纳米SiO_2改性再生骨料混凝土工程应用研究及实体性能监测

研究采用纳米SiO2浸渍再生粗骨料的方式对再生骨料混凝进行改性处理,将经纳米改性和未经纳米改性的再生骨料混凝土应用于实际框架结构工程中,并以普通预拌混凝土作对照,采用同配合比的三种混凝土各原位浇筑一根梁,对这三根结构对称、受荷相似的梁开展构件应变监测,同时对同批浇筑的试块进行试验室力学性能测试,进行对比分析,探索纳米SiO2对再生骨料混凝土的改性效果及其应用可行性。分析结果表明未经纳米改性处理的再生骨料混凝土力学性能劣于同配合比的普通预拌混凝土,但经过纳米SiO2改性处理的再生骨料混凝土力学性能明显改善,其强度与变形性能可与普通预拌混凝土相当。研究同时证明,冬季低温施工对于混凝土、尤其是再生骨料混凝土的强度提升及抵抗变形能力发展具有较大的不利影响。     

钢筋再生混凝土结构研究进展及其工程应用

再生混凝土绿色、环保,是实现建筑垃圾资源化再利用的重要途径。为了进一步推动钢筋再生混凝土结构的研究发展与工程应用,分析了钢筋再生混凝土梁、板、柱、剪力墙、梁-柱节点及框架结构的受力性能、抗震性能、抗火性能、氯离子侵蚀后性能、徐变及抗冻性能的研究现状及存在的不足,列举了典型工程案例,指出了需要深化研究的问题。研究表明,钢筋再生混凝土梁、板、柱、剪力墙、梁-柱节点及框架结构的上述多数性能较同类钢筋普通混凝土构件(结构)的均有不同程度的劣化,但可通过合理设计实现其与普通混凝土相当甚至更好的性能,可用于实际工程中。     

钢筋再生粗骨料混凝土简支梁的受弯性能试验研究

为了研究再生粗骨料混凝土受弯构件的的抗弯机理和受弯性能,通过对6根不同再生骨料取代率(0%、50%、70%和100%)和不同配筋率(0.68%、0.89%和1.13%)的再生粗骨料混凝土梁受弯对比试验,分析了再生粗骨料混凝土受弯构件的正截面受力、构件变形性能和破坏特征。试验结果表明:再生粗骨料混凝土梁的正截面应变服从平截面假定,在相同的条件下与普通混凝土梁相比,再生混凝土梁的破坏形态、开裂弯矩和极限承载力基本相同,而再生粗混凝土梁的变形较普通混凝土梁大。     

再生混凝土结构性能研究最新进展

重点分析和讨论再生混凝土结构性能,对再生混凝土结构性能研究的最新进展进行了综述。分析了再生混凝土梁的抗弯性能和受剪性能、再生混凝土板的抗弯承载力、再生混凝土柱的承载力、再生混凝土剪力墙和再生混凝土砌块墙体的抗震性能、再生混凝土梁柱节点的基本力学性能和抗震性能;探讨了再生混凝土平面框架在低周反复水平加载下的承载能力、变形能力以及抗震能力;分析讨论了再生混凝土空间框架结构和砌体结构在动力荷载下的动力特性、地震反应、结构延性、地震损伤等。国内外再生混凝土结构性能的研究表明,合理设计施工的再生混凝土结构(构件)基本上能够达到普通混凝土结构(构件)的性能要求,其应用于土木工程中是可行的,可以在抗震设防地区推广和应用。     

基于荷载长期效应再生混凝土梁受弯性能试验及刚度计算方法

通过对再生粗骨料取代率0%、30%、50%、80%、100%的再生混凝土梁进行短期以及对其中取代率0%、50%、100%再生混凝土梁1 200 d的长期变形试验研究,对比分析普通混凝土梁与再生混凝土梁、不同取代率再生混凝土梁之间变形发展规律。研究结果表明:再生混凝土梁短期刚度较普通混凝土梁小,长期加载阶段再生混凝土较普通混凝土、高取代率较低取代率再生混凝土梁呈现出变形前期增长缓慢、后期增长加速、长期变形曲线收敛时间较长的"后延性"特点;同时以短期变形试验数据为基础,拟合内力臂系数、钢筋应变不均匀系数、截面弹塑性抵抗矩系数,提出再生混凝土梁短期刚度计算方法;基于长期附加变形数据,提出挠度增大影响系数并建立适用于不同取代率再生混凝土梁长期刚度计算公式,采用该公式的计算结果与本试验及国内其他学者试验结果吻合较好,满足计算精度要求。     

钢管再生混凝土柱的力学性能研究现状分析

为了研究钢管再生混凝土柱的力学性能,在已有的研究成果基础上,综合归纳分析了钢材等级,混凝土等级,再生骨料代换率,长细比,含钢率,柱横截面面积和套箍系数等参数对钢管再生混凝土柱破坏模态,静力性能,抗震性能,长期荷载作用下力学性能及耐火性能的影响,并通过试验与有限元的方法将其与普通钢管混凝土柱进行了对比。结果表明:钢管再生混凝土柱力学性能良好,可以媲美普通钢管混凝土柱,在经过合理结构构件设计之后,完全可以替代普通钢管混凝土柱而应用于实际工程中。     

LC45轻骨料混凝土梁的力学特性

对比分析了同强度等级的普通混凝土及轻骨料混凝土矩形截面构件的应力应变特性和轻骨料混凝土预应力T梁受力特点。试验表明,对于非预应力混凝土配筋梁,LC45轻骨料混凝土构件的开裂荷载及破坏荷载分别高于C45普通混凝土构件;而预应力轻骨料混凝土试验梁的开裂荷载为规范计算值的1.6倍左右,并且在设计的荷载范围内,梁的荷载挠度曲线呈线性,梁在弹性工作状态中。     

再生混凝土梁抗弯承载力试验研究

对5根除再生粗骨料取代率不同外、其余包括配筋率及混凝土抗压强度均相同的再生混凝土简支梁进行了抗弯承载力试验,通过研究分析了再生混凝土受弯构件正截面受力情况及破坏模式。试验结果经过对比发现,再生混凝土梁跨中正截面在受力过程中仍具有与普通混凝土梁相似的弹性、开裂、屈服和极限阶段,其抗弯机理基本相同;相同条件下,再生混凝土梁的极限承载力随着再生混凝土再生骨料的取代率的增加逐渐减弱,并且再生混凝土梁后期变形能力好,具有较好的延性。     

混钢全装配框架结构体系初探

本文提出了一种全装配框架结构——混钢框架结构,其方法是将混凝土梁柱构件用钢构件连接形成框架.针对这种框架结构提出了:混凝土构件与钢构件之间采用套筒转换连接的构造做法,混凝土构件中的钢筋焊于套筒端板上,通过端板传力于钢构件上;混凝土柱与柱采用钢制法兰连接,连接位置可设在楼层中间,该处柱弯矩较小,也方便安装施工;柱与梁连接...     

再生粗骨料混凝土梁抗弯性能试验研究

通过对3根相同配筋率、相同混凝土抗压强度、不同再生粗骨料取代率的再生混凝土简支梁的抗弯试验,探讨了再生混凝土受弯构件正截面受力变形性能和破坏特征。试验结果表明:再生混凝土梁正截面在受力过程中,仍具有弹性、开裂、屈服和极限4个明显特征;正截面平均应变服从平截面假定;相同条件下,再生混凝土梁的开裂弯矩和极限抗弯承载能力接近于普通混凝土受弯构件,抗弯刚度小于普通混凝土受弯构件。最后,本文根据现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)提出的普通混凝土梁的计算公式,验算了再生混凝土梁的开裂弯矩、极限弯矩、挠度和最大裂缝宽度。初步验算结果表明,除极限弯矩计算公式外,普通混凝土梁的开裂弯矩、挠度和最大裂缝宽度计算公式均不再适用于再生混凝土梁。     

Mechanical properties of concrete with recycled coarse aggregate

This paper reports the results of an experimental study on some of the mechanical properties of recycled aggregate concrete (RAC) as compared to those of the conventional normal aggregate concrete (NAC). Ten mixes of concrete with target compressive cube strength ranging from 20 to 50 MPa were cast using normal or recycled coarse aggregates. The development of the cube compressive strength and the indirect shear strength at ages of 1, 3, 7, 14, 28 and 56 days, the compressive strength, the strains at maximum compressive stress and the modulus of elasticity tested by using concrete cylinders at 28 days are reported. The results show that the 28-day cube and cylinder compressive strength, and the indirect shear strength of recycled aggregate concrete were on the average 90% of those of natural aggregate concrete with the same mix proportions. For concrete with cylinder compressive strengths between 25 and 30 MPa, the modulus of elasticity of RAC was only 3% lower than that of NAC. The trends in the development of compressive and shear strength and the strain at peak stress in recycled aggregate concrete were similar to those in natural aggregate concrete.     

回弹法检测再生混凝土抗压强度研究

针对再生粗骨料取代率分别为0％，30％，50％，70％和100％的150块再生混凝土试块，采用普通混凝土回弹仪进行了抗压强度检测试验研究。研究结果表明，回弹法可以用于再生混凝土抗压强度检测。通过采用多种回归模型进行比较分析，得到了再生混凝土统一测强曲线公式。定量分析表明，其测试精度满足混凝土质量控制要求。为反映再生粗骨料取代率的影响，文中还给出了按再生粗骨料取代率分类的测强曲线及回归方程。最后，对比了再生混凝土与普通混凝土全国统一曲线。结果表明，再生混凝土的表面硬度小于普通混凝土，但其随抗压强度增加的速度快于普通混凝土。     

再生粗骨料混凝土力学性能试验研究

以某10年龄期的既有建筑物废弃混凝土作为再生粗骨料原料,配制了坍落度达140 mm的C40泵送混凝土。以再生粗骨料取代率、粉煤灰取代率为主要研究参量,对配制的混凝土试块的立方体抗压、棱柱体抗压、劈裂抗拉和弹性模量等力学性能指标进行了系统的试验研究。结果表明,再生混凝土的抗压、劈裂抗拉破坏形态与普通混凝土基本一致。在满足坍落度一定的前提下,立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和弹性模量随着再生骨料取代率的增加而降低,而随着粉煤灰取代率的增加而有所提升;劈裂抗拉强度离散性较大,无明显规律;各力学指标间关系受再生粗骨料和粉煤灰取代率的影响也不明显。研究结果可为再生粗骨料的应用提供参考。     

再生砖混骨料混凝土梁受弯性能

建造于20世纪的老旧房屋拆除垃圾往往含有大量的红砖块。红砖的各项性能与废混凝土有较大区别,但目前建筑固废处理工艺不能较好地分离红砖骨料。为高效合理利用含有大量红砖的再生砖混骨料,对强度等级分别为C25、C30和C35的3根天然骨料混凝土梁和3根再生砖混骨料混凝土梁进行受弯性能试验研究,分析再生砖混骨料混凝土梁相比于同强度的天然骨料混凝土梁在受力过程、破坏特征、变形能力与承载力等方面的差异。试验结果表明：再生砖混骨料混凝土梁在加载至破坏过程中,具有同天然骨料混凝土梁相似的受力阶段,且同样符合平截面假定。但相比同强度的天然骨料混凝土梁,再生砖混骨料混凝土梁极限承载能力略小,在加载过程中梁表面裂缝更易产生与发展,刚度下降更显著,变形更大,且从屈服到破坏产生的变形较小,延性较差。     

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.     

再生混凝土梁长期加载与卸载后受弯性能试验研究

为了研究再生混凝土梁长期受弯性能,针对3个不同再生粗骨料取代率(0%、50%和100%)的再生混凝土梁进行了3045d的长期加载以及长期荷载卸载后的受弯性能试验,并将再生混凝土梁在不同阶段的裂缝及变形发展规律与普通混凝土梁进行了对比分析。结果表明：与普通混凝土梁相比,再生混凝土梁裂缝分布具有间距较大、次生裂缝数量较多的特点;再生混凝土梁长期变形具有后延性,在长期荷载卸载后表现出更多的变形恢复特征;卸载后受弯试验过程中,再生混凝土梁钢筋屈服荷载和极限荷载值与普通混凝土梁相比均降低;提出了长期荷载移除后再生混凝土梁二次加载受弯承载力计算公式,建议实际工程的二次受弯承载力折减系数取值为0.85。     

再生骨料混凝土渗透性试验研究

对粗骨料取代率为100％的再生混凝土氯离子渗透性进行了试验研究,分析了不同强度等级下再生混凝土的氯离子渗透性,并与相同强度等级的普通混凝土进行了对比研究。结果表明：随着强度的提高,再生混凝土的抗氯离子渗透性相应提高;在相同强度等级下,再生混凝土与普通混凝土的氯离子渗透性相差不大。     

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。     

考虑时变可靠度的再生混凝土结构设计

由于再生粗骨料来源和废混凝土工程服役情况的复杂性,导致再生混凝土的性能表现出明显的离散性和时变性特点。为保证再生混凝土构件服役期内安全可靠,以再生混凝土的时变应力-应变曲线、碳化性能、保护层开裂等研究成果为基础,同时基于构件的时变可靠度分析,发现再生混凝土抗压强度、梁配筋率、保护层厚度、碳化系数以及钢筋锈蚀率对可靠指标影响显著,进而提出了保证再生混凝土构件时变可靠度水准的方法。结合已经确定的再生混凝土材料分项系数,提出了保持再生混凝土抗压强度标准值与普通混凝土相同,提高构件纵向配筋率/配箍率的设计方法。并给出了考虑时变可靠度的再生混凝土构件承载力计算式,可用于再生混凝土结构设计。     

Influence of parent concrete on the properties of recycled aggregate concrete

This paper discusses first the properties of recycled aggregates derived from parent concrete (PC) of three strengths, each of them made with three maximum sizes of aggregates. The relative physical and mechanical properties of fresh granite aggregate are discussed. Using these nine recycled aggregates, three strengths of recycled aggregate concrete (RAC) were made and studied. Typical relationship between water–cement ratio, compressive strength, aggregate-cement ratio and cement content have been formulated for RAC and compared with those of PC. RAC requires relatively lower water–cement ratio as compared to PC to achieve a particular compressive strength. The difference in strength between PC and RAC increases with strength of concrete. The relative evaluation of tensile and flexural strengths and modulus of elasticity has also been made.