:再生混凝土中骨料、水泥浆基体、过渡区等因素对混凝土结构的影响与普通基准混凝土存在差异,导致在同强度等级的再生混凝土中,其弹性模量随着再生粗骨料取代率的增加而呈明显下降的趋势.试验所建立的再生混凝土的弹性模量ER与基准混凝土弹性模量E0、再生粗骨料取代率R之间的相关关系式ER=E0(1+0.127 8R-1.802 3R2+2.458 5R3-1.05R4),可以在实际工程中结合对再生混凝土弹性模量的不同要求,为再生粗骨料的合理取代率做出估计.     

再生混凝土吸水率与强度的相关性研究

为研究再生混凝土吸水率与强度的相关性,选用5~20 mm的再生粗骨料取代天然粗骨料,以再生粗骨料取代率为10%～100%(每10%为一组,共取10组)、3种不同水胶比(0.3,0.4,0.5)的再生混凝土设计试验方案,并选用普通混凝土(取代率0%)作为对照组。在试验组和对照组共同试验的情况下,探讨养护龄期、取代率、水胶比对再生混凝土吸水率与强度的影响规律。结果表明:当取代率保持在≤50%范围内,用再生粗骨料制作的混凝土抗压强度高并且吸水率较低;再生粗骨料取代率在20%附近时,再生混凝土吸水率最低,劈拉强度最高;再生混凝土吸水率和抗压强度这2个检测指标间存在对数关系;再生混凝土和普通混凝土的劈拉强度与吸水率之间也呈幂函数关系。以上结论为检测混凝土强度提供了新的思路和方法,在实际工程中具有重要的指导意义。     

不同粒径再生粗骨料混凝土单轴受压应力 －应变关系试验研究

研究了粗骨料粒径对再生混凝土力学性能的影响,为再生混凝土工程中合理选取再生粗骨料粒径及取代率提供参考和依据。以再生粗骨料粒径和取代率为变量,用 5 ～ 20 mm、20 ～ 30 mm 及5 ～ 30 mm 粒径范围内的再生粗骨料制作了不同取代率的二级配再生混凝土试件,利用混凝土单轴抗压的试验方法,分析了不同再生粗骨料粒径以及不同取代率再生混凝土的力学性能。实验结果表明:再生混凝土的弹性模量随取代率的增大而减小; 相同取代率下,再生粗骨料粒径为 5 ～ 30 mm 的二级配再生混凝土的抗压强度比粒径为 5 ～ 20 mm 或 20 ～ 30 mm 的二级配再生混凝土的抗压强度高; 粒径为 20 ～ 30 mm 的再生粗骨料对二级配再生混凝土力学性能的影响最大。再生粗骨料全级配取代,且取代率为 30% 时二级配再生混凝土的抗压强度最大。     

硫酸盐干湿循环作用下再生混凝土抗压与劈拉强度的关系研究

为了建立硫酸盐干湿循环侵蚀作用下再生混凝土抗压与劈拉强度的关系,达到降低试验工作量,以及减少对实际混凝土结构测定时造成损伤的目的,设计了3种再生粗骨料取代率,共制作135组试块,并将试块放入浓度为5%的Na_2SO_4溶液中浸泡3 d,然后室内环境下晾干3 d,则设计6 d为一个干湿交替循环。分别在干湿循环侵蚀0次、30次、60次时,测定其立方体抗压强度和劈裂抗拉强度,进行回归分析,建立两者之间关系,并验证。结果表明:再生混凝土在硫酸盐干湿循环侵蚀作用下的抗压强度与劈拉强度有较好的相关性。当再生粗骨料取代率为30%、50%、70%时,对应的劈拉强度为抗压强度的1/18、1/19、1/20。当硫酸盐干湿循环侵蚀次数为0次、30次、60次时,对应的劈拉强度为抗压强度的1/17、1/18、1/19。通过验证,劈拉强度计算值与劈拉强度实测值的相对误差均在-8.0%~9.4%之间,均方根误差均小于0.25,计算值与实测值比较吻合,表明以上建立的抗压强度与劈拉强度的关系具有一定的可靠性和参考价值。     

冻融循环过程中混凝土性能的劣化研究

研究了冻融循环过程混凝土性能的劣化特征,探讨了不同测试手段对不同老化特性的敏感性。研究结果表明：混凝土经受冻融循环过程中,混凝土抗折强度、劈拉强度的劣化速度较抗压强度更快;混凝土抗压强度的降低率与质量损失率、相对动弹模之间呈正线性关系;相对动弹模降低到 60% 时,混凝土抗压强度下降到冻融前的19.3%;质量损失达到5%时,混凝土抗压强度下降到冻融前的25.5% ;机械波波速对混凝土冻融破坏的敏感程度界于混凝土强度和超声波波速之间。冻融破坏使水泥水化产物的结构从堆积状密实体逐步变成疏松状态,气泡壁逐步出现了开裂。从孔径分布情况来看,孔径 25~75 nm 之间的孔隙所占的比例呈增大趋势。