基于孔结构特征的再生骨料透水混凝土抗冻耐久性试验

为探究冻融循环作用下透水混凝土渗透性能和力学性能演变规律与孔隙结构特征之间的关系,以再生骨料透水混凝土为研究对象,对比分析了连续孔隙率、透水系数和抗压强度随冻融次数的变化规律,并借助CT技术获得不同冻融次数下试件内部的孔结构破坏特征.试验结果表明,再生骨料透水混凝土的连续孔隙率、透水系数、平均孔径均随冻融循环次数的增加而增大,抗压强度随着冻融次数的增加逐渐降低;建立了连续孔隙率、透水系数、抗压强度和平均孔径随冻融循环次数变化的回归曲线方程;孔隙结构特征直接影响透水混凝土的各项物理性能和力学性能,根据再生骨料透水混凝土冻融破坏机理,建立强度-平均孔径模型,连续孔隙率和透水系数与平均孔径模型,该成果可为再生骨料透水混凝土的工程应用提供借鉴.     

聚丙烯纤维及橡胶颗粒对透水混凝土性能的影响

以聚丙烯纤维及橡胶颗粒掺量为影响因素,通过测定透水混凝土的28 d抗压强度、抗折强度、孔隙率及透水系数等性能指标,获取聚丙烯纤维及橡胶颗粒掺量与透水混凝土力学性能及透水性能的关系.试验结果表明:粗骨料粒径为4.75~9.5 mm时,掺入橡胶颗粒和聚丙烯纤维皆会使透水混凝土的28 d抗压强度、抗折强度提高,但会使透水系数减小,透水性能下降;与掺加橡胶颗粒相比,掺加聚丙烯纤维可以更加明显地改善透水混凝土力学性能;随着掺入聚丙烯纤维以及橡胶颗粒比例的增加,透水混凝土28 d抗压强度、抗折强度性能指标上升的幅度逐渐减小,透水性能则逐渐下降.     

粉煤灰微珠掺量对透水混凝土的影响*

本文研究了不同粉煤灰微珠掺量对透水混凝土工作性、透水系数、连续空隙率、抗压强度及劈裂抗拉强度的影响。通过单要素控制变量法研究发现：粉煤灰微珠掺量范围在20%~30%时,微珠对透水混凝土工作性及抗压性能的提升作用最为有效。粉煤灰微珠掺量为10%时,透水混土的连通空隙率有明显提高。透水系数与粉煤灰微珠掺量整体呈负相关联系。透水混凝土劈裂抗拉强度受“粉煤灰微珠”掺量的影响较小。     

不同冻融介质作用下再生骨料透水混凝土耐久性试验研究

为探索不同冻融介质下再生骨料透水混凝土的冻融耐久性,分别以清水和3.5wt％ NaCl溶液为冻融介质,分析比较了不同冻融环境下再生骨料透水混凝土质量损失、动弹性模量、剩余抗压强度、CT扫描断面平均孔隙率随冻融循环次数的变化规律.试验结果表明,不同冻融介质作用下,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,氯盐环境下更易引起再生骨料透水混凝土的冻融破坏;再生骨料透水混凝土相对剩余抗压强度与相对动弹性模量之间具有良好的相关性,可通过测量冻融后再生骨料透水混凝土相对动弹性模量来评估其剩余抗压强度;最后基于两参数Weibull概率分布函数建立了再生骨料透水混凝土冻融损伤演化方程,可用于表征不同冻融介质作用下再生骨料透水混凝土试件的冻融损伤破坏程度.     

基于正交试验的多孔混凝土强度和孔隙率试验研究

应用于河道衬护的多孔质混凝土,在保证一定强度的同时,还应具有足够的孔隙为水生生物提供生存场所。根据多孔混凝土的结构特点,基于正交试验研究了目标孔隙率、骨料粒径和水灰比在不同因素下,对多孔混凝土实测孔隙率、抗压强度、劈裂抗拉强度的影响。试验结果表明:实测孔隙率较目标孔隙率低,但两者变化规律基本一致,实测孔隙率随目标孔隙率的增大而增大;28d抗压强度和劈裂抗拉强度与孔隙率呈负相关关系;随着水灰比的增大,浆体包裹骨料更均匀,使得黏结力增强,从而提高了抗压强度和劈裂抗拉强度,但在水灰比较大时,为避免沉浆带来的不利影响,应控制骨料的粒径。     

吸附砂浆含量对混凝土力学与氯离子渗透性能的影响

为探究再生骨料的吸附砂浆含量对再生混凝土力学性能及抗氯离子渗透性的影响,以天然粗骨料及5种不同吸附砂浆含量的再生粗骨料为原材料,制备了相同目标强度C40混凝土.测试了28 d抗压强度、劈裂抗拉强度及氯离子渗透深度,进行了氯离子渗透前后的SEM分析.实验结果表明,再生粗骨料吸附砂浆含量越大,再生粗骨料混凝土内部结构越疏松,孔隙越多,氯离子渗透后界面裂缝也越多.当吸附砂浆含量为34.9％ ～38.6％时,再生粗骨料混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度仍与天然骨料混凝土相近,抗氯离子渗透性满足设计使用年限50年,环境作用等级为D的氯化物环境下的要求.     

基于正交试验的透水再生混凝土性能优化试验研究

透水混凝土在缓解城市内涝、噪音效应和热岛效应等方面具有广泛的应用前景,但多孔导致的强度偏低限制了其进一步推广应用。本文采用再生粗骨料和聚丙烯纤维配制高性能透水再生混凝土,设计五因素四水平正交试验,采用极差法分析水胶比、目标孔隙率、再生粗骨料取代率、粉煤灰掺量和聚丙烯纤维掺量对透水再生混凝土抗压强度、有效孔隙率、透水系数的影响规律。结果表明:透水再生混凝土抗压强度影响因素的主次顺序为目标孔隙率>再生粗骨料取代率>水胶比>聚丙烯纤维掺量>粉煤灰掺量;透水再生混凝土抗压强度最大为48.26 MPa,此时透水系数为1.96 mm/s;随着目标孔隙率的提高抗压强度呈线性下降的趋势;40%再生粗骨料等质量取代天然粗骨料后,透水再生混凝土的抗压强度达到28.7 MPa,提高119.08%,透水系数增加9.44%;掺入0.11%体积掺量的聚丙烯纤维后透水再生混凝土的抗压强度达到27.4 MPa,提高幅度为10.48%,而且透水性能不会降低。研究结果可以为高性能透水再生混凝土的制备提供依据。     

高性能再生混凝土基本力学性能研究

本文对高性能再生混凝土的基本力学性能进行了系统的研究,其中包括高性能再生骨料混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、应力—应变曲线、劈裂抗拉强度、弹性模量.研究表明,高性能再生骨科混凝土的抗压、抗拉性能均比高性能天然骨料混凝土差,但是其弹性模量比高性能天然骨料低,脆性降低,对受拉有利.     

不同强度混凝土制造的再生骨料对高性能混凝土力学性能的影响(英文)

研究了由强度为30～100 MPa混凝土制造的再生骨料对高性能混凝土力学性能的影响。结果表明:利用30 MPa和45 MPa低强度混凝土制造的再生骨料搅拌的高性能混凝土,其力学性能明显下降;而由80MPa和100MPa的高强度混凝土制造的再生骨料搅拌的高性能混凝土,其28d抗压强度略高于由天然骨料搅拌的高性能混凝土的;再生骨料降低高性能混凝土的弹性模量,但降低量随着制造再生骨料混凝土的强度的增加而减少;28 d后再生骨料高性能混凝土的劈裂强度高于天然骨料高性能混凝土;由80 MPa和100 MPa高强度混凝土制造的再生骨料可以搅拌高性能混凝土。     

再生混凝土透水砖试验研究*

针对建筑垃圾的处理的问题,提出了将废弃混凝土破碎、清洗、分级处理成再生骨料,采用正交试验方法用这种骨料制备透水砖,同时,考虑了粒径、水泥用量、砂率及水灰比等因影因素对透水砖性能的影响。研究结果表明,当骨料粒径为10-20 m,水泥用量为420 kg/m³,砂率为9%,水灰比为0.31时,满足再生混凝土透水砖的标准要求;分别建立了粒径、水泥用量、砂率及水灰比等影响因素与透水系数、抗压强度的回归方程;最后,建立了透水系数与抗压强度的二次曲线拟合方程。     

玻璃粉对再生混凝土力学性能的影响

为了实现城市固体垃圾废玻璃资源化,本文研究了不同掺量(0%、5%、10%和20%,质量分数)玻璃粉(GP)取代水泥对再生混凝土抗压强度、劈拉强度和弹性模量等力学性能的影响,并通过压汞法(MIP)和扫描电子显微镜(SEM)分析了再生混凝土的内部微观结构。研究结果表明,玻璃粉降低了再生混凝土早期的力学性能,但掺入适量的玻璃粉有利于提高再生混凝土后期的力学性能。含10%(质量分数)玻璃粉试样90 d的抗压强度、劈拉强度和弹性模量均高于普通再生混凝土,同时总孔隙率降低19.3%。玻璃粉的二次火山灰活性和微集料填充作用改善了再生混凝土的微观结构。     

同掺再生粗细骨料混凝土的力学与耐久性能研究

为了探讨同时掺入大掺量再生粗骨料和细骨料制备C40及以上强度等级再生混凝土的可行性,在C45天然骨料混凝土配合比的基础上,采用II类再生粗骨料、I类再生细骨料,以同掺再生粗细骨料质量替代率为25%、50%、75%、100%配制了4组再生混凝土,研究了再生粗细骨料替代率对再生混凝土基本力学性能和耐久性能的影响规律。结果表明:当同掺再生粗细骨料的替代率为25%时,混凝土的力学性能下降很小,替代率为50%、75%的混凝土的抗压强度分别达到C45、C40等级,替代率100%的全再生粗细骨料混凝土的28 d抗压、劈拉、轴压强度和弹性模量等力学性能指标较天然骨料混凝土降低12.0%~23.2%,并达到C35抗压强度等级。增加再生粗细骨料的替代率会降低混凝土的耐久性,但即使是全再生粗细骨料混凝土仍可获得高的耐久性,其抗碳化性能、抗氯离子渗透性、抗冻性能分别达到T-IV、RCM-IV和F300等级,说明在混凝土中同时掺用50%及以上再生粗细骨料配制C40及以上强度等级的再生混凝土是可行的。     

掺级配良好再生PVC骨料混凝土的力学和吸能性能

将级配良好的再生聚氯乙烯(PVC)颗粒以不同掺量等体积替代天然细骨料后加入混凝土中制成试件,进行力学性能试验和冲击试验,得到立方体压缩强度、劈裂抗拉强度、卸载弹性模量、能量吸收率和微观结构图,用来探究不同掺量的再生PVC骨料混凝土的力学和吸能性能。结果表明,当PVC骨料掺量为0%,5%,10%,15%,20%,30%时,其混凝土压缩强度分别为49.34,52.44,45.79,46.41,45.6,43.46 MPa,劈裂抗拉强度为2.73,3.58,3.2,2.92,2.69,2.44 MPa,混凝土的压缩强度和抗拉强度均随掺量增加呈先增加后缓慢降低趋势,并且用级配良好的再生PVC颗粒替代天然细骨料加入混凝土的力学性能比单一粒径塑料颗粒优良;随PVC骨料掺量增加,混凝土脆性得到改善且延性增强;混凝土的能量吸收能力随再生PVC细骨料掺量增加呈直线增加趋势。     

双掺粉煤灰及偏高岭土对混凝土性能的影响研究

通过测试混凝土抗压强度、劈拉强度、抗渗、抗碳化、抗冻性能,研究了粉煤灰和偏高岭土单掺、复掺时对混凝土性能的影响。同时分析了粉煤灰和偏高岭土对混凝土性能的作用机理。研究结果表明:当粉煤灰掺量为胶凝材料的15%、偏高岭土掺量为胶凝材料的12%,相比普通混凝土,复掺粉煤灰及偏高岭土混凝土28d抗压强度提高了15.8%、劈拉强度提高了20.4%、渗透系数降低了69.1%、碳化深度降低了29.3%,200次冻融循环后,相对动弹性模量提高了33.1%、混凝土质量损失降低了43.8%。复掺粉煤灰及偏高岭土适用于制备高性能混凝土。     

净水功能型透水混凝土的组成设计研究

为净化雨水和补充地下水,设计了一类净水功能型偏高岭土基地聚合物透水混凝土。通过研究壳聚糖掺量、碱激发剂模数与碱当量对偏高岭土基地聚合物浆体力学、吸附特性的影响,制备了一种可用于透水混凝土的高吸附性浆体材料。基于此,进一步探讨了透水混凝土骨料堆积孔隙率、浆集比(P/A)等体积结构参数对其净水、透水与力学性能的影响。结果表明:随着壳聚糖掺量的增加,偏高岭土基地聚合物的强度呈先提高后降低的趋势,Pb²⁺的吸附量呈增大趋势;随着骨料堆积孔隙率的增大,透水混凝土的力学和净水性能均减弱,透水性增强;随着浆集比的增大,透水混凝土力学与净水性能增大,透水性减小。最终设计出净水、透水与力学性能协调的透水混凝土,其28 d抗压强度、透水系数和Pb²⁺去除率分别为20.1 MPa、0.67 cm/s和90.5%。     

Influence of amount of recycled coarse aggregates and production process on properties of recycled aggregate concrete

In this study recycled coarse aggregates obtained by crushed concrete were used for concrete production. Four different recycled aggregate concretes were produced; made with 0%, 25%, 50% and 100% of recycled coarse aggregates, respectively. The mix proportions of the four concretes were designed in order to achieve the same compressive strengths. Recycled aggregates were used in wet condition, but not saturated, to control their fresh concrete properties, effective w/c ratio and lower strength variability. The necessity to produce recycled aggregate concrete with low-medium compressive strength was verified due to the requirement of the volume of cement. The influence of the order of materials used in concrete production (made with recycled aggregates) with respect to improving its splitting tensile strength was analysed. The lower modulus of elasticity of recycled coarse aggregate concretes with respect to conventional concretes was measured verifying the numeral models proposed by several researchers.     

PVC粗骨料混凝土的力学和吸能性能分析

将聚氯乙烯(PVC)软板进行粉碎得到级配良好的片状PVC颗粒以不同掺量等体积替代天然粗骨料后加入混凝土中制成试件,做单轴压缩试验和钢球自由落体冲击试验,得到立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、卸载弹性模量和能量吸收率,用来探究不同掺量的PVC粗骨料混凝土力学和吸能性能。结果表明,随PVC粗骨料掺量增加,混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度均呈显著降低趋势,在实际工程中,PVC粗骨料掺量应该控制在20%左右;随PVC粗骨料掺量增加,混凝土脆性得到改善以及延性增强;混凝土的能量吸收能力随PVC粗骨料掺量增加呈显著增加趋势。