钢管海砂再生混凝土轴压性能试验与分析

以再生粗骨料取代率和海砂中的Cl-含量为主要参数,完成了18个钢管海砂再生混凝土轴压试验,分析了再生粗骨料取代率、海砂中的Cl-含量对试件破坏特征和受力变形的影响.结果表明:钢管海砂再生混凝土受力过程与普通钢管混凝土相似,包含弹性、弹塑性和破坏3个阶段,其主要破坏模式为斜剪破坏;试件峰值荷载随着再生粗骨料取代率和海砂中的Cl-含量的增加而略有降低;峰值应变随着再生粗骨料取代率的增加而增大,随着Cl-含量的增加先增大后减小.同时,对比分析了不同规范的峰值荷载公式计算值与试验值的差异,并根据试验数据对钢管海砂再生混凝土轴压应力-应变全曲线计算模型进行了拟合.     

全再生混凝土概念的衍化与研究进展

全面梳理和分析了再生混凝土的发展历程与演变特点,提出了全再生混凝土的基本概念,基于文献分析,针对不同组分、不同取代率下再生混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能开展了对比分析.整理了当再生粗骨料、再生细骨料分别单取代且取代率达到100％ 及再生粗、细骨料双取代的取代率都达到100％ 后混凝土各性能变化的量值,最后总结了再...     

短龄期再生混凝土三轴受压力学性能及其本构关系

为研究短龄期再生混凝土的三轴受压力学性能,以龄期和围压值为变量,设计了14个圆柱体再生混凝土试件进行三轴受压试验,观察其破坏形态,获取应力-应变曲线、峰值应力、峰值应变以及弹性模量等数据.基于试验数据分析了龄期和围压值对再生混凝土三轴受压力学性能的影响规律,建立了短龄期再生混凝土三轴受压的峰值应力、峰值应变和弹性模量的计算公式,并建立了再生混凝土三轴受压状态下的应力-应变本构方程.结果表明:短龄期再生混凝土的峰值应变、弹性模量受龄期影响较大,随着龄期的延长,峰值应变减小,而弹性模量却显著增大;围压值对再生混凝土的峰值应力、峰值应变和弹性模量均有显著影响.采用CEB-FIP(1990)规范中方法计算的再生混凝土三轴抗压强度值与实测值吻合较好.     

再生骨料高性能混凝土收缩徐变对比试验研究

用不同粗骨料(石灰石碎石、再生粗骨料)、细骨料(河砂、人工砂、再生细骨料)两两相组合,共配制6组高性能混凝土进行对比试验,测试抗压强度、弹性模量、收缩和徐变4个性能指标并进行显著性分析。结果表明,骨料类型对高性能混凝土抗压强度的影响不明显,但对弹性模量、收缩和徐变性能都有显著影响。粗骨料对弹性模量和收缩性能的影响较为显著,细骨料对徐变的影响较为显著。再生粗骨料混凝土收缩、徐变早期发展较慢,而中后期的发展速度明显快于普通混凝土;再生细骨料混凝土收缩、徐变的发展速度始终远快于普通混凝土。在此基础上,提出了考虑粗、细骨料类型和骨料种类的高性能混凝土收缩和徐变的预测模型。     

再生粗骨料取代率对混凝土基本性能的影响

系统研究了相同水灰比情况下再生粗骨料取代率对混凝土基本性能的影响。试验中再生粗骨料取代率分别为0，30％，50％，70％和100％，保持混凝土的水灰比不变。主要研究了再生粗骨料取代率对混凝土立方体坍落度、抗压强度、棱柱体抗压强度、峰值应变和泊松比、弹性模量、劈裂抗拉强度以及抗折强度的影响。试验结果表明，再生粗骨料取代率对上述各性能指标均有一定影响，但程度不同。同时发现，除抗折强度外，普通混凝土各基本力学性能指标问的关系均不适用各种再生骨料取代率混凝土。     

废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的受压性能

为研究废弃玻璃细骨料对混凝土柱受力性能的影响,对6个普通骨料钢筋混凝土柱和12个废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱进行了静力受压试验。考虑废弃玻璃细骨料取代率、长细比和偏心距3个因素,分析了不同废弃玻璃细骨料掺量对钢筋混凝土柱的破坏形态、极限承载力、轴向位移、跨中挠度、混凝土应变和钢筋应变的影响。不论是轴心受压还是偏心受压,废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱破坏机理均与普通钢筋混凝土柱相似。掺量100%的废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的正截面承载力较高。废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的正截面应变符合平截面假定,采用中国相关规范计算试件的极限承载力,并将理论值与试验值进行对比,证明可以采用现行的国家规范对废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱进行正截面承载力计算。研究表明,废弃玻璃细骨料可以100%替代混凝土柱中普通砂,且抗压性能可以满足使用要求。     

再生混凝土骨料试验研究

在试验基础上分别配制了高(H)、中(M)、低(L)3种强度等级的原生混凝土．将原生混凝土进行人工破碎、筛分后制得再生混凝土粗、细骨料，然后分别对再生混凝土粗、细骨料以及原生混凝土粗、细骨料的一系列物理力学性能进行了研究．研究结果表明：再生混凝土粗、细骨料与原生混凝土粗、细骨料之间性质差别较大；在原材料相同的情况下，由配合比不同的原生混凝土破碎后所得到的不同再生混凝土骨料之间性质差异很小，这对于控制再生混凝土骨料以及再生混凝土的质量波动是非常有意义的．     

Long term performance of recycled concrete beams with different water–cement ratio and recycled aggregate replacement rate

The purpose of this study is to reveal the service performance of recycled aggregate concrete (RAC) components for different values of water−cement ratio and replacement rate of recycled coarse aggregate (RCA). Generally, the concrete strength decreases with the increase of the replacement rate of RCA, in order to meet the strength requirements when changing the replacement rate of RCA, it is necessary to change the water−cement ratio at the same time. Therefore, the axial compressive strengths of prism with 25 mix proportions, the short-term mechanical properties and long-term deformation properties of reinforced concrete beams were tested respectively by changing water−cement ratio and RCA replacement rate. The bearing capacity and the strain nephogram of samples under different loads were obtained using the Digital Image Correlation (DIC) method, and a self-made gravity loading experimental device was used for long-term deformation investigation. Results showed that the damage pattern of RAC was the same as that of natural aggregate concrete (NAC), but the brittleness was more pronounced. The brittleness of concrete before failure can be reduced more effectively by adjusting the replacement rate of RCA than by adjusting the water−cement ratio. The water−cement ratio has an evident influence on the axial compressive strength and early creep of concrete, while the replacement rate of RCA has a remarkable effect on the long-term deformation of the concrete beams.     

再生细骨料混凝土材料性能与结构行为研究评述

国内外采用再生粗骨料制备再生骨料混凝土技术已较为成熟,已有成功的示范工程应用,在一定程度上缓解了工程对天然粗骨料的需求。然而,占再生骨料总质量约4%～60%的再生细骨料难以高效利用,造成资源浪费,加剧天然砂短缺趋势。文章基于大量的文献研究,旨在深入剖析再生细骨料混凝土材料与结构性能,揭示包括工作性能、力学性能和结构行为在内的再生细骨料混凝土性能特征,找出内在劣化规律,提炼再生细骨料混凝土应用和研究的目标和方向,为安全推广再生细骨料混凝土应用提供理论基础和研究依据。研究表明,再生细骨料的微观孔隙是造成再生细骨料混凝土性能复杂性的主要原因;再生细骨料对混凝土的工作性能和力学性能有不利影响,但通过调整水灰比和减水剂用量等方式,可以达到良好的工作性能和力学性能;相比相同抗压强度等级的天然骨料混凝土,再生细骨料混凝土的抗拉强度和弹性模量较低;再生细骨料混凝土构件的正截面承载能力与天然骨料混凝土构件相近,但其抗剪性能和与钢筋的锚固性能有待进一步研究。     

不同取代率再生粗骨料混凝土的力学性能

系统研究了坍落度相同的情况下再生粗骨料取代率对混凝土基本性能的影响.试验中再生粗骨料的掺入量分别为0,30%,50%,70%和100%,通过调节用水量使各组混凝土达到相同的坍落度.主要研究了达到相同坍落度时混凝土的用水量以及再生粗骨料取代率对混凝土坍落度、立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、峰值应变和泊松比、弹性模量、劈裂抗拉强度以及抗折强度的影响.试验结果表明,再生粗骨料取代率对上述各性能指标均有一定影响,但程度不同.同时发现,除劈裂抗拉强度和抗折强度外,普通混凝土各基本力学性能指标间的关系不适用各种再生骨料取代率的混凝土.     

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。     

再生粗骨料自密实混凝土基本力学性能

通过再生粗骨料自密实混凝土(RCASCC)的工作性能、立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度测试和应力应变试验,分析了不同再生粗骨料取代率(R)下RCASCC的工作性能和基本力学性能的变化规律,并提出了RCASCC的应力应变本构方程.结果表明：随着R的增加,RCASCC的工作性能变差,但仍能满足现行规范要求;随着R的增加,RCASCC的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度总体呈现下降趋势,但R=50%时的立方体抗压强度和轴心抗压强度要高于R=25%之时;随着龄期的增长,RCASCC的抗压强度呈现非线性增长的趋势;经验证,所得出的RCASCC轴心抗压强度、劈裂抗拉强度与立方体抗压强度之间的换算关系与普通混凝土换算关系基本一致,RCASCC的应力应变本构方程与普通混凝土的单轴受压本构方程相近.     

不同养护龄期下再生粗骨料混凝土拉伸本构关系

采用MTS疲劳试验机进行了再生粗骨料混凝土轴向拉伸试验,研究分析再生粗骨料取代率对不同养护龄期下再生粗骨料混凝土轴向拉伸应力-应变全曲线的影响规律,并提出了再生粗骨料混凝土拉伸本构关系模型.研究结果表明:再生粗骨料混凝土轴向拉伸应力-应变全曲线的上升段斜率较普通混凝土低,下降段随着再生粗骨料取代率提高与养护龄期的增长而变陡;再生粗骨料混凝土的弹性模量随着养护龄期的增长呈线性增长,当荷载超过50%之后,其变形模量的下降速度快于普通混凝土;早龄期再生粗骨料混凝土的拉伸峰值应变随着再生粗骨料取代率的增大而增长;养护龄期低于7d时,再生粗骨料混凝土的抗拉强度增长速率快于普通混凝土;再生粗骨料混凝土的拉压比随着养护龄期的增长而下降.     

再生骨料混凝土配合比设计参数研究

通过再生骨料混凝土配合比试验,研究再生粗骨料材料性质对再生骨料混凝土配合比设计中水灰比、单方用水量和砂率等参数的影响;通过对试验结果的统计分析,建立了考虑再生骨料取代率影响的水胶比计算公式,考虑再生骨料吸水率和取代率影响的再生混凝土单方用水量计算公式,以及考虑再生骨料空隙率、取代率和表观密度影响的再生混凝土砂率计算公式。结果表明:再生骨料取代率、空隙率和吸水率对再生骨料混凝土配合比设计参数的影响较大;所得公式形式简单,反映了再生粗骨料的特点,提高了再生骨料混凝土配合比设计的精度,为再生混凝土配合比设计提供依据和参考。     

再生细骨料质量标准及检验方法的研究

我国目前尚无再生细骨料的技术标准,制定再生细骨料的技术标准,对于推动再生混凝土产业化具有重要意义．再生细骨料的质量要求,除了JGJ52-92要求的细度模数、级配、泥块含量、有害物质含量（包括云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐、氯离子含量等）外,还应增加再生胶砂需水量比（简称需水量比）、再生胶砂强度比（简称强度比）和坚固性．胶砂需水量比和胶砂强度比是笔者首次提出的两项指标,它们很好地反映了再生细骨料与普通细骨料之间的性能差异．依据胶砂需水量比、胶砂强度比和坚固性指标,提出了对再生细骨料进行分类的建议．     

再生粗骨料的微观特征及基本性能研究

作为建筑垃圾主要组成之一的废弃混凝土,可以通过回收处理变为再生混凝土骨料,部分或全部代替天然骨料而再次应用到建筑工程中。通过扫描电子显微技术,对破碎后的骨料表面的微观状态进行了观察分析,得到了再生骨料表观特征以及微裂缝分布情况。同时依照JGJ 52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》对再生粗骨料进行了基本性能测试,并与天然粗骨料的基本性能进行对比。通过实验,得出了再生粗骨料具有表观密度小、吸水率与含水率高、压碎指标值较高、针片状含量小的特点。还对实验结果进行了分析,为制备再生混凝土提供了依据。     

利用建筑垃圾生产混凝土的性能研究

通过对再生骨料基本性能的研究,根据再生骨料的特殊物理性能,设计研究了不同级配下的再生骨料混凝土的工作性能和抗压强度.当细骨料采用天然砂,级配合理时,再生混凝土28 d抗压强度可以达到44 MPa,工作性能良好;当粗细骨料都采用再生骨料,再生骨料的粒径分布为0～5 mm约占60%～70%,5～10mm约占30%～40%时,可以满足配制强度为15MPa再生混凝土的要求,粗、细骨料的重量比达到50%以上时再生混凝土的工作性比较好、强度可以达到12.4～14.9 MPa.     

Calculation of axial bearing capacity of recycled concrete filled square steel tube-profile steel short columns based on unified strength theory

为研究方钢管型钢再生混凝土短柱轴心受压性能,进行了11根短柱试件轴心受压试验,观察短柱的破坏过程及破坏形态,分析再生粗骨料取代率、方钢管宽厚比、型钢配钢率及再生混凝土强度等参数对短柱轴压性能的影响,研究结果表明：在轴向压力作用下,型钢先发生屈服,随后内部再生混凝土压溃,最后外部方钢管发生鼓曲变形而破坏;轴压承载力随着再生粗骨料取代率的增大而降低;提高再生混凝土强度对轴压承载力有利,但试件变形能力降低;适当减小方钢管宽厚比和增大型钢配钢率对提高试件的轴压性能有利,总体上,该组合柱具有较高的承载力和良好的变形能力。在此基础上,基于统一强度理论对该短柱轴压承载力进行理论分析,考虑再生粗骨料取代率的影响,提出了方钢管型钢再生混凝土短柱轴压承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合较好,表明统一强度理论可用于该短柱轴压承载力计算。     

配筋再生混凝土棱柱体徐变试验研究

再生混凝土的徐变是工程中亟待解决的基础问题,而目前对于配筋再生混凝土棱柱体徐变的试验研究鲜见报道。为此,对11个配筋再生混凝土棱柱体试件进行长期轴压荷载下的徐变试验,变化参数包括再生粗骨料取代率、再生细骨料取代率和应力比。对比分析了不同设计参数配筋再生混凝土棱柱体的初始应变、徐变应变及变化参数对其长期轴压荷载下徐变的影响。结果表明：再生粗、细骨料的掺入会增大配筋再生混凝土棱柱体的徐变,其中再生细骨料对徐变的影响相对明显;应力比对其初始应变影响较大,较高应力比下配筋再生混凝土棱柱体的徐变应变明显增大;配筋再生混凝土棱柱体徐变过程中截面纵筋与混凝土的应力重分布,钢筋所承担应力的比例增加,其徐变有所减小。基于试验结果,给出了配筋再生混凝土棱柱体在长期轴压荷载下变形计算的实用公式,计算结果与实测变形符合较好。     

再生混凝土的配合比及其耐久性的研究

本文研究了再生粗骨料掺量、再生细骨料掺量、粉煤灰取代水泥量和水灰比对再生混凝土抗压强度和坍落度的影响。正交试验表明,再生粗骨料的掺量是影响再生混凝土强度和坍落度的主要因素;通过正交分析,提出了再生混凝土的最佳配合比,并选出强度和坍落度均比较高的三组混凝土做耐久性的试验研究。