不同粗骨料强化方法对全珊瑚骨料混凝土基本力学性能影响

为研究不同浸泡溶液对珊瑚粗骨料物理性能指标及珊瑚混凝土基本力学性能的提升效果，利用水泥-粉煤灰、水泥-硅灰、水玻璃溶液浸泡强化珊瑚粗骨料，并制成全珊瑚骨料混凝土，完成了立方体抗压、轴心抗压、劈裂抗拉、抗折、受压应力-应变曲线、弹性模量、泊松比等基本力学性能测试。结果表明：水泥-粉煤灰溶液浸泡处理后珊瑚粗骨料（CCA-F）和CCA-F混凝土力学性能的提升最明显，处理后粗骨料筒压强度提高17%，混凝土立方体抗压强度较粗骨料处理前在C25、C30、C35等级下分别提升了30%、18%、11%。3种浆液强化后珊瑚骨料混凝土其他力学性能的变化规律与立方体抗压强度相似，但泊松比变化不明显。     

再生骨料混凝土抗压强度试验研究

鉴于废弃混凝土的日益增多和危害,迫切需要合理开发和科学利用。针对再生粗骨料(RA)来源的多途径和品质差异及其对再生骨料混凝土(RAC)质量的影响,探讨不同来源再生骨料对再生骨料混凝土的立方体抗压强度(frcu)和棱柱体抗压强度(frc)的影响,选取最具典型代表的旧房拆迁、高强桩基、市政工程和科学研究等4种来源的废弃混凝土,经破碎加工成4种再生粗骨料,并作净化和预湿处理后,分别选取25%、50%、75%和100%4种取代率,按相关标准配置成4种再生骨料混凝土,经标准试验测其立方体抗压强度和棱柱体抗压强度。结果表明,再生粗骨料取代率对立方体抗压强度和棱柱体抗压强度影响较大,而不同再生粗骨料来源对立方体抗压强度和棱柱体抗压强度影响并不明显;矿物掺合料是影响棱柱体抗压强度的另一重要因素。     

再生粗骨料改性的试验研究

研究了用不同方法对再生粗骨料进行改性及改性后再生粗骨料对混凝土抗压强度的影响.结果表明,经过一定的改性处理,再生粗骨料的基本性能有所改善.各改性剂中改性效果最好的是浓度3%的盐酸,其后依次是有机硅防水剂、水泥外掺硅灰浆液、水玻璃、微膨胀高效抗裂防水剂.再生粗骨料改性后对混凝土的工作性能和抗压强度都有不同程度的改善.     

再生骨料强化技术研究

在水泥裹骨料工艺的基础上,研究了一种全新的再生骨料强化技术,即通过在再生骨料表面喷洒聚乙烯醉溶液形成聚乙烯醇粘结层,然后在聚乙烯醇粘结层表面再包裹1层水泥形成水泥外壳,从而增加了再生骨料对水泥的粘附力,达到了提高再生混凝土强度的目的.同时,通过试验对聚乙烯醇溶液外裹水泥法和纯水泥浆、水泥浆外掺矿粉、水泥浆外掺硅藻土、水泥浆外掺硅粉等4种不同化学浆液强化法强化的再生骨料及再生混凝土进行了相关物理力学性能的对比分析.结果表明,骨料表面喷洒聚乙烯醉溶液外裹水泥的方法可以提高再生混凝土的立方体抗压强度约22%.     

火山灰浆液改性再生粗骨料对混凝土性能的影响

为了研究不同配合比的火山灰浆液改性再生粗骨料对混凝土性能的影响，通过正交试验对比分析了改性和未改性再生粗骨料的吸水率、表观密度和压碎指标，探讨了改性再生粗骨料对混凝土力学性能和抗氯盐侵蚀性能的影响。结果表明：与未改性再生粗骨料相比，改性再生粗骨料的吸水率和表观密度增大，压碎指标减小；在火山灰浆液中掺入30%复合掺合料后，随着复合掺合料中粉煤灰掺量的增加，再生混凝土的抗压强度降低，氯离子扩散系数增大；在火山灰浆液中掺入适量稻壳灰后，再生混凝土的抗压强度提高，氯离子扩散系数减小；在火山灰浆液中掺入适量分散剂后，再生混凝土的抗压强度降低，氯离子扩散系数增大；综合考虑再生混凝土的力学性能和抗氯盐侵蚀性能，火山灰浆液的最佳配合比为矿粉掺量30%、稻壳灰掺量3%、不掺粉煤灰和分散剂。     

硫酸盐冻融对自密实再生粗骨料混凝土力学性能的影响

采用快速冻融循环法研究再生粗骨料(RCA)替代率、冻融环境及冻融循环次数对自密实再生粗骨料混凝土(SCRCAC)力学性能的影响。结果表明：RCA替代率相同时,清水冻融环境中SCRCAC经历125次冻融循环后的抗压强度、劈拉强度及单轴抗压强度损失率最小,5%质量分数的MgSO₄溶液冻融环境中为最大。冻融试验初期硫酸盐可抑制冻融损伤。冻融试验后期,不同冻融环境及RCA取代率下再生粗骨料混凝土与普通混凝土的抗压强度与冻融循环次数的关系曲线逐渐呈现分离。基于此,提出了劈裂抗拉及单轴抗压强度与抗压强度之间的新关系式,该模型能较好地预测RCASCC经硫酸盐冻融后的损伤劣化规律。建立的强度预测模型经游程检验表明模型精度较高。灰熵关联分析表明：清水、5%质量分数的Na₂SO₄溶液及5%质量分数的Na₂SO₄与5%质量分数的MgSO₄的混合盐溶液冻融环境中冻融循环次数对抗压强度及劈拉强度的影响大于RCA取代率;而与5%质量分数的MgSO₄溶液中情况相反...     

碱激发再生骨料纤维混凝土的工作性和力学性能研究

研究了碱激发剂浓度（2%、5%、8%）和再生粗骨料取代率（0、25%、50%、75%、100%）对PVA纤维混凝土坍落度、抗压强度、劈裂抗拉强度和轴心抗压强度的影响,建立了碱激发再生骨料纤维混凝土的力学指标换算式。结果表明：随着再生粗骨料取代率和碱激发剂浓度的增加,混凝土拌合物的坍落度降低;试件的抗压强度、劈裂抗拉强度和轴心抗压强度均随着再生粗骨料取代率的增加而减小,随着碱激发剂浓度的增加而增大;建立的抗压强度分别与劈裂抗拉强度和轴心抗压强度的换算式具有较高的拟合精度。     

再生粗骨料混凝土棱柱体抗压强度试验研究

因再生粗骨料来源的多途径,RAC(再生混凝土)棱柱体抗压强度将不同。为探索不同粗骨料来源RAC棱柱体抗压强度之间的差异性,选取最具典型代表性的旧房拆迁、高强桩基、市政工程、科学研究等四种不同粗骨料来源的废混凝土,经破碎加工成四种再生粗骨料,分别选取25%、50%、75%和100%四种取代率,同时掺入粉煤灰、硅微粉两种矿物掺合料,采用正交试验法,配置成四种不同粗骨料来源的RAC,测其棱柱体抗压强度,经比较与分析,得到再生粗骨料取代率和矿物掺合料是影响RAC棱柱体抗压强度的两个重要因素,再生粗骨料来源对RAC轴心抗压强度的影响不显著。     

再生透水型生态混凝土试验研究

通过水泥外掺硅粉浆液、水泥外掺I级粉煤灰浆液、盐酸溶液对破碎C30废弃混凝土所得的再生骨料进行改性后;采用不同的搅拌和投料方式,制备出透水型生态混凝土,得出用盐酸溶液进行改性的骨料制备出的透水型生态混凝土28 d抗压强度最高达18.8 MPa,透水系数10.5 mm/s。     

再生粗骨料混凝土力学性能探讨

把废弃混凝土经人工破碎后,按照粒径大小分为粗、细骨料,对再生粗骨料加入0.2%的聚羧酸减水剂进行处理后,参照普通混凝土配合比设计方法配置再生混凝土,研究不同再生粗骨料取代率下再生混凝土基本力学性能的变化。其中包括再生骨料的堆积密度、表观密度、吸水率和压碎指标,以及不同再生骨料掺入量下混凝土立方体抗压强度、棱柱体抗压强度。试验结果表明,经过聚羧酸减水剂处理后的再生粗骨料,吸水率明显比处理前的再生粗骨料低,而再生混凝土的立方体抗压强度,弹性模量随着再生粗骨料的增加而逐渐降低。     

超声分散处理的纳米再生混凝土基本性能

为了充分发挥纳米材料在提升再生混凝土基本性能方面的作用,分别采用SiO₂,Al₂O₃,CaCO₃和石墨烯(GNP)4种纳米材料与减水剂、水混合,经30 min超声分散后添加适量水泥制成纳米强化浆液,然后将再生骨料浸泡于浆液中30 min,筛分晾干后形成纳米强化再生骨料。对采用此种骨料制备的混凝土进行抗压性能测试和微观结构检测。结果表明:采用超声分散后的纳米浆液能够有效包裹于再生骨料的表面,使其界面过渡区的微观结构得到改善; 纳米强化浆液浸泡粗骨料的方式能有效地提高再生混凝土的抗压强度,其中浸泡于0.2%纳米SiO₂强化浆液、取代率为50%的纳米强化再生混凝土抗压强度最高,分别比未强化的再生混凝土和普通混凝土提高24.3%,33.1%; 纳米材料填充了混凝土内的部分孔隙,提高了再生混凝土的密实度。所得结果可为再生混凝土的性能提升提供技术支持。     

基于力学性能的吸附砂浆界限含量分析

基于再生粗骨料吸附砂浆定量分析及文献数据,研究吸附砂浆含量变化与再生粗骨料物理性能之间的关系,以及再生粗骨料取代率为100％的再生混凝土在不同吸附砂浆含量下的力学性能演化规律;以吸附砂浆含量为自变量、力学性能为因变量、目标强度为限值,利用数学方法确定吸附砂浆界限含量.研究发现:随着吸附砂浆含量的增加,再生粗骨料的物理性能逐渐下降;再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量随吸附砂浆含量的增加而出现不同程度的降低,吸附砂浆含量对再生混凝土劈裂抗拉强度的影响要大于对其抗压强度的影响,弹性模量受吸附砂浆含量影响,试验结果波动较大;经过数值拟合后,再生混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度与吸附砂浆含量呈二次函数关系,弹性模量与吸附砂浆含量的关系符合Boltzmann公式,基于拟合结果,确定满足C40再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量的吸附砂浆界限含量分别为45％、43％和39 ％.     

考虑粗骨料品质和取代率的再生混凝土抗压强度计算

再生混凝土的粗骨料表面存在硬化砂浆和大量的界面结构，致使其抗压强度较普通混凝土的有所降低，且受压破坏情况更为复杂。为建立一个普遍适用的再生粗骨料混凝土抗压强度计算公式，试验中采用不同再生粗骨料品质、不同取代率的再生混凝土，研究了胶水比、再生粗骨料的品质和取代率对再生混凝土抗压强度的影响，并分析了再生粗骨料吸水率、表观密度和压碎指标等品质特征参数和其影响因子的相关性。在普通混凝土Bolomey抗压强度公式的基础上，建立了考虑骨料品质和取代率的再生粗骨料混凝土抗压强度计算公式，并与常用的抗压强度计算公式的计算结果进行了误差比较。研究结果表明：再生粗骨料混凝土抗压强度与胶水比、取代率之间均呈线性关系，并且再生粗骨料的品质对再生混凝土抗压强度影响显著；误差分析表明，与试验结果相比，普通混凝土Bolomey抗压强度公式的最大误差约为16.51%，考虑有效胶水比的再生粗骨料混凝土抗压强度的最大误差约为36.33%，而考虑再生粗骨料品质差异和取代率的再生混凝土抗压强度的最大误差仅为4.90%，具有较高的精度和较好的适用性。     

纳米SiO2和粉煤灰复掺对再生混凝土性能的影响

使用质量取代法研究粉煤灰和纳米SiO₂单掺及复掺对再生混凝土(RAC)工作性能、抗压强度(7,28,90 d)、抗折强度(28 d)和劈裂抗拉强度(28 d)的影响。浇筑试样时,基于现有的搅拌方式,提出了新的两阶段搅拌法,先将再生粗骨料和纳米SiO₂、附加水进行搅拌,使得部分纳米SiO₂颗粒能够被再生粗骨料吸收,用于填补老砂浆孔隙和微裂缝。结果表明:随着纳米SiO₂掺量增加,再生混凝土的坍落度逐渐减小,复掺粉煤灰能够减少纳米SiO₂引起的坍落度损失; 粉煤灰掺量不变的情况下,再生混凝土抗压、抗折和劈裂抗拉强度随着纳米SiO₂掺量的增加而增加; 复掺纳米SiO₂和粉煤灰不但能够补偿再生混凝土由粉煤灰引起的早期强度降低,而且90 d龄期抗压强度明显高于2种材料单掺的再生混凝土; 纳米SiO₂掺量(质量分数)为1%时,再生混凝土在90 d龄期的抗压强度相对再生混凝土提高了3.0 MPa; 复掺纳米SiO₂和粉煤灰对再生混凝土的抗折强度、劈裂抗拉强度也有显著提升,S2F30的抗折强度相对于F30增加了24.17%,且劈裂抗拉强度高于2种材料单掺的再生混凝土,相对于F30提高了12.68%。     

再生粗集料混凝土界面微观结构的发展规律

分别制作相同配合比的再生粗集料混凝土和普通混凝土试件.在养护龄期为3,7,14,28d时,将再生粗集料混凝土试件切割,取样,然后对其内部不同界面微观结构进行扫描电镜观测;同时对再生粗集料混凝土和普通混凝土试件进行了抗压强度试验,观察了加载后再生粗集料混凝土试件内部裂纹的分布情况.结果表明:随着龄期的增长,再生粗集料混凝土各个界面过渡区都有不同程度的发展;天然粗集料新砂浆界面过渡区发展相对缓慢;再生粗集料中老砂浆新砂浆界面发展较快,老砂浆与新砂浆结合较好;再生粗集料中天然粗集料老砂浆界面为混凝土浇筑前已存在的界面,并且存在着一定数量的微裂缝.再生粗集料混凝土3d抗压强度略高于普通混凝土,7,14,28d抗压强度则与普通混凝土基本相当.荷载作用下,再生粗集料混凝土内部裂纹主要分布在天然粗集料新砂浆界面以及天然粗集料老砂浆界面处.     

再生骨料特性对再生混凝土强度和碳化性能的影响

为了评价再生骨料表面砂浆的强度及附着率对再生混凝土性能的影响,以再生骨料表面不同的砂浆强度及附着率为变量,配制了不同强度等级的再生骨料混凝土,通过对比性强度试验和碳化试验评价了再生混凝土内部存在的2个界面过渡区与混凝土性能的关系.结果表明:以高强度原生混凝土为再生骨料配制相对较低强度等级的再生骨料混凝土时,其强度与普通混凝土几乎相同,再生骨料表面砂浆的强度及附着率对再生骨料混凝土强度影响不大,但碳化深度有所增大;以相对较低强度原生混凝土为再生骨料配制同强度等级以上的再生骨料混凝土时,其强度与普通混凝土相差较大,再生骨料表面砂浆的强度及附着率对再生混凝土强度影响较大,碳化深度也相应增大.     

纤维再生混凝土力学性能试验及破坏分析

采用正交试验法研究了再生粗骨料掺量、粉煤灰掺量、减水剂掺量以及纤维类别对纤维再生混凝土抗压强度、劈拉强度及抗折强度的影响.利用扫描电镜及螺旋CT扫描技术分析纤维再生混凝土的内部破坏.结果表明：再生粗骨料掺量是影响纤维再生混凝土28d和90d抗压强度的重要因素;纤维类别是影响纤维再生混凝土28d劈拉强度和抗折强度的重要因素.以再生粗骨料掺量为50%(质量分数)、粉煤灰掺量(质量分数)为20%、减水剂掺量(质量分数)为0.5%和铣削波纹型钢纤维掺量(体积分数)为1.0%进行设计强度为C35的纤维再生混凝土的配制,可使其获得良好的和易性,并满足强度要求.再生粗骨料与砂浆界面处产生裂缝,导致了纤维再生混凝土强度较低.     

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。     

再生骨料黏附砂浆含量对人工成孔透水混凝土抗冻性的影响

研究了不同冻融工况下黏附砂浆含量对高强再生透水混凝土抗冻耐久性的影响,并用SEM对其微观机理进行了分析。结果表明,300次冻融循环后,以相对动弹性模量不低于60%和抗压强度损失率不高于25%为失效准则,确定了再生粗骨料黏附砂浆的界限含量分别为41.19%和43.89%。在设计使用年限分别为100年、50年和30年的严寒地区高度饱水条件下,再生粗骨料最大黏附砂浆含量分别为33.00%、38.94%和40.27%。     

粗集料强度对混凝土抗折强度的影响

试验研究了4种粗集料(碎石、钢集料、砂浆、页岩陶粒)与3种抗压强度等级水泥砂浆基体组合的混凝土的抗折强度及其发展规律.结果表明,粗集料与水泥砂浆基体的协调性对混凝土抗折强度影响十分显著.当粗集料强度和弹性模量与水泥砂浆基体相匹配时,增加粗集料强度可提高混凝土抗折强度,但粗集料强度和弹性模量过高反而会因较大的应力集中而降低混凝土抗折强度;当粗集料强度比水泥砂浆基体抗压强度低时,单纯通过增大水泥砂浆基体抗压强度来提高混凝土抗折强度的效果不明显;粗集料与水泥砂浆基体在抗压强度和弹性模量上的差异对混凝土抗折强度及其发展规律有很大影响.只有在两者相互协调的基础上,才能充分发挥粗集料和水泥砂浆基体的作用.