回收轮胎钢纤维再生骨料混凝土基本力学性能试验研究

混凝土的基本力学性能与破坏形态是反映试件在不同受力状态下承载能力与韧性的重要指标。为了研究回收轮胎钢纤维(RTSF)再生骨料混凝土的基本力学性能,试验设计了8组不同种类的混凝土试件。通过坍落度、含气量、立方体抗压、劈裂抗拉与抗折试验,系统的探究了RTSF体积掺量(0.25%、0.5%、0.75%和1.0%)和再生骨料取代率(质量分数分别为50%、75%和100%)对混凝土基本力学性能以及破坏形态的影响。研究表明:随着再生骨料取代率的升高,混凝土拌合物坍落度减小、含气量增大,各项力学性能均产生不同程度的降低;RTSF能够有效提高再生骨料混凝土的基本力学性能,且试件的破坏形态随RTSF掺量的增加呈现出明显的延性破坏特征。综合各项指标,当再生骨料取代率为50%时,RTSF体积掺量为0.5%的RTSF再生骨料混凝土力学性能最佳。其试件立方体抗压强度(28 d)较普通混凝土仅降低1.0%,而劈裂抗拉强度与抗折强度较普通混凝土分别提高9.6%和12.5%。此外其弯曲韧度指数I₅、I₁₀和I₂₀分别为普通混凝土的2.7倍、3.8倍和4.8倍。     

粉煤灰掺量对再生混凝土力学性能和抗冻性的影响研究

研究粉煤灰掺量、再生粗骨料取代率对再生混凝土抗压强度和抗折强度的影响,并对再生混凝土在不同冻融循环次数下的抗压强度和质量损失率进行了研究.结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,再生混凝土抗压强度呈先增大后降低的趋势,当粉煤灰掺量为15%,再生粗骨料取代率为30%时,再生混凝土的抗压强度达到最大;粉煤灰掺量对抗折强度提高幅度较小;在冻融循环低于50次时,试块抗压强度下降速度较缓,此后下降速度加快,当冻融循环达到150次时,强度损失最大;再生粗骨料取代率对试块的抗冻性影响高于粉煤灰掺量.建立了考虑再生粗骨料取代率、粉煤灰掺量因素的冻融循环作用下再生混凝土抗压强度指数衰减规律预测模型.     

钢纤维补偿收缩再生混凝土制备及性能

利用钢纤维和膨胀剂制备补偿收缩再生混凝土,采用力学试验、SEM和变形测试等方法,对不同钢纤维体积掺量和不同再生粗骨料取代率时再生混凝土性能指标进行试验与探讨.结果 表明:随着再生粗骨料取代率的增长,混凝土抗压、抗折强度呈现先减小后增大再减小的劣化变化规律;再生混凝土中掺入适量钢纤维可以提高其力学性能和改善混凝土试件的破坏特征;利用膨胀剂水化反应产物的填充效应,提高骨料界面过渡区的密实度,降低再生混凝土的自收缩,钢纤维和膨胀剂两者同时掺入再生混凝土中,可以优势互补,从而提高再生混凝土强度和变形性能.     

纳米SiO2强化再生粗骨料及其对混凝土抗压强度的影响

为研究纳米SiO2(NS)对再生粗骨料及混凝土的强化效果,对15组不同NS掺量、NS加入方式和再生粗骨料取代率下的混凝土进行了抗压强度测试,结果表明:在龄期和NS掺量相同的条件下,混凝土抗压强度随着再生粗骨料取代率的增加而降低;混凝土的抗压强度随着NS的掺量的增加出现先上升后下降的趋势,取代率为50％和100％的再生混凝土,抗压强度在NS掺量为3％时达到最大;采用浸泡法强化再生粗骨料对再生混凝土的抗压强度提高效果不如采用直接掺入法.最后,提出了一个可用于预测NS对再生混凝土强化效果的公式.     

再生骨料混凝土弹性模量实验研究

测试了不同再生骨料取代率、粉煤灰、减水剂、膨胀剂掺量再生骨料混凝土弹性模量,对比分析了几种常用的弹性模量预测模型.研究表明:再生骨料混凝土弹性模量随着再生骨料取代率的增加,呈现先增加后降低的现象;随着粉煤灰掺量的增加而增大;随着减水剂的增加而减小;当膨胀剂掺量较小时,再生骨料混凝土弹性模量随膨胀剂掺量的增加而增大,但过多的膨胀剂掺量反而会降低再生骨料混凝土弹性模量.再生骨料混凝土弹性模量值可根据本文中公式(4)进行计算.     

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。     

混杂玄武岩-聚丙烯纤维增强再生混凝土力学性能研究

为有效改善再生混凝土(RC)的力学性能，室内制备了不同玄武岩纤维(BF)、聚丙烯纤维(PPF)掺量条件下的再生混凝土，并对其展开了立方体抗压、劈裂抗拉、吸水性及微观电镜扫描。研究结果表明：(1)单掺BF能够增大RC的抗压强度，而单掺PPF会导致RC的抗压强度；相较于普通RC(0BF+0PPF),掺入BF和PPF材料后会导致RC的劈裂抗拉强度增大。(2)RC的吸水性随BF材料掺量增大而减小，但随着PPF掺量增大呈先减小后增大的变化趋势。当吸水性试验结束时，不同BF掺量(0PPF)RC的吸水率分别达到3.24%、2.43%、2.27%和1.78%,不同PPF掺量(0BF)RC的吸水率则分别为3.24%、2.70%、3.99%及6.25%。(3)基于微观电镜扫描试验结果可知，BF能够为水泥浆体提供附着点，从而增大水泥浆体的分布范围；而PPF具有疏水性质，会导致RC结构弱化。复掺玄武岩-聚丙烯纤维在RC中呈交叉-网状结构分布，有效限制了混凝土混合物的分离和沉降裂缝的产生，能够提高混凝土基体的强度和韧性。     

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。     

高温后再生保温混凝土抗压以及变形性能研究

制备了不同再生骨料掺量的保温混凝土试件,进行了100℃~700℃的高温试验,测试了混凝土试件高温后的质量损失率和单轴抗压强度,分析了试件的受压破坏过程和变形性能随再生骨料取代率和试验温度的变化规律。研究结果表明:(1)在相同温度下,混凝土的质量损失率随再生骨料取代率的升高而增大;(2)混凝土试件在小于300℃时表现为脆性特征,在大于500℃后表现为塑性特征;(3)混凝土的峰值抗压强度随温度的增大而减小,随再生骨料取代率的升高而先增大后减小;(4)混凝土的峰值应变随温度和再生骨料取代率的增大而增大。     

粉煤灰对再生骨料混凝土抗压性能影响研究*

研究用破碎、筛分处理后的建筑垃圾作为混凝土的粗骨料，代替天然粗骨料配制C20级再生混凝土，测试其抗压强度是否满足混凝土正常使用标准。再生骨料的取代率设计为0，35%，65%，100%，每个取代率做3组试件共24组试件，进行了混凝土的抗压强度试验，并探讨掺入粉煤灰对其抗压强度的影响。试验结果表明：C20级再生混凝土的抗压强度会随再生骨料取代率的增大而降低，粉煤灰可以减少水泥用量但对抗压强度影响不大。     

HEC取代水泥对玻璃纤维再生混凝土力学性能的影响

为了提高建筑垃圾利用率和改善再生混凝土性能，以玻璃纤维再生混凝土为研究对象，研究了HEC取代水泥对玻璃纤维再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、比强度和保温性能的影响。结果表明：玻璃纤维再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度随HEC取代率的增加呈现先增强后下降趋势，当HEC取代率为50%时，再生混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度最大；玻璃纤维能够显著提高再生混凝土轻质高强性能，比强度随玻璃纤维掺量的增加呈现先增大后降低趋势，当玻璃纤维掺量为2%时，混凝土的抗压强度和比强度最大。综合表明，当HEC取代率为50%、玻璃纤维掺量为2%时，玻璃纤维再生混凝土力学性能和保温性能最好。     

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。     

纤维增强再生骨料混凝土力学性能试验及公式推导

选取不同纤维制备多种纤维增强再生骨料混凝土试块,测试各项力学性能指标如抗压、劈裂抗拉强度和弹性模量,并与普通混凝土对比;探讨了玄武岩纤维的最优体积掺量,基于试验结果建立玄武岩纤维增强再生骨料混凝土各项力学性能之间关系的换算公式,并推导了力学性能指标计算公式。试验结果表明,由于再生粗骨料的较高吸水率导致实际水灰比降低,使得相同配合比下的素再生骨料混凝土获得了比普通混凝土更高的抗压和劈裂抗拉强度;而掺加纤维并非最优体积掺量及存在散布不均会导致再生骨料混凝土抗压强度下降。此外,玄武岩纤维对再生骨料混凝土力学性能的提升较小,部分性能甚至降低,立方体抗压强度对应最优体积掺量为0.1%,其他力学指标为0.2%。所提出的玄武岩纤维再生混凝土各力学性能指标计算公式准确度较好,具有一定的参考价值。     

再生粗骨料粒径对混凝土力学和耐久性能的影响

为了改善粗骨料系统并进一步提高再生混凝土的性能，在不改变天然粗骨料级配的情况下制备了再生粗骨料取代率分别为64%和36%的两个系列再生混凝土，研究了混合粗骨料体系中不同粒径(5～<10 mm、10～<20 mm、20～31.5 mm)天然/再生粗骨料对混凝土工作性、力学性能、耐久性能的影响。结果表明，当再生粗骨料总取代率不变时，随着再生粗骨料取代粒径增大，再生混凝土的坍落度/扩展度不断增大，抗压强度、抗折强度与弹性模量基本呈增大趋势，电通量和碳化深度逐步降低。在再生粗骨料取代率较高条件下，提高20～31.5 mm再生粗骨料的比例，更有利于改善再生混凝土的力学性能与耐久性能。     

纤维对再生砖混ECC力学性能及微观结构的影响

为促进不同粒径再生砖混骨料的多元化利用，本试验采用再生砖混细骨料完全代替石英砂，采用不同掺量聚丙烯纤维制备再生砖混工程水泥基复合材料(ECC),研究其受力破坏特征、强度影响机理及微观结构对力学性能的影响。结果表明：未掺纤维的再生砖混ECC的失效模式为脆性破坏，而掺纤维的再生砖混ECC受拉时具有明显的应变硬化特征，随着纤维掺量的增加，其抗折强度、极限抗拉强度和极限拉应变持续增大，抗压强度呈先增大后减小趋势，表现出良好的延性和韧性破坏特征；再生砖混ECC的孔隙率在11.28%～13.68%,通过SEM观察，发现纤维与再生砖混ECC黏结性能较好，纤维破坏模式主要为拔出和拉断破坏，开裂后应变硬化拉伸幅度和拉伸强度低于普通ECC混凝土；新旧浆体界面黏结性能相对薄弱，破坏时微裂缝容易在界面过渡区产生和发展。     

掺粉煤灰和石灰粉影响再生细集料混凝土抗压强度的试验研究

单掺粉煤灰时,随着掺量的变大,再生细集料混凝土的抗压强度是先增大后减小,粉煤灰掺量为20%时,再生细集料混凝土强度最大。双掺粉煤灰和石灰粉时,再生细集料混凝土早强增长较快,而后期强度则是随石灰粉掺量的增加是先增加后减小,石灰粉掺量为4%时,再生细集料混凝土的抗压强度最大。     

碳纤维再生混凝土循环受压性能及本构关系研究

为了研究循环荷载下碳纤维再生混凝土(CFRAC)的受压性能,以再生粗骨料取代率、碳纤维体积掺量和加载速率作为变化参数,设计并制作了40个圆柱体试件进行循环受压加载试验。试验观察了试件的破坏形态,获取了应力-应变曲线,分析了不同变化参数对峰值应力、峰值应变、塑性应变、刚度退化和应力退化等性能的影响规律。结果表明：碳纤维再生混凝土试件在循环荷载作用下主要发生脆性破坏;碳纤维改善了再生混凝土的循环受压性能,与未掺碳纤维混凝土相比,当碳纤维体积掺量为0.3%时,峰值应力和峰值应变分别提高了11.33%和12.22%;刚度退化与应力退化程度得到降低;当再生粗骨料取代率为100%时,峰值应力和峰值应变分别提高了10.16%和14.29%;最后,提出了碳纤维再生混凝土在循环受压下应力-应变本构方程。     

建筑垃圾配制再生混凝土的试验研究

建筑垃圾用作再生骨料是一种可循环利用的资源,再生骨料混凝土的研究与应用已引起了广泛关注。本文选择合适的原材料,通过对再生骨料混凝土的配合比设计、再生混凝土的力学性能等一系列试验,主要研究了建筑垃圾粗骨料掺量、水灰比、外加剂掺量等3个因素对再生混凝土抗压强度的影响及其原因,旨在探讨利用建筑垃圾替代粗骨料配制中等强度混凝土的可行性。     

C30废陶瓷再生骨料混凝土的抗压强度和 弹性模量研究

将废陶瓷破碎为再生粗、细骨料和粉料制备C30废陶瓷再生骨料混凝土,研究废陶瓷再生骨料、废陶瓷粉及养护条件对混凝土抗压强度和弹性模量的影响,并探讨废陶瓷再生混凝土的弹性模量与抗压强度之间的关系.结果表明:在标准养护条件下,废陶瓷粗骨料提高了混凝土的抗压强度及弹性模量;以废陶瓷粉为掺合料,掺量为10％时可提高混凝土的抗压强度及弹性模量,随掺量增加,混凝土抗压强度及弹性模量下降.与标准养护条件相比,模拟施工现场养护会降低混凝土的抗压强度和弹性模量;在养护早期,混凝土抗压强度损失率较低,至养护后期,抗压强度损失率增大.C30废陶瓷再生骨料混凝土的弹性模量与抗压强度之间呈线性相关,根据实验数据拟合得到的弹性模量与抗压强度计算关系式精度较高.     

模拟酸雨环境下废瓷砖再生混凝土中性化研究

将废弃瓷砖破碎为再生粗、细骨料及粉料,全组分制备再生混凝土.采用室内模拟酸雨侵蚀试验,研究不同pH值酸雨侵蚀条件下废瓷砖再生骨料、废瓷粉掺合料对混凝土中性化的影响.研究结果表明:与原生碎石混凝土相比,废瓷砖再生粗骨料混凝土的抗压强度较高,经酸雨侵蚀后的中性化深度最小;掺入废瓷砖粉的再生混凝土抗压强度随废瓷砖粉掺量的增加而降低,中性化深度随废瓷粉掺量的增加而增大.在相同酸雨侵蚀条件下,与原生碎石混凝土相比,废瓷砖再生混凝土的化学结合水含量较低,内部显微结构更致密.