再生粗集料掺量对于C30混凝土工作性能及力学性能的影响

研究了再生粗集料替代天然集料的掺量(0、50%、70%、100%)对C30普通混凝土的工作性能(初始和1h坍落度)和力学性能(3、7、28、60、90d)的影响。结果表明:随着再生粗集料掺量的增加,混凝土坍落度减小,坍落度经时损失变大,调整胶凝体系和外加剂种类可以明显改善其工作性能。随着再生粗集料掺量的增加,各龄期的强度相较基准组呈逐渐下降的趋势。综合考虑再生资源利用的经济和社会效益,混凝土工作性能和力学性能表现等,选择掺入70%再生粗集料替代天然粗集料为最佳。     

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。     

玄武岩纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石力学性能的影响

通过开展一系列劈裂强度测试、无侧限抗压强度测试和弯拉强度测试,研究了玄武岩短切纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石力学性能的增强作用。龄期为7 d的混合料劈裂试验表明,玄武岩短切纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石的劈裂强度具有显著的增强效果,其中长度为18 mm的纤维对混合料劈裂强度的增强效果优于12 mm、24 mm的纤维。掺加长度18 mm玄武岩纤维的水泥稳定多孔玄武岩碎石,其劈裂强度、无侧限抗压强度、弯拉强度等随着纤维掺量增加先增大后减小;当掺量为碎石质量的0.10%时,纤维对混合料各项力学性能的增强效果最好;随着养护龄期的延长,混合料力学性能不断提升。研究表明掺加玄武岩短切纤维可提高水泥稳定多孔玄武岩碎石的路用性能。     

水泥稳定再生砖砼集料基层性能及路面结构受力分析

通过砖砼类再生集料性质的研究,分析了重型击实与振动压实两种方法对再生集料级配的影响,进行了水泥稳定不同再生集料掺量基层混合料不同龄期的无侧限抗压强度和劈裂强度以及抗压回弹模量试验研究,并结合试验结果开展了沥青路面结构受力分析。结果表明:振动压实方法比重型击实更适用于水泥稳定再生集料材料;再生集料越多,材料的最大干密度越小,最佳含水量越大;材料的强度满足规范要求,且随再生集料掺量的增加先增后减,再生集料越多,延长龄期对强度的提高程度越大;材料的刚度随再生集料掺量的增加同样先增后减,存在峰值;对于采用水泥稳定再生集料基层的沥青路面结构,添加再生集料可以减小路表弯沉、增大累计当量轴次和极限轴载,建议掺量是60%。     

再生集料掺量对混凝土碳化性能研究

在同一水灰比条件下,研究了再生集料0、30％、50％、70％和100％5种掺量下的再生混凝土在3d、7d、28d 3个龄期下的抗压强度和3d、7d、14 d、28 d和56d5个龄期下的碳化性能.结果表明:低替代量的再生集料对于混凝土的抗压强度影响不大,当替代量＞50％时会较大地降低混凝土的抗压强度.再生集料的掺量与碳化之间并没有明显的线性关系.当再生集料掺量100％时,再生混凝土的碳化最低,而再生集料掺量为30％和70％时,其碳化深度最大,再生集料掺量50％与普通混凝土碳化深度大致相当.     

乳化沥青和水泥掺量对冷再生混合料性能的影响研究

为了优化乳化沥青冷再生混合料适宜的乳化沥青和水泥掺量范围,基于室内模拟现场钻芯试验、湿轮磨耗试验,研究了乳化沥青和水泥掺量下冷再生混合料的初期和终期抗松散性能,采用力学性能试验、路用性能试验和疲劳性能试验优化了设计用于乳化沥青冷再生混合料的最佳乳化沥青用量和水泥掺量.结果表明,乳化沥青和水泥掺量对冷再生混合料的早期钻芯完整性、抗松散性能、力学性能、路用性能与疲劳性能均有显著改善作用.随着乳化沥青用量的增大,冷再生混合料力学性能、路用性能与疲劳特性均存在峰值.增大水泥掺量能够显著提高冷再生混合料的水稳定性和高温稳定性及低应力水平下的疲劳寿命,但是过多的水泥掺量导致乳化沥青冷再生混合料刚性增大、柔韧性降低、高应变水平下的疲劳寿命减低.根据优化结果,推荐1.5％～2.0％水泥、3.5％～4％乳化沥青为最佳配比.     

高寒地区水泥稳定碎石弯拉特性研究

青藏高原寒冷地区特殊的气候环境条件对水泥稳定碎石半刚性基层强度形成与使用性能的影响较大.通过标准养生与低温养生成型的混合料劈裂强度和弯拉强度室内试验,对比分析了水泥用量、养生龄期、养生温度对混合料劈裂强度和弯拉强度的影响.研究得出:标准养生条件下,水泥用量与养生龄期对混合料劈裂强度和弯拉强度呈交互影响,水泥用量越大,养生龄期越长,其劈裂强度和弯拉强度越大;养生龄期对混合料弯拉强度的影响比水泥用量更明显,应重视基层7d龄期的养生温度.研究表明,水泥用量选用4％,7d养生龄期内最低养生温度大于10℃,并对7～28 d养生期间基层进行适当保护,能够满足水泥稳定碎石的基本性能要求.     

养护龄期对大掺量粉煤灰UHTCC力学性能和变形能力影响试验研究

通过测定7 d、28 d、56 d和90 d四个龄期的立方体抗压性能、薄板四点弯曲性能、直接拉伸性能,对大掺量粉煤灰超高韧性纤维增强水泥基复合材料(UHTCC)的力学性能和变形能力随龄期的变化进行了实验研究.结果表明:在UHTCC基体中掺入大量粉煤灰能增加材料的变形能力,但由于火山灰效应发挥滞后,使得材料前期强度较低;随着养护龄期的增长,UHTCC的抗压强度、薄板四点弯曲强度和抗拉强度基本呈增长趋势,56 d后各强度趋于稳定;随着养护龄期的增长,纤维与基体的粘接强度增大,纤维对材料变形能力的贡献减小,UHTCC弯曲挠度和拉伸应变降低.     

热再生沥青混合料AC-20路用性能试验研究

为保证热再生沥青混合料具有良好的路用性能,研究了RAP掺量对热再生沥青混合料AC-20路用性能影响规律。研究表明,RAP掺量对热再生沥青混合料高温稳定性和低温抗裂性影响明显,对热再生沥青混合料水稳定性影响较小,且不同RAP掺量的混合料高温稳定性和水稳定性满足规范要求;混合料每增加10%RAP掺量,动稳定度平均提高33%,残留稳定度和TSR分别减小1.1%、2.3%;试验温度为-10℃和15℃时,混合料每增加10%RAP掺量,弯拉应变平均分别减小17%、25%,劲度模量分别平均提高28%、18%。另外,热再生沥青混合料疲劳性能随RAP掺量增加逐渐提高,每增加10%RAP掺量,疲劳寿命平均提高7%。     

石膏掺量对三元胶凝体系水泥基自流平砂浆的影响

研究了不同石膏掺量对硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、石膏组成的三元胶凝体系制备的水泥基自流平砂浆工作性能、力学性能、收缩性能、水化产物、水化热的影响.结果 表明:石膏掺量基本不会影响自流平砂浆的流动度和凝结时间,石膏掺量≤40 g/kg时,自流平砂浆各龄期的抗折强度、抗压强度和28 d拉伸粘结强度随着石膏掺量的增加而增大,但石膏掺量≥50 g/kg时自流平砂浆因膨胀开裂各龄期的抗折强度、抗压强度和28 d拉伸粘结强度随着石膏掺量增加而降低.随着石膏掺量的增加自流平砂浆各龄期的收缩值由负变正,即由收缩变为膨胀.24h之前三元胶凝体系的水化放热速率及水化放热量均随着石膏掺量的增加而增大,当石膏掺量为60 g/kg时,因膨胀使得容器胀裂,三元胶凝体系的水化放热量在30 h出现最高峰后逐渐减小.     

不同强度废旧混凝土水泥稳定再生材料路用性能研究

为了研究废旧混凝土强度与再生集料性能及水泥稳定再生基层材料的力学及耐久性能之间的影响规律,采用钻芯法对废旧桥梁T梁、立柱、废旧路面混凝土不同结构部位取样进行抗压强度试验,得出废旧混凝土的强度推定值,分别为25.8 MPa、37.4 MPa、58.1 MPa。对3种不同强度废旧混凝土再生集料的性能进行对比,并分析了不同强度废旧混凝土对再生集料性能及水泥稳定再生材料力学和耐久性能的影响。结果表明:废旧混凝土强度增加,再生集料的压碎值、针片状含量、吸水率减小,塑限指数及相对表观密度增大;废旧T梁、立柱、路面混凝土水泥稳定再生材料最佳含水率及最大干密度分别近似的呈线性减小和增大的趋势;同时,无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冲刷性能均表现增大的变化规律,但干缩性能减弱。废旧混凝土强度增加能有效提高水泥稳定再生材料的路用性能。     

纳米SiO2浸泡改性再生橡胶混凝土力学性能研究

本实验主要目的是研究经过纳米SiO2溶液浸泡的再生骨料橡胶混凝土坍落度、抗压强度和劈裂强度的变化规律、确定此操作对再生骨料混凝土的影响。实验以C30素混凝土为基准,通过掺入5%(等质量取代砂)的橡胶颗粒、纳米SiO2溶液（0%、1%、3%,相对水的质量）和再生骨料（Recycled concrete aggregate, RCA）（30%、50%、100%,等质量取代天然骨料）,制备纳米SiO2改性再生橡胶混凝土试件并进行坍落度、抗压和抗劈裂试验,分析不同浓度的纳米SiO2溶液和不同RCA取代率对再生橡胶混凝土力学性能的影响。结果显示：控制其他变量相同的RCA混凝土试块中,纳米SiO2溶液浓度的增加会降低拌合物的坍落度,而RCA取代率的增加会提高拌合物的坍落度;在30%RCA取代率和1%浓度的纳米SiO2溶液时再生橡胶混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度比基准组分别高出2.5%和6.7%;总体来看,经过纳米SiO2溶液浸泡后的再生橡胶混凝土呈现出早期强度和后期强度提升的特点。     

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。     

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%。     

废弃陶瓷骨料混凝土的力学性能和三维预测模型研究

为探索废弃陶瓷作为骨料在混凝土工程中的可行性,通过室内试验探讨了陶瓷粗、细骨料对混凝土力学性能的影响,研究了不同陶瓷骨料类型和掺量对混凝土抗压强度、抗折强度和弹性模量的影响,建立了考虑废弃陶瓷骨料掺量和类型的混凝土力学性能三维预测模型。研究结果表明,陶瓷粗骨料的内养护作用使混凝土弹性模量和抗压强度平均提高了10.42%~12.28%,而陶瓷细骨料的掺加使混凝土弹性模量和抗压强度平均降低了7.57%~13.88%。陶瓷粗、细骨料的掺加使混凝土抗折强度平均降低了7.24%~10.52%。另外,基于室内试验和国内外规范,得到了废弃陶瓷骨料混凝土力学性能与国内外规范的异同点。建立的三维预测模型适用于类似废弃陶瓷骨料混凝土的力学性能预测,在一定程度上提高了二维模型的精度。研究结果为废弃陶瓷骨料混凝土的设计和制备提供一定参考,为绿色环保型混凝土的发展提供了一些借鉴思路。     

不同加速养生方式泡沫沥青冷再生混合料宏细观结构性能研究

为了使泡沫沥青冷再生混合料室内加速养生方式能更加真实地模拟现场实际养生条件,基于含水率试验、力学性能及疲劳试验研究了5种养生方式的泡沫沥青冷再生含水率、劈裂强度(ITS)、贯入剪切强度(S_D)、无侧限抗压强度(UCS)的影响规律,对比了不同养生方式泡沫沥青冷再生混合料早期强度、中长期力学强度、疲劳性能的差异;进而以X-Ray CT为平台,研究了不同养生方式泡沫沥青冷再生混合料微细观三维空隙结构的分布特征。结果表明,5种养生方式的泡沫沥青冷再生中长期力学强度与疲劳寿命排序为:开放养生＞马歇尔模内养生＞半封闭养生＞组合养生＞封闭养生,不同养生方式泡沫沥青冷再生混合料的微细观空隙结构有明显差异,不同养生方式下泡沫沥青冷再生混合料微细观空隙级配、平均空隙直径、最可几空隙直径与力学性能、疲劳寿命之间的拟合良好。推荐40 ℃半封闭养生36 h来模拟加铺上覆层前现场早期(7~14 d)养生条件,采用40 ℃半封闭36 h+全封闭养生72 h“组合”养生方案作为泡沫沥青冷再生混合料的中长期室内加速养生方案。     

玄武岩纤维掺量对混凝土力学性能的影响

研究了掺入0．05％～0．35％的玄武岩纤维对混凝土的抗压强度,劈裂抗拉强度以及弯曲性能的影响,并采用扫描电镜对纤维在混凝土中的微观作用机理进行了分析。结果表明,当纤维的掺量在0．3％以内时,混凝土3 d、7 d、28 d的抗压、抗拉强度都有不同程度的提高,当掺量超过0．3％时,混凝土28 d的抗压、抗拉强度开始下降,且掺量越大,强度下降的也越多;弯曲试验结果表明,掺入0．05％～0．25％的玄武岩纤维后,混凝土的抗折强度平均提高7．96％,掺量为0．2％时,抗折强度提高17．0％,且掺入玄武岩纤维后,混凝土的应力-应变曲线有了明显的屈服点,混凝土的极限拉伸值增大,弹性模量降低,刚度减小,延性与柔性增加,混凝土的抗裂性增加,使用寿命延长。     

废PET塑料纤维对再生混凝土基本性能的影响

为了提高再生混凝土(RAC)的力学性能,将废聚对苯二甲酸乙二酯(PET)塑料瓶剪成纤维条制成纤维再生混凝土(FRRAC)。通过纤维再生混凝土与再生混凝土的坍落度试验和强度试验,研究废PET塑料纤维长度、掺量对再生混凝土基本性能的影响,并进行强度影响因素的显著性分析和混凝土微观结构分析。结果表明：与不掺纤维的再生混凝土相比,纤维再生混凝土的流动性降低,且随废PET塑料纤维掺量、长度的增大而下降;掺PET纤维后,再生混凝土的抗压强度总体上有所提高,劈裂抗拉强度明显大幅提高。对于抗压强度,废PET塑料纤维的掺量影响显著;对于劈裂抗拉强度,纤维掺量、长度及二者交互作用均影响显著。掺PET纤维虽然会引入薄弱的界面过渡区,但适量时可使再生混凝土结构致密。     

碱激发矿渣/粉煤灰净浆/砂浆力学性能研究

开展碱激发材料力学性能的研究有利于促进其在实际工程中的应用。本文研究了矿渣掺量及细骨料掺量对碱激发净浆/砂浆抗压强度、弹性模量及应力-应变曲线的影响。结果表明:矿渣的掺入能够显著提高碱激发净浆/砂浆的抗压强度和弹性模量;细骨料掺量增多会降低抗压强度,但会提高弹性模量。净浆28 d弹性模量在12.83~19.53 GPa,砂浆28 d弹性模量在18.72~23.10 GPa。细骨料掺量为40%(质量分数)时,砂浆峰值应力和峰值应变出现明显下降,弹性模量变大。采用分段式方程对碱激发矿渣/粉煤灰净浆/砂浆的应力-应变曲线进行拟合,拟合曲线与实测曲线吻合良好。拟合结果表明碱激发净浆/砂浆应力-应变下降段曲线随矿渣掺量与龄期增加而变陡,反映材料脆性增强,与上升段曲线规律一致。